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第一单元《走进化学工业》知识点整理

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：人教版
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
- 资料来源：收集
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- 资料大小：38.9KB
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- 更新时间：2011-08-30 00:24:02
- 上传时间：2011-08-30 00:24:31
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※资料简介※
第一章    走进化学工业
课题1    化工生产过程中的基本问题
一、依据化学反应原理确定生产过程
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；在有机合成工业中，硫酸用于各种磺化反应和硝化反应，生产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸；在无机化学工业中，HF、H3PO 4等的生产及K、Fe、Cu、Zn、Al的硫酸盐的生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业及国防工业中，如生产炸药；石油工业、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。
接触法制硫酸
1．生产硫酸主要化学过程可分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。
2．化学原理（以化学反应方程式表示）
造气：4FeS2(S) +11 O2 (g)   2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)
或S（S）＋O2（g） SO2（g）[
二氧化硫的催化氧化：2SO2(g) + O2 (g)     2SO3(g)
三氧化硫的吸收：SO3 (g) + H2O( ) = H2SO4( )[来源:学|科|网]
    注意：工业上是用98.3%的浓硫酸来吸收SO3的，而不是直接用水或稀硫酸作吸收剂，原因是用后者吸收时容易形成酸雾，吸收速率慢。
3．工业制硫酸主要生产流程
造气→ 净化、干燥→催化反应室→吸收塔→ 稀释室 →贮存室
另外，还需要考虑原料的净化、适宜反应条件及设备的选择、废热的利用等。
二、生产中原料的选择
1．我国生产硫酸需考虑的问题
（1）从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用硫磺制硫酸优于用黄铁矿制硫酸。
（2）我国天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂。
（3）我国黄铁矿储量比天然硫要大。
（4）硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短、设备简单、三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化。
（5）由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸略高等等方面。
2．以FeS2为原料
第一步4FeS2(S) +11 O2 (g)   2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)[来源:学科网]
第二步2SO2(g) + O2 (g)     2SO3(g)
    第三步SO3 (g) + H2O( ) = H2SO4( )
3、以硫磺为原料:
第一步S（S）＋O2（g） SO2（g）
第二步2 SO2（g）＋O2（g） 2 SO3（g）
第三步SO3（g）＋H2O（）= H2 SO4（）
硫和黄铁矿相比，因后者产生的废弃物太多，处理成本太高，因此，目前硫酸生产中的三种原料为硫磺, 空气,和水。
4、生产规模和厂址的选择
现代化工业生产一般要求有较大的规模，便于采用先进的技术和设备以提高劳动生产率，便于“废热”利用，便于环境保护，成本低。根据以上原则和我国国情，我国硫酸工业宜发展年产在4万吨以上的制硫酸装置。
三、生产中反应条件的控制
反应方程式2 SO2（g）＋O2（g） 2 SO3（g），属放热的可逆反应。
1．选择温度：低温(400~500 C)，因为在此温度范围内，反应速度和SO2的平衡转化率都比较高。但应注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性。
    2．选择压强:常压。原因是增大气压，SO2的平衡转化率提高并不多，但却大大增大了动力和设备的要求，增大了生产成本和能量消耗。所以硫酸厂通常采用常压操作。（注意:工业生产中压强的选择，往往还要考虑成本和能量消耗等问题。）
四、生产中三废的处理
1．废气的组成：SO2,O2,N2。其中的SO2是形成酸雨的主要因素。
常用的处理方法———氨水吸收法
（1）SO2+2NH3+H2O==（NH4）2SO3
（2）（NH4）2SO3+H2SO4==（NH4）2SO4+SO2+H2O或用NH3•H2O 书
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