硫酸工业硫酸工业引引 言言 硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先硫酸大硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先硫酸大量用于化肥和农药的生产，如每生产量用于化肥和农药的生产，如每生产1吨的吨的过磷酸钙过磷酸钙要消耗要消耗360公斤硫酸，化肥生产消耗占硫酸产量的公斤硫酸，化肥生产消耗占硫酸产量的50%以上；在有机合成工业中，硫酸用于各种以上；在有机合成工业中，硫酸用于各种磺化反磺化反应应和和硝化反应硝化反应，生产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸；，生产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸；在无机化学工业中，在无机化学工业中，HF、H3PO4等的生产及等的生产及K、Fe、Cu、Zn、Al的硫酸盐的生产等，都要消耗硫酸；在的硫酸盐的生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业中；国防工业中，如生产冶金工业中；国防工业中，如生产炸药炸药；石油工业、；石油工业、染料、人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加染料、人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加工工业等许多部门，都要用到硫酸。工工业等许多部门，都要用到硫酸。既然既然需要这么多需要这么多硫酸，那么怎样制取呢？硫酸，那么怎样制取呢？【学习目标】掌握硫酸工业的化学反应原理；掌握硫酸工业的化学反应原理；了解硫酸的用途及硫酸工业的生产了解硫酸的用途及硫酸工业的生产设备与流程。设备与流程。 一、接触法制造硫酸的反应原理H2SO4SO3SO2S硫化物如 FeS2SO3 + H2O=H2SO4S+O2=SO2点燃2SO2+O2=2SO3催化剂4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2高温二、接触法制造硫酸的生产过程SO3H2SO4SO2S硫化物如 FeS2 1 二氧化硫的制取和净化 2 二氧化硫转化成三氧化硫 3 三氧化硫的吸收和硫酸的生成沸腾炉炉气1. 二氧化硫的制取和净化(造气）SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，如As、Se等的化合物和矿尘等等。原料粉碎空气4FeS2(固)+11O2(气)=2Fe2O3(固)+8SO2(气)高温除除尘尘洗洗涤涤干干燥燥2. 二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2+O2=2SO3V2O54500C沸腾炉接触室沸腾炉600C5000C4500C8500C5000C热交换器热交换器催化剂催化剂下一步下一步思考思考 因为因为SO2接触氧化是一个放热反应，根据化接触氧化是一个放热反应，根据化学平衡理论判断，此反应在温度较低的条件下进学平衡理论判断，此反应在温度较低的条件下进行有利。但是，温度较低时反应速率低，从综合行有利。但是，温度较低时反应速率低，从综合经济考虑对生产不利。在实际生产中，选定经济考虑对生产不利。在实际生产中，选定4000C5000C作为操作温度。作为操作温度。 SO2的接触氧化也是一个气体总体积缩小的的接触氧化也是一个气体总体积缩小的反应，表反应，表5-2的数据说明，增大气体压强，能相的数据说明，增大气体压强，能相应提高应提高SO2的平衡转化率，但提高得并不多。考的平衡转化率，但提高得并不多。考虑到加压对设备的要求高，增大投资和能量消耗；虑到加压对设备的要求高，增大投资和能量消耗；而且，常压下而且，常压下4000C5000C时，时， SO2的平衡转化的平衡转化率已经很高，所以硫酸工厂通常采用常压操作，率已经很高，所以硫酸工厂通常采用常压操作，并不加压。并不加压。返回返回返回返回V2O5+SO2=V2O4+SO 3V2O4+O2+2SO2=2VOSO42VOSO4=V2O5+SO3+SO2返回返回3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成接触室沸腾炉吸收塔热热交交换换 5000C1500C98.3%H2SO4SO3 + H2O=H2SO41450C尾气尾气生产流程动态演示生产流程动态演示补充材料：硫酸的其它生产办法补充材料：硫酸的其它生产办法1. 2(FeSO47H2O)=Fe2O3+SO2+SO3+14H2O2. SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO2NO+ O2=2NO2三、环境保护环境污染：大气污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固体废 弃物、放射性污染、噪声污染 等。工业上的三废：废水、废渣、废气1.尾气处理尾气的组成：尾气的组成：SOSO2 2,O,O2 2,N,N2 2(1)碱法： Na2CO3 Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2(2)氨酸法： NH3H2O 2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O生产过程中的污水，含有硫酸等杂质。Ca(OH) 2 H2SO4 = CaSO4 2H2O2、污水处理3、废渣的利用总 结三阶段造气接触氧化SO3的吸收三反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3 + H2O=H2SO4三净化除尘洗涤干燥三原理热交换循环利用逆流吸收三设备沸腾炉接触室吸收塔工业三废废渣废气废水总 结三原料黄铁矿(或硫磺)空气98.3%的硫酸三选择压强:常压温度:400500催化剂三杂质矿尘砷,硒化合物水蒸气三危害影响生产催化剂中毒腐蚀设备再再 见见 ！