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文檔簡介
1、.工業(yè)制硫酸1原料:主要有硫鐵礦、(或者硫磺)、空氣、有色金屬冶煉的煙氣、石膏等。2生產(chǎn)流程(1)SO 2的制取(設備:沸騰爐 )點燃高溫原料為硫黃: S O2=SO2, 原料為硫鐵礦:4FeS11O2=8SO2 2Fe2O3。(2)SO 2的催化氧化(設備:接觸室 ) :2SO+O2催化劑2SO3(3)SO 3的吸收(設備:吸收塔 ) : SO 3 H2O=H2SO4。注意:工業(yè)上用98的濃硫酸吸收SO3 , 這樣可避免形成酸霧并提高吸收效率。3三廢的利用(1) 尾氣吸收廢氣中的 SO2 用氨水吸收,生成的(NH4) 2SO4 作化肥, SO2循環(huán)使用。SO2 2NH3H2O=(NH4) 2
2、SO3 或 SO2NH3 H2O=NH4HSO3(NH4) 2SO3 H2SO4=(NH4) 2SO4 SO2 H2O或 2NH4HSO3 H2SO4=(NH4) 2SO4 2SO 2H2O(2) 污水處理廢水可用 Ca(OH)2 中和,發(fā)生反應為SO2 Ca(OH)2=CaSO3 H2O。(3) 廢渣的處理作水泥或用于建筑材料;回收有色金屬等綜合利用。催化劑4. 反應條件:2SO+O22SO3放熱可逆反應(低溫、高壓會提升轉(zhuǎn)化率)轉(zhuǎn)化率、控制條件的成本、實際可能性。即選: 400 500,常壓,五氧化二釩(V2O5 )作催化劑。5以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下:人工固氮技術(shù)合成氨1反
3、應原理催化劑H 0N 2+3H2 高溫高壓2NH3反應特點: (1)該反應為可逆反應。(2) 正反應為氣體體積減小的反應。(3) 正反應為放熱反應。2條件的選擇結(jié)合反應的三個特點及實際生產(chǎn)中的動力,材料設備, 成本等因素, 得出合成氨的適宜條件是: (1) 壓強: 20MPa 50MPa ; (2)溫度: 500 ; (3) 催化劑:鐵觸媒;(4) 循環(huán)操作:反應混合氣通過冷凝器,使氨液化并分離出來, N2、H2 再通過循環(huán)壓縮機送入合成塔。3生產(chǎn)流程(1) 造氣 N2:可用分離液態(tài)空氣獲得。.高溫 H2: a. 利用焦炭制?。?C H2O=CO H2高溫b利用 CH4 制取: CH4 H2O
4、=CO 3H2(2) 凈化:原料氣凈化處理,防止催化劑中毒。(3) 合成: N2 和 H2 通過壓縮機進入合成塔并發(fā)生反應。(4) 三廢的利用廢氣:主要有H2S,SO2 和 CO2 等。采用直接氧化法、循環(huán)法處理,CO2作為生產(chǎn)尿素和碳銨的原料。廢水:主要含氰化物和氨,分別采用不同的方法處理。廢渣:主要含炭黑和煤渣,可作建筑材料或用作肥料的原料。工業(yè)制純堿1. 原料氨堿法(又叫索爾維法):食鹽、氨氣、石灰石( 經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳) 。聯(lián)合制堿法(又叫侯式制堿法):食鹽、氨氣、二氧化碳( 合成氨廠的廢氣) 。2主要反應原理二者基本相同:NaClNH3 CO2 H2O=NaHCO3 NH4
5、Cl2NaHCO3=Na2CO3 CO2 H2O3生產(chǎn)過程第一步:二者基本相同;將NH3 通入飽和食鹽水形成氨鹽水,再通入CO2生成 NaHCO3沉淀,經(jīng)過濾、 洗滌得到 NaHCO微小晶體, 再煅燒制得純堿產(chǎn)品,其濾液是含有 NHCl 和 NaCl34的溶液。第二步:氨堿法:NaHCO3分解放出的 CO2(2NaHCO3=Na2CO3 CO2 H2O)、濾液 ( 含NH4Cl) 與石灰乳混合加熱產(chǎn)生的氨氣回收循環(huán)使用CaO H2O=Ca(OH)2、2NHCl Ca(OH) =CaCl2 2NH 2H O。4232聯(lián)合制堿法:在低溫條件下,向濾液中加入細粉狀的氯化鈉,并通入氨氣, 可以使氯化銨
6、單獨結(jié)晶沉淀析出,經(jīng)過濾、 洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液,已基本上是氯化鈉的飽和溶液,可循環(huán)使用。4綜合評價(1) 氨堿法:優(yōu)點:原料 ( 食鹽和石灰石 ) 便宜;產(chǎn)品純堿的純度高;副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用;制造步驟簡單,適合于大規(guī)模生產(chǎn)。缺點:原料食鹽的利用率低, 大約 70% 74%,其余的食鹽隨 CaCl2 溶液作為廢液被拋棄;過程中產(chǎn)生了沒多大用途且難以處理的CaCl 2。(2) 聯(lián)合制堿法:使食鹽的利用率提高到96%以上,應用同量的食鹽比氨堿法生產(chǎn)更多的純堿。 另外它綜合利用了合成氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子,同時生產(chǎn)出兩種可貴的產(chǎn)品純堿的氯化
7、銨;過程中不生成沒多大用途、又難以處理的CaCl2,減少了對環(huán)境的污.染,并且大大降低了純堿和氮肥的成本,充分體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性。【典型例題】 純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請按要求回答問題:(1) “氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物,請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl 2的化學方程式:_;(2) 寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應的化學方程式:_ ;(3)CO2 是制堿工業(yè)的重要原料, “聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO 的來源有何不同?2_ ;【答案】2423222(1) Ca(OH) 2NHCl=CaCl 2NH 2H O,該反應的CaCl中的 Cl來源于 NaCl, Ca來源于 CaCO3,產(chǎn)生無用的CaCl2,降低了 NaC
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