概述炉气的生产和净制二氧化硫的催化氧化SO3吸收成酸接触法.ppt

第五章硫酸工业第五章硫酸工业化学工艺学的任务：根据技术上先进、经济上合理的原则，将化工操作的基本单元组合成最优化的生产流程；或对现有的生产流程进行评价，使之向最优化靠拢。学习化学工艺学的目的：学会运用科学的分析问题的方法，综合应用多种知识解决生产实际问题，掌握化工生产的基本规律，从而能够举一反三。§1概述一、硫酸的用途及其发展“基本原料”，“经济意义”“国防意义”1．用途化肥工业：360kgH2SO4/t过磷酸钙。我国化肥用酸占～70%。有机合成工业：磺化、硝化用。1.7t发烟硫酸/t锦纶。石油工业：原油精炼用。31kgH2SO4/t柴油。金属加工、机械制造工业：去锈用。30～35kg浓H2SO4/t钢材。国防工业：炸药等。橡胶、塑料、化纤、洗涤剂、油漆、农药、制革、搪瓷、电镀、有色金属冶炼等等2．发展940年，由绿矾（铁矾FeSO4·7H2O）干馏而得，故称“矾油”。2[FeSO4·7H2O]=Fe2O3+SO2+SO3+14H2OSO3+H2O=H2SO4工业生产：含硫原料→SO2→SO3→H2SO4硝化法（1740年）：借助氮的高级氧化物来传递氧，将SO2氧化成SO3：SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO产品浓度不高（65～75%），杂质较多，所以用途受限。接触法：借助固体催化剂（触媒）的表面活性，使SO2氧化成SO3。催化剂：1831年，Pt－Cat实验成功，但极易失活。1903年，找出催化剂失活原因，增加了净化二氧化硫气体的工艺，实现了工业化。二十世纪30年代，钒触媒，使接触法迅速取代了硝化法，成为主体。3．我国的硫酸工业1867年，上海江南制造局用铅室法生产硫酸。1933年，采用接触法。发展速度十分缓慢。解放后，迅速发展。其主要原因之一是生产技术大踏步的提高。二、原料1．?硫磺：工艺简单，生产费用低。国际上，硫磺原料50%。我国近年来得到迅速发展，2004年：40.6%。2．?硫铁矿：FeS2要求含硫量30%。我国硫铁矿资源比较丰富，所以长期以来是我国的主要原料路线。2004年：35.8%。普通硫铁矿（块矿）浮选硫铁矿（尾砂）含煤硫铁矿3．?含硫工业废物：日益受到重视。主要用在有色金属冶炼厂的烟道气处理。2004年冶炼烟气制酸产量为752.1万t，占总产量的22.2%。4．?硫酸盐：石膏(CaSO4)、芒硝(Na2SO4)等。往往综合利用，联合生产。如：2CaSO4+C=2CaO+2SO2+CO2其中：CaO用于制水泥(CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3)；SO2用于制硫酸。三、以硫铁矿为原料生产硫酸的原则流程1．化学反应：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(1)2SO2+O2=2SO3(2)SO3+H2O=H2SO4(3)2．生产工序：原料——准备阶段。焙烧——发生反应（1）净化——准备反应（2）转化——发生反应（2）成酸——发生反应（3）3．原则流程：又称基本流程，以主要生产工序为基本单元来粗略地表示生产过程的流程。§2炉气的生产和净制一、硫铁矿的焙烧原理1．焙烧反应硫铁矿主要成分：FeS2杂质：砷、硒、氟的化合物；铜、锌、铅等有色金属的硫化物；钙、镁、钡等的碳酸盐、硫酸盐；脉石（石英、硅酸盐）等。900oC发生焙烧反应：2FeS2=2FeS+S2↑(1)(多孔)过量氧气（空气）向矿石扩散：S2+2O2=2SO2(2)4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2↑