硫酸工业制法课件.ppt

1、 硫酸的工业制法接接触触法法一、接触法制造硫酸的反应原理一、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高温硫酸的工业制法硫酸的工业制法接触法接触法（三反应三反应）二、接触法制造硫酸的生产过程二、接触法制造硫酸的生产过程SO3H2SO4SO2S硫化物如 FeS2 二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化 二氧化硫转化成三氧化硫二氧化硫转化成三氧化硫 三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成（三阶段、三设备三阶段、三设备）（1 1）燃烧

2、黄铁矿的设备叫什么？为什么？）燃烧黄铁矿的设备叫什么？为什么？（2 2）为什么要将黄铁矿粉碎成细小的矿粒？）为什么要将黄铁矿粉碎成细小的矿粒？（3 3）为什么要从炉底通入强大的空气流而使矿粒呈）为什么要从炉底通入强大的空气流而使矿粒呈沸腾状态？沸腾状态？（4 4）从沸腾炉出来的炉气为什么要净化？）从沸腾炉出来的炉气为什么要净化？（5 5）什么叫催化剂中毒？）什么叫催化剂中毒？（6 6）对炉气进行净化通常需用哪些措施？）对炉气进行净化通常需用哪些措施？ 净化后的气体主要成分是什么？净化后的气体主要成分是什么？沸腾炉沸腾炉问题思考：三、生产流程：三、生产流程：沸腾炉炉气SO2、O2、N2、水蒸气以

3、及一些杂质，如As、Se等的化合物和矿尘等等。原料粉碎氧气除尘除尘洗涤洗涤干燥干燥二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化-沸腾炉沸腾炉 4FeS2(固固)+11O2(气气)=2Fe2O3(固固)+8SO2(气气)+Q高温（一）、反应原理：（一）、反应原理：（二）、生产过程：（二）、生产过程：1. 1. 二氧化硫的制取和净化：二氧化硫的制取和净化：（1 1）主要设备：沸腾炉）主要设备：沸腾炉（2 2）主要反应：）主要反应：4FeS4FeS2 211O11O2 2 2Fe2Fe2 2O O3 38SO8SO2 2还原剂还原剂氧化剂氧化剂既是氧化产物，又是还原产物既是氧化产物，又是还原产物FeSF

4、eS2 2= =SOSO2 2= = SO SO3 3 = =H H2 2SOSO4 4S(二硫化亚铁二硫化亚铁)（3）炉气净化：三净化）炉气净化：三净化 （防止催化剂中毒）（防止催化剂中毒）除尘：除矿尘除尘：除矿尘洗涤：除砷、硒等的化合物洗涤：除砷、硒等的化合物干燥：除水蒸气干燥：除水蒸气二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化-沸腾炉沸腾炉（1 1）二氧化硫在什么条件下才能氧化成三氧化硫？）二氧化硫在什么条件下才能氧化成三氧化硫？（2 2）这个反应是在什么设备中进行的？为什么？）这个反应是在什么设备中进行的？为什么？（3 3）热交换器的作用是什么？）热交换器的作用是什么？回回答下列问题：答

5、下列问题：热交换器热交换器接触室接触室 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2+O2=2SO3+196.6kJV2O54500C-接触室接触室 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫-接触室接触室2SO2+O2=2SO3+196.6kJV2O54500C沸腾炉接触室沸腾炉600C5000C4500C8500C5000C热交换器热交换器催化剂催化剂主主要设要设备：备： 接接触室触室 主主要反应：要反应：2SO2SO2 2O O2 2 2SO2SO3 3 V2O5400500 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫-接触室接触室（1 1）工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？

6、）工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？（2 2）为什么不用水和稀硫酸来吸收三氧化硫？）为什么不用水和稀硫酸来吸收三氧化硫？（3 3）硫酸厂用什么设备来吸收三氧化硫？）硫酸厂用什么设备来吸收三氧化硫？（4 4）硫酸厂的尾气未经处理能否直接排入大）硫酸厂的尾气未经处理能否直接排入大气？气？吸 收 塔三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成SO3 + H2O=H2SO4+79.5kJ1450C-吸收塔吸收塔三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成-吸收塔吸收塔接触室沸腾炉吸收塔热交换热交换 5000C1500C98.3%H2SO4SO3 + H2O=H2SO4+79.5kJ14

7、50C尾气尾气3尾气的吸收尾气的吸收:通常工业上是用氨水来吸收SO2，其反应式为：SO2+2NH3H2O=(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸铵溶液。反应式：2NH4HSO3+H2SO4=2SO2+2H2O+(NH4)2SO4，(NH4)2SO3+H2SO4=SO2+H2O+(NH4)2SO4放出SO2可用于制液体二氧化硫作为化工原料，硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸铵肥料。尾气的组成：尾气的组成：SOSO2 2,O,O2 2,N,N2 2主主要设备：吸收塔

8、要设备：吸收塔主主要反应：要反应：SOSO3 3H H2 2O O= =H H2 2SOSO4 4尾尾气处理：气处理：二转二转二吸二吸（用（用98.398.3的浓硫酸吸收）的浓硫酸吸收）转入接触室转入接触室用碱液（氨水）吸收用碱液（氨水）吸收三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成-接触室接触室SO3 + H2O=H2SO4+79.5kJ1450C硫酸生产反应式4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高高 温温硫酸工业生产的原理硫酸工业生产的原理SO3 + H2O H2SO4第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：2SO2 + O2 2SO3催化剂催化剂加加

9、热热硫酸工业生产流程动画 硫酸的工业生产沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却沸腾炉接触室接接 触触 室室低温低温SO2 O2 高温SO2 O2SO3 SO2 O2吸收塔吸吸 收收 塔塔六、掌握多步计算的技能六、掌握多步计算的技能-（相当关系式计算）相当关系式计算） （原子守恒）（原子守恒）4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高高 温温2SO2 + O2 2SO3催化剂催化剂加加 热热SO3 + H2O H2SO4FeS22SO22SO32H2SO4多步计算 例：含FeS2 72%的黄铁矿石在煅烧的时候，有2%的硫受到损失而混入炉渣，在SO2的氧化

10、、吸收过程中，产率为98%，则由这种黄铁矿石10t可以制得98%的硫酸多少吨？ 解析：该题的解题关键是：转化成硫酸的硫来自硫铁矿。抓住了这一点就可以找出FeS2和H2SO4之间的关系式，即：FeS2 2S 2H2SO4 有2%S损失即FeS2利用率为98%。在多步计算中重点掌握元素守恒。在反应过程中，在多步计算中重点掌握元素守恒。在反应过程中，可以把中间步骤的损失归结为原料或目标产物的可以把中间步骤的损失归结为原料或目标产物的损失。损失。 FeS2 2H2SO4 120 196 10t72%98%98% x98% X=11.5t 答：（略）解：设可制得98%的硫酸质量为x练习：KKP102(7)流程图附件