无机化工培训课件.ppt

* 石墨的理想层面结构 * 圆形 碳纤维 * 碳纤维增强机翼 * * 螺旋状炭纤维 * 人造金刚石----通常以纯石墨为原料，铁、铬等为催化剂，在高温高压下合成人造金刚石。近年出现新的低压合成方法：热丝化学气相沉积法（CVD法）、等离子体气相沉积法等。用于磨料、切削工具、电子器件涂膜等。 * C60家族 * 碳纳米管----由碳原子组成的管状大分子，单壁纳米管的直径在0.4至1.8纳米。其抗张强度是高强合金钢的20倍；具有优异的场致发射功能。可用于纳米电路、更薄更省电的平面显示器、扫描电镜的探针、氢气储存等用途。 * 3.4 典型产品生产工艺 接触法生产硫酸工艺 合成氨生产工艺 * 硫铁矿 二氧化硫制备 原料气的净化 三氧化硫制备 三氧化硫吸收 SO2 + 0.5O2 SO3 + Q SO3 + H2O H2SO4 + Q 4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2 + Q 稀硫酸洗涤, 除去氧化砷等 接触法生产硫酸工艺 * * 合成氨生产工艺 1、原料气的制备 造气过程以水蒸气作为气化剂，将原料煤或焦炭气化，得到的混合气叫水煤气； 2、脱硫 脱除对合成氨催化剂有害的硫化氢、二硫化碳、硫醇、硫醚、噻吩等。 * 3、CO变换 通过变换工序使得原料气中的一氧化碳与水蒸气作用变为氢和二氧化碳； 4、脱CO2 采用物理吸收和化学吸收方法，脱除原料气中的二氧化碳； 5、氨的合成 在高温（400 oC）、高压（30MPa）和催化剂（Fe等）作用下，进行合成反应。 * 煤、焦炭 水蒸气 造 气 脱 硫 CO变换 脱CO2 CO + H2O CO2 + H2 N2 + H2 NH3 C + H2O CO + H2 合 成 * * 3.5 无机化工的发展 举例： （1）非晶硅太阳能电池材料 （2）锂离子电池材料 （3）高纯纳米碳酸钙 * 习题 简答题 1、无机化工包括哪些类产品？ 2、无机非金属材料中的硅酸盐材料包括哪几种？ 3、烧碱是用什么方法生产的？ 4、三酸两碱都包括那些酸和碱？ 5、最重要的氮肥是什么？其氮含量大约是多少？ 论述题 1、简述硫酸生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应方程式。 2、简述合成氨生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应方程式。 * 将硫或硫化铁通空气在燃烧室煅烧生成二氧化硫，然后在五氧化二钒的催化作用下二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫，再在吸收塔内用98%的浓硫酸吸收生成发烟硫酸，再经水解形成硫酸。一般会有两个催化炉、三个吸收塔，其中有用氮气做保护气，优点当然就是操作简便、设备简单且原料利用率高，对环境污染较小。 * 2009/08 化工工艺学Introduction to chemical industry 主讲 丁明洁化学与材料工程学院 化工工艺学 An Introduction to Chemical Engineering 第6讲 无机化工 * 3.1 无机化工的特点 3.2 无机化工原料 3.3 无机化工产品 3.4 典型无机产品的生产工艺 3.5 无机化工的发展 主要内容 * 3.1 无机化工的特点 无机化工发展历史长，对人类生存和科技发展具有积极的推动作用和影响。 无机化工产品是重要的基本化工原料，产量大，通用性强。 与有机化工产品相比，品种相对较少，生产过程相对简单。 新型无机化工产品不断出现，有些是高科技产品，如锂离子电池材料等。 * * 3.2 无机化工原料 无机化学工业的原料来源很广，大致可分五大类： 空气 水 化学矿物 化石燃料（煤、石油、天然气等） 生物质资源。 一、化学矿 1.化学矿的种类 我国共有20多个矿种。硫铁矿、自然硫、硫化氢气藏、磷矿、钾盐、钾长石、明矾石、蛇纹石、化工用石灰岩、硼矿、芒硝、天然碱、石膏、钠硝石、镁盐、沸石盐、重晶石、碘、溴、砷、硅藻土、天青石等。 其中：硫铁矿、重晶石、芒硝及磷矿储量居世界前列，稀土矿的储量居世界首位。 2.磷矿、硫矿的情况 1、资源比较丰富，但分布不均衡 2、高品位矿储量比较少 3、选矿比较为困难，利用较为复杂 芒硝Na2SO4·10H2O 天青石SrSO4 蛇纹石 (Mg,Fe,Ni)3Si2O5(OH)4 钠硝石NaNO3 硫铁矿 Pyrite 重晶石 Barite 二、磷矿 资源情况：我国磷矿储量居世界第四，但品位低。主要分布在西南和中南地区。 用途：生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物与磷酸盐。