08化学史 化学应用于生产.pptVIP

第七章 化学应用于生产 第一节 三强酸工业生产简介 １．硫酸工业 ２．盐酸的生产方法 ３．硝酸的生产 * 第二节 合成氨与哈伯 第三节 纯碱与烧碱工业 参考文献 １．杨承印 编著，化学的历程（讲义） ２．北京化工学院编写组， 化学工业发展简史，科技文献版，1985 ３．陈道章，中国古代化学史，福建科技版，2000 ４．［英］柏廷顿 著，胡作玄 译，化学简史，广西师大版，2003 ５．中国大百科全书：化工卷；化学卷 国际互联网址 /faculty/giunta/papers.html 第一节 三强酸工业生产简介 三酸（硫酸、硝酸、盐酸）两碱（纯碱、烧碱）是重化学工业中最基本的化工原料，也直接或间接作为其他工业原料，纯碱、硫酸的产量，可作为衡量一个国家化学工业发展程度的标志。 一、硫酸工业 １．古代关于制硫酸的记载 东汉末金丹家孤刚子曾收集过石胆中的精华，即SO3 ，唐初方士著有《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中记载有“炼石胆取精华法”，用今天的化学反应方程式可表示如下： CuSO4 · 5H2O === CuSO4 CuSO4 === CuO + SO3 SO3 + H2O === H2SO4 在西方被认为最早制得无机酸的是公元八世纪时的阿拉伯炼金术士贾伯（Geber, 约720-813)。他将硝石和绿矾放在一起蒸馏，所得气体溶于水即得硫酸。 12世纪德国炼金术士马格努斯在他的论文中首次称FeSO4为绿矾，并指出蒸馏绿矾可获得绿矾的精华（即硫酸），称为矾油。 17世纪前半叶，西方人通过蒸馏绿矾，或者在一玻璃钟罩下面放置少量水，水面放铁盘，盘上燃烧硫磺与硝石，然后令硝石分解产生的NO2氧化SO2为SO3，最后再被水吸收形成硫酸。 2. 近代以来硫酸工业的发展 （１）铅室法 1746年，英国医生罗布克(John Roebuck, 1718-1794)考虑到制硫酸中铁盘的腐蚀和玻璃容器易破碎的缺点，以铅室来代替之，在伯明翰建成第一座铅室法生产硫酸的工厂。早期的铅室法都是以意大利的硫磺为原料。到了19世纪30年代，英、德等国相继改用硫铁矿为原料来制造硫酸。 （２）接触法 1831年，英国人菲利普(P. Phillips)提出不用硝石和铅室，而是将SO2和空气通过装有铂丝的热管后，溶在水中即可得到硫酸。1875年，德国化学家麦塞尔(Rudolph Messel, 1847-1920)用铂作催化剂，以氧气代替空气，用浓硫酸吸收SO3制得发烟硫酸。1913年，德国巴登(Badische)苯胺纯碱公司深入研究V2O5和K2O作催化剂获得成功，从20世纪40年代起，接触法在生产中占主导地位。 中国于1874年在天津机械局淋硝厂建成最早的铅室法装置，1876年投产，日产2000kg，用于制造无烟火药。 1934年，中国第一座接触法装置在河南省巩县兵工厂分厂投产。 1951年，我国研制成功并大量生产钒催化剂。1956年，成功地开发了硫铁矿沸腾炉焙烧技术。1966年，建成两次转化的工业装置，成为较早应用这项新技术的国家。 到了1983年，我国硫酸年产量仅次于美国和前苏联，位居世界第三位。 二、盐酸工业 １．古代生产盐酸的方法 早在炼金术时代，就已发现有氯化氢气体生成，但直到15世纪才有盐酸这一名词的报道。 ２．近代以来的盐酸工业 1648年，德国人格劳伯(J. R. Glauber, 1604-1670)用硫酸与氯化钠共热得硫酸钠熔块和氯化氢气体，此即为熔融干馏法，硫酸纳为主产品，氯化氢为副产品。目前实验室仍用此法制备少量的氯化氢气体。 用氯气和氢气直接燃烧可得95％以上的氯化氢气体，用水吸收可得高浓度、高纯度盐酸，此法称为合成法。氯和氢可从电解食盐水制烧碱时获得。这是戴维于1807年在研究电解食盐水时所发现。 大量氯化氢也可从有机氯化物生产中作为副产品获得，称为副产法。目前世界上几个主要产盐酸的国家有美国、德国、法国和日本，其中以副产法居多。 我国的盐酸大约在1930年由化学实业家吴蕴初在上海创办的天原电化厂以合成法生产，同时还生产烧碱和漂白粉。 盐酸在工业上主要用作分解矿石、溶解水垢、清洗剂、水解有机物等。 三、硝