工业制硫酸课件.ppt

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1、6.3化工生产能否做到又快又多How Can We Make the Production of Chemical Industry Faster and Achieve Greater,化工要诀,产量高,速度快,绿色环保,节能经济,(化学平衡),(反应速率),化工要诀,浓 度,压 强,温 度,浓 度,压 强,温 度,催化剂,固体表面积,化工生产中的逆流原理,在化工生产中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法。物质交换：使物质充分接触；能量交换：提高传热温差。冷凝管,6.3.1工业制硫酸,工业制硫酸（P55化学方程式）,第一步：沸腾炉（P56）,阅读课本资料库，并回答：,1、风帽的作用是什么？2

2、、为什么叫沸腾炉？,工业制硫酸,化工要诀：多、快、好、省,答题要点：多、快、好、省1、为什么要粉碎矿石？增加空气和硫铁矿的接触面积，加快化学反应速率，提高硫铁矿的利用率。2、为什么要通入过量空气？增加廉价原料空气的浓度，提高较贵原料黄铁矿的利用率，节约成本。3、为什么从底部通入空气？逆流原理，使硫铁矿和空气的接触更充分，提高化学反应速率和硫铁矿的利用率。,化工生产中的逆流原理,在化工生产中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法。物质交换：使物质充分接触；能量交换：提高传热温差。冷凝管,工业制硫酸,浓度,压强,温度,催化剂,工业制硫酸,第二步 2SO2 (g)+ O2(g) 2SO3(g)+98.

3、3kJ,增大反应物浓度,增大反应物浓度减小生成物浓度,加 压,加 压,高 温,低 温,使用催化剂,无影响,工业制硫酸,2SO2 (g)+ O2(g) 2SO3(g)+98.3kJ,压强,温度,工业制硫酸,压强,温度,2SO2 (g)+ O2(g) 2SO3(g)+98.3kJ,加压对SO2的转化率影响不明显，且加压会增加生产成本。最终选择常压反应。,选择400450 SO2的转化率高，速率快，且催化剂（V2O5)在此温度活性大。,接触室,炉气,净化,400,500,200,SO2、O2,SO2、O2,SO3、SO2、O2,工业制硫酸,V2O5,热交换器,问题解决,通入的空气和SO2的混合气体中

4、，O2的体积分数约是SO2的1.5倍，你认为这样做有什么好处？氧气无限多可以吗？增大廉价原料O2的浓度，加快反应速率，提高成本较高的原料SO2转化率，节约成本。SO2和空气的混合气体进入接触室时，从接触室里的热交换器外管流过，从塔顶进入第一个催化剂层，而后从热交换器的内管流过，进入第二个催化剂层，最后流出接触室。这样的流向有什么好处？逆流原理，用化学反应放出的热量对原料气进行预热，充分利用能量。催化氧化的过程放出热量使平衡逆向移动，SO3产率有所下降；通过热量交换，使得反应后的混合气温度下降，此时第二次遇到催化剂发生催化氧化，可以提高SO3产率。,化工生产中的逆流原理,在化工生产中，相互作用的

5、物料，往往采用逆流的方法。物质交换：使物质充分接触；能量交换：提高传热温差。冷凝管,接触室,炉气,净化,400,500,200,SO2、O2,SO2、O2,SO3、SO2、O2,工业制硫酸,V2O5,热交换器,工业制硫酸,第三步 SO3 + H2OH2SO4,用98.3%的浓硫酸吸收SO3比用水吸收要好，而且不会产生酸雾造成SO3损失，形成污染。,工业制硫酸,吸收塔,化工生产中的逆流原理,在化工生产中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法。物质交换：使物质充分接触；能量交换：提高传热温差。冷凝管,接触法制硫酸,工业制硫酸,化工要诀,既要考虑外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性，又要考虑外

6、界条件对两者影响的矛盾性。既要注意温度、压强、催化剂等对化学反应速率影响的一致性，又要注意温度对催化剂活性的影响。既要注意理论上的要求，又要注意实际操作中的可能性。,常用方法,对固体物质进行粉碎；将液体物质喷洒成雾状；增加廉价原料的用量；增加无毒无害原料的用量；逆流原理，提高传热效率；逆流原理，使物质之间充分接触。,合成氨的条件选择,N2+3H2 2NH3+92.4kJ,高压,高温,使用催化剂,增大反应物浓度,高压,低温,无影响,增大反应物浓度 减小生成物浓度,合成氨的条件选择,1.压强：,3.催化剂：,2.温度：,4.浓度：,20MPa50MPa(受动力、材料、设备等实际条件的影响),500左右(温度过低,速率慢,不经济;还应考虑催化剂的活性对温度的要求),增大反应物的浓度 N2、H2的再循环并及时补充N2和H2 ；降低生成物的浓度氨冷却并从平衡气体中分离。,铁触媒(加快反应速率,大大缩短到达平衡的时间),合成氨的条件选择,合成氨的方程式：,Fe、50020MPa50MPa,合成氨的条件选择,N2、H2,催化剂,热交换器,N2、H2、NH3,20,460,高强度钢（耐高压）,镍铬合金钢 （耐高温）,合成氨的条件选择,氨合成塔,