第45讲 化工生产中综合经济效益的讨论VIP专享VIP免费

高温第45讲化工生产中综合经济效益的讨论一、要点精讲1、硫酸工业（1）硫酸的工业制法（接触法）系统地学习掌握某一物质的工业制法，一般要从所用原料、化学反应、适宜条件、生产过程、主要设备、环境保护等角度去分析理解。按照上述要求，工业上接触法制硫酸概括为“五个三”，即三种原料、三个反应、适宜生产条件的三个问题、三个生产过程、三个主要设备等。二氧化硫的制取和净化：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2（沸腾炉）二氧化硫氧化成三氧化硫：2SO2+O22SO3（接触室）三氧化硫的吸收和硫酸的生成：SO3+H2O=H2SO4（吸收塔）（2）二氧化硫接触氧化反应适宜条件的选择①催化剂：为了加快反应速率，工业上常选用V2O5作SO2氧化的催化剂。②温度：从反应速率要求看，反应温度必须较高，从化学平衡要求看，反应温度必须较低，结合催化剂的活性温度考虑，选择400℃~500℃作为SO2氧化的温度。③压强：从反应速率要求看，理想压强应该较高，从化学平衡要求看，理想压强也应较高，所以SO2氧化可以在压强很高的条件下进行。但常压下SO2的转化率已经较高，加压增大投资和能量消耗，因此SO2的氧化选择在常压下进行。2、关于硫酸工业综合经济效益的讨论（1）环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”经处理后，不仅消除了污染，而且也使SO2和黄铁矿矿渣得到合理利用。①尾气吸收：硫酸工业的尾气中含SO2等气体，直接排放会污染大气，工业上常用氨水吸收有毒气体：2NH3•H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，反应后再向其中加入稀硫酸：(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O，这样制得纯度较高的SO2，返回车间制硫酸或催化剂作他用，另一产物(NH4)2SO4可用作氮肥。②污水处理：硫酸生成过程中生成的污水中含有H2SO4等杂质，可用石灰乳中和处理：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+H2O，从而可制得石膏。③废渣的利用：沸腾炉中出来的炉渣可作为制水泥或砖的原料或炼铁。（2）能量的充分利用。许多化学反应是放热反应，化工生产中应充分利用反应热，以降低生产成本。硫酸生产中的反应热得到充分利用后，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量。（3）合理选择厂址，发展规模生产化工厂厂址的选择是一个复杂的问题，它涉及到原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等因素，要综合考虑，权衡得弊，作出合理的抉择。现代化工生产投资大，便于采用先进的技术以提高劳动生产率，同时有关“废热”利用、环境保护等辅助设施也便于处理。所以现代化工中规模越大，则单位产量的成本越低，经济效益越高。当然规模的大小还要根据国情而定。二、典例解析【例1】在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因都正确的是A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧B．从沸腾炉出来的炉气需净化和干燥，因为炉气中SO2会与杂质反应C．SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，而影响SO3的吸收D．热交换器中冷、热气体流动方向相反的目的是为了使热交换充分【例2】有A、B、C、D四个中等城市，它们水源、能源充足、交通便利。它们的相对地理位置如图，各城市各有特点：A城是风光秀丽、人口稠密、土地供应紧张的旅游城市，环保要求高，近郊有丰富的FeS2资源。B城是一个新兴工业城，已建有大型磷肥厂，土地供应充足。C城近郊有丰富的磷灰石资源，工业发达，但使用H2SO4的工业不多，土地供应充足。D城是一个古老城市，它的周围是重要的农业区，是大量肥料的集散地。现拟建年产10万吨的黄铁矿制硫酸的工厂，工厂厂址应选在A.A城近郊B.B城近郊C.C城近郊D.D城近郊三、当堂反馈1．（2003年上海，15）在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是A．使用吸收塔设备B．使用尾气吸收装置C．使用H2作原料D．使用催化剂2．硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在_______的郊区（填选项的标号）。A．有丰富黄铁矿资源的城市B．风光秀丽的旅游城市C．消耗硫酸甚多的工业城市D．人口稠密的文化、商业...