化工生產(chǎn)過程中的基本問題(第2課時)

1、第一單元 走進化學(xué)工業(yè)第二課時第二課時提問：提問：l硫酸工業(yè)的四個一；l三階段，三方程，三過程，三設(shè)備1 1、影響、影響化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？的因素有哪些？ 反應(yīng)物濃度、溫度、壓強（對有氣體參加的反應(yīng)）、催化劑反應(yīng)物濃度、溫度、壓強（對有氣體參加的反應(yīng)）、催化劑2.改變反應(yīng)條件（濃度、溫度、壓強）對改變反應(yīng)條件（濃度、溫度、壓強）對化學(xué)平衡化學(xué)平衡的影響的影響條件的改變條件的改變平衡移動方向平衡移動方向平衡移動的結(jié)果平衡移動的結(jié)果增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度增大壓強增大壓強升高溫度升高溫度向正反應(yīng)方向移動向正反應(yīng)方向移動向逆反應(yīng)方向移動向逆反應(yīng)方向移

2、動向氣體體積縮小的方向氣體體積縮小的方向移動向移動向吸熱反應(yīng)方向移動向吸熱反應(yīng)方向移動反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減小生成物濃度減小體系壓強增大體系壓強增大體系溫度升高體系溫度升高回顧：回顧：SOSO2 2接觸氧化的反應(yīng)為：接觸氧化的反應(yīng)為：注：這是一個氣體總體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng)注：這是一個氣體總體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng) 思考與交流思考與交流 閱讀閱讀P6 P6 表表1111，思考，思考溫度較低溫度較低時，時，SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率_；越高1 1. .溫度：溫度：三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2SO2SO2 2 (g) + O (g) + O2 2

3、(g) 2SO (g) 2SO3 3(g)(g)催化劑催化劑 （放熱反應(yīng)）（放熱反應(yīng)） 不是，雖然溫度較低對提高不是，雖然溫度較低對提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率有利，但溫的轉(zhuǎn)化率有利，但溫度較低時度較低時催化劑活性不高催化劑活性不高，反應(yīng)速率低反應(yīng)速率低。(400(4005005000 0C)C)原因：原因： 4005004005000 0C C時時催化劑活性較高催化劑活性較高，反應(yīng)速率高反應(yīng)速率高。那么是否溫度越低越好呢？那么是否溫度越低越好呢？ 閱讀閱讀P P6 6表表1-21-2，思考思考壓強壓強越越大大，SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率_；2 2. .壓強：壓強： 思考與交流思考與交流 越

4、高越高那么是否壓強越高越好呢？那么是否壓強越高越好呢？ 根據(jù)平衡移動原理，加壓對提高根據(jù)平衡移動原理，加壓對提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率有利，的轉(zhuǎn)化率有利，但在常壓、但在常壓、400500400500時時，SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，加加壓對設(shè)備的要求高，會增大投資和能量消耗。壓對設(shè)備的要求高，會增大投資和能量消耗。常壓常壓注意：注意：工業(yè)生產(chǎn)中壓強的選擇往往還要考慮成本和能工業(yè)生產(chǎn)中壓強的選擇往往還要考慮成本和能量消耗等問題量消耗等問題3 3. .催化劑催化劑 原因：原因： 考慮成本和能量消耗等問題三條件三條件 四、生產(chǎn)中三廢的處理四、生產(chǎn)中三廢的處理1 1、三廢：、三廢

5、：2 2、三廢的處理方法：、三廢的處理方法：（1 1）尾氣（少量）尾氣（少量SOSO2 2）吸收）吸收方法一：石灰水吸收法方法一：石灰水吸收法SOSO2 2Ca(OH)Ca(OH)2 2CaSOCaSO3 3H H2 2SOSO4 4SOSO2 2（重新利用）（重新利用）方法二：氨水吸收法方法二：氨水吸收法SOSO2 2 + 2NH + 2NH3 3 H H2 2O = (NHO = (NH4 4) )2 2SOSO3 3+ H+ H2 2O O(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3 + H + H2 2SOSO4 4 =(NH=(NH4 4) )2 2SOSO4 4 + SO + SO

6、2 2 + H + H2 2O O廢氣、廢液、廢渣廢氣、廢液、廢渣（2 2） 廢水廢水 （少量少量H H2 2SOSO4 4） 的處理的處理（3 3）廢渣的利用）廢渣的利用用石灰漿用石灰漿 Ca(OH)Ca(OH)2 2 或石灰石粉反應(yīng)：或石灰石粉反應(yīng)：廢渣：可作煉鐵的原料，還可用來提煉貴重有色金屬；或可作廢渣：可作煉鐵的原料，還可用來提煉貴重有色金屬；或可作制造水泥的原料，或用于制磚。制造水泥的原料，或用于制磚。Ca(OH)Ca(OH)2 2 + H + H2 2SOSO4 4 = CaSO= CaSO4 4 + 2H + 2H2 2O O五、能量的充分利用五、能量的充分利用 硫酸生產(chǎn)過程中

7、的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分硫酸生產(chǎn)過程中的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能利用這些反應(yīng)放出的熱能( (工廠里把它們叫做工廠里把它們叫做“廢熱廢熱”) )以降以降低生產(chǎn)成本。低生產(chǎn)成本。 在沸騰爐旁設(shè)置在沸騰爐旁設(shè)置“廢熱廢熱”鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；在接觸室在接觸室中設(shè)熱交換裝置。中設(shè)熱交換裝置。據(jù)測算，生產(chǎn)據(jù)測算，生產(chǎn)1t1t硫酸約需消耗硫酸約需消耗100kWh100kWh的電的電能，而相應(yīng)量反應(yīng)物在生產(chǎn)過程中放出的反應(yīng)熱相當于能，而相應(yīng)量反應(yīng)物在生產(chǎn)過程中放出的反應(yīng)熱相當于200kWh200kWh的電能。的電能。l工業(yè)上接觸法制硫酸概括

8、為工業(yè)上接觸法制硫酸概括為“五個三五個三” ” : :l三種原料三種原料: :l三個反應(yīng)三個反應(yīng): :l三個生產(chǎn)過程三個生產(chǎn)過程: :l三個主要設(shè)備三個主要設(shè)備: :l硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件: :v硫磺硫磺( (或黃鐵礦或黃鐵礦),),空氣空氣, ,和水和水造氣造氣, ,催化氧化催化氧化, ,吸收吸收沸騰爐沸騰爐, ,接觸室接觸室, ,吸收塔吸收塔(1)(1)低溫低溫(400(4005005000 0C)C)(2)(2)常壓常壓(3)(3)催化劑催化劑l(1)(1)確定化學(xué)反應(yīng)原理確定化學(xué)反應(yīng)原理l(2)(2)選擇原料選擇原料l(3)(3)選擇設(shè)備和工藝流程選擇設(shè)

9、備和工藝流程l(4)(4)三廢處理三廢處理( (環(huán)境保護環(huán)境保護) )l(5)(5)能源的利用能源的利用( (綜合經(jīng)濟利益綜合經(jīng)濟利益) )l(6)(6)其它問題其它問題( (如廠址，成本，反應(yīng)條件等問題）如廠址，成本，反應(yīng)條件等問題）l化工生產(chǎn)過程化工生產(chǎn)過程: :小結(jié):(本節(jié)課重點)v1. 工業(yè)上接觸法制硫酸概括為工業(yè)上接觸法制硫酸概括為“五個三五個三” :v三種原料三種原料:v三個反應(yīng)三個反應(yīng):v三個生產(chǎn)過程三個生產(chǎn)過程:v三個主要設(shè)備三個主要設(shè)備:v硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件:v2. 硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法.v硫磺硫磺

10、(或黃鐵礦或黃鐵礦),空氣空氣,和水和水造氣造氣,催化氧化催化氧化,吸收吸收沸沸 騰騰 爐爐,接接 觸觸 室室,吸收塔吸收塔(1)低溫低溫(4005000C)(2)常壓常壓(3)適當過量的空氣適當過量的空氣( (1)1)已知已知SOSO2 2的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論？推斷此結(jié)論？v(2)(2)在在400 400 500 500 時，時，SOSO2 2的催化氧化采用常的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是：壓而不是高壓，主要原因是：v(3)(3)選擇適宜的催化劑，是否可以提高選擇適宜的催化劑，是否可以提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率？率？ ( (填填“是是”或或“否否”) )，是否可以增大，是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量？該反應(yīng)所放出的熱量？_(_(填填“是是”或或“否否”) )；v(4