课题1化工生产过程中的基本问题1．以硫酸生产为例，了解化工生产过程中应解决的基本问题。2．掌握接触法制硫酸的化学反应原理，了解其生产过程和典型设备。3．了解防止硫酸工业“三废”造成污染的方法和“废热”利用等知识。业内专家认为，资源利用和技术改进仍是硫酸工业生存和发展面临的两大挑战。硫铁矿制酸是我国硫酸生产的重头戏，我国必须对硫铁矿制酸加大科技投入，依托科技创新改进生产工艺，降低成本，有效利用我国资源优势。2010年8月16日，大化股份投资3875万元实施硫酸厂循环经济标准化试点技术改进项目，加快产业链发展。思考：假如你是化工专家，为提高2SO2＋O22SO3的转化率，会采用哪些措施？答案：增加反应物(SO2或O2)的浓度，及时分离出产物(SO3)，适当降低温度。一、依据化学反应原理确定生产过程1．关于工业制硫酸的反应原理及过程需考虑的因素(1)分析产品的化学组成，据此确定生产该产品的主要原料。从H2SO4的组成看，原料应该是________________物质，如________、________(主要成分是FeS2)等。(2)分析产品与生产原料之间关键元素的性质，确定主要生产步骤。H2SO4中S的化合价是＋6，因此先从S或FeS2得到__________，再由________与H2O反应得到H2SO4。(3)分析生产原料的性质，确定反应原理。生产H2SO4的主要化学过程可以分成__________和______________两个阶段。2．工业制硫酸的过程及反应原理工业上制硫酸主要分____________、____________和____________三个阶段。以硫黄为原料制硫酸的反应原理用化学方程式表示为(1)______________________(______热反应)(2)______________________(______热反应)(3)______________________(______热反应)自主思考：生产硫酸的方法为什么叫接触法？二、生产中原料的选择除依据____________外，还有许多因素要考虑，如____________、原料、能源、工业用水的供应能力、贮存、运输、____________及__________等。三、生产中反应条件的控制对二氧化硫的催化氧化：1．温度条件选择____________作为操作温度，因为在这个温度范围内，__________和______________都比较理想。2．压强条件增大气体压强，SO2的平衡转化率提高得____________，所以，通常采用________操作。3．催化剂催化剂对化学平衡__________，但能改变到达平衡所需的时间。自主思考：对于反应：2SO2＋O22SO3①为什么降低温度和增大压强有利于提高转化率？②其他条件不变，增大O2的浓度或减小SO3的浓度对化学平衡有什么影响？四、生产中三废的处理1．尾气吸收硫酸生产的尾气中含有少量________，可用__________吸收，再用________处理，从而得到含量较高的SO2，可返回用做原料。化学方程式为____________________________，__________________________。2．污水处理硫酸生产过程中的污水，含有____________杂质，可用____________进行中和处理。3．废渣的利用炉渣和矿灰可作为__________的原料，废渣还可作为制造__________的原料或用于制______。五、能量的充分利用硫酸生产过程中的三个反应都是________热反应，如果能充分利用这些热量，不但可以为硫酸厂自行提供能量，而且还可以______________________，可大大降低生产成本。答案:1.(1)自然界存在的含硫硫黄黄铁矿(2)SO3SO3(3)SO2的生成SO2转化为SO32．造气催化氧化吸收(1)S＋O2SO2放(2)2SO2＋O22SO3放(3)SO3＋H2O===H2SO4放自主思考提示：SO2和O2是在催化剂表面接触反应的，主要设备叫接触室。二、化学反应原理厂址选择预处理成本环境保护三、1.400～500℃反应速率二氧化硫的转化率2．并不多常压3．没有影响自主思考提示：①根据平衡移动原理，降低温度和增大压强都使上述化学平衡向正反应方向移动。②增大O2的浓度或减小SO3的浓度都使上述化学平衡向正反应方向移动。四、1.SO2石灰水硫酸SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2OCaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O2．酸性石灰乳3．炼铁水泥砖五、放向外界输出大量的能量一、工业制备硫酸的过程1．三原料工业上制硫酸所需的原料有硫(S)、空气、水。用硫黄作原料成本低、对环境污染少。我国硫黄资源较少，在早期相当一段时间内，主要用黄铁矿(FeS2)作原料。2．三反应(1)S＋O2...
