高中化学第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,化学选修,2,化学与技术,第1页,走进化学工业,第2页,【,学习目标,】,以工业制硫酸为例，了解化工生产中一些基本问题。,认识化学在生产技术中价值，对科学探究过程加深,了解,学会将所学知识应用于实际方法。,树立合理利用自然资源、节约能源观点。,培养既会独立思索，又能与人合作能力。,第3页,硫酸用途,第4页,思索：,自然界有没有天然硫酸？,自然界中存在含硫物质有哪些？,这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸？,第5页,【,思索与交流,1,】,假如以硫磺为原料制硫酸，你能试着用化学方程式表示制硫酸反应原理吗？,第6页,硫酸生产反应式,以硫磺为原料,:,S(s)+O,2,(g)SO,2,(g),高 温,第一步：,(,造气,),第二步：,2SO,2,(g)+O,2,(g)2SO,3,(g),催化剂,加 热,(,催化氧化,),SO,3,(g)+H,2,O(l)H,2,SO,4,(l),第三步：,(,吸收,),工业中通惯用,98.3%,硫酸溶液代替水来吸收,SO,3,所以,:,工业上制硫酸主要分,_,个生产过程,.,一、依据化学反应原理确定生产过程,第7页,98%,硫酸,98.3%,硫酸,发烟,硫酸,SO,3,SO2,造气,制,SO,2,净化,干燥,空气,催化反应室，,400-500,，常压，催化剂,吸收塔,稀释室,水,贮存室,工业制硫酸简明流程图：,第8页,硫酸工业生产三个主要设备,98.3%H,2,SO,4,SO,2,O,2,SO,2,O,2,SO,2,O,2,第9页,二、生产中原料选择：,【思索与交流2】,在我国，工业制硫酸原料选择，有以下问题需要考虑：,1.从基建投资、加工费用及环境保护等方面考虑，用硫磺制硫酸装置优于用黄铁矿制硫酸装置；,2.我国天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂；,3.我国黄铁矿储量比天然硫磺要大，但也存在供不应求趋势；,4.硫磺制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短，设备简单，三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化；,5.因为原料多需进口，硫磺制硫酸成本略高于黄铁矿制硫酸；设备大型化可降低成本；,第10页,二、生产中原料选择：,今后发展趋势会是怎样呢？你有什么好提议吗？,实际上，在早期相当一段时间内，我国主要是以黄铁矿为原料制硫酸。你认为这是为何？,从世界当前情况来看，很多国家都已经限制以黄铁矿为原料制硫酸。你认为这是为何？,第11页,三、生产中反应条件控制：,思索与交流,3,表,1,和表,2,是,SO,2,催化氧化反应一些试验数据，请思索和交流以下问题：,温度/,400,450,475,500,525,550,575,600,650,1000,转化率/%,99.2,97.5,95.8,93.5,90.5,85.6,79.9,73.7,58.5,5.0,表1 不一样温度下,SO,2,平衡转化率,【原料气成份（体积分数）：,SO,2,7%，O,2,11%,N,2,82%;压强：0.1Mpa】,第12页,三、生产中反应条件控制：,思索与交流3,表1和表2是SO,2,催化氧化反应一些试验数据，请思索和交流以下问,题：,表,2,压强对,SO,2,平衡转化率影响,【,原料气成份（体积分数）：,SO,2,7%,，,O,2,11%,N,2,82%;,压强：,0.1Mpa】,0.1,0.5,1,10,400,99.2,99.6,99.7,99.9,500,93.5,96.9,97.8,99.3,600,73.7,85.8,89.5,96.4,转化率/%,温度/,压强,/Mpa,1Mpa=10,6,pa,1atm=1.01,10,5,pa,第13页,思索与交流3,2.在实际生产中，还有以下问题值得考虑：,温度较低时催化剂活性不高，反应速率低；,加压对设备要求高，会增加成本和能量消耗；等等。,在考虑以上问题后，你刚才想法会改变吗？现在请你为实际生产中,SO,2,催化氧化反应选择一个适当温度和压强。,1.从以上试验数据看，你认为SO,2,催化氧化反应应在什么温度和压强条件下有利于,SO,3,生成？,第14页,思索与交流4：,对于上述,SO,2,催化氧化反应：,1.请用平衡移动原理来解释：为何降低温度和增大压强有利于提升转化率？,2.假如其它条件不变，分别改变以下条件，将对化学平衡有什么影响？,增大O,2,浓度；,减小,SO,3,浓度。,第15页,硫酸生产中适宜条件：,1.,低温(400500),2.,常压,3.适当催化剂,4.,适当过量空气,三、生产中反应条件控制：,第16页,化工生产过程:,(1)确定化学反应原理,(2)选择原料,(3)选择设备和工艺流程,(4)三废处理(环境保护),(5)能源利用(综合经济利益),(6)其它问题(如厂址，成本，设备、劳动组织和 生产效率等问题）,第17页,1.,实践活动：,经过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是怎样利用废热。,作业：,2.学与问：,硫酸生产过程中污水，含有酸性杂质，能够利用什么反应来处理呢？列举出几个物质。你认为用哪几个物质比很好，为何？调查了解在实际生产中使用处理方法。,第18页,第19页,