内容正文:
第一讲 硫及其化合物
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1.工业制取硫酸
【知识点的认识】硫酸的工业制法﹣﹣接触法
接触法生产工艺:接触法的基本原理是应用固体催化剂,以空气中的氧直接氧化二氧化硫.其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分.
1)二氧化硫的制备:以硫铁矿等其他原料制成的原料气,含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质,需经过净化,使原料气质量符合转化的要求.为此,经回收余热的原料气,先通过干式净化设备(旋风除尘器、静电除尘器)除去绝大部分矿尘,然后再由湿法净化系统进行净化.
2)二氧化硫的转化:二氧化硫于转化器中,在钒催化剂存在下进行催化氧化.
3)三氧化硫的吸收:转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收.吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合.注意:不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾.工业上采用98.3%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高.出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高,须向98.3%硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定.成品酸由各塔循环系统引出.如图所示:
尾气处理:尾气的吸收,可用氨水吸收
2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3 NH3+H2O+SO2=NH4HSO3
将生成物用稀硫酸处理后,可制得化肥(NH4)2SO4,并回收了SO2.
工艺流程:
【命题的方向】本考点主要考察工业制硫酸制备原理,三氧化硫的吸收和尾气的处理,主要以流程题为主.
题型:工业制硫酸的操作步骤及注意事项分析
典例:在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明的原因二者都正确的是( )D
A.硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎,这样易于向沸腾炉中投料
B.炉气进入接触室之前需要净化、干燥,因为炉气中的杂质易与SO2反应
C.SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可提高SO2的转化率
D.接触室的反应温度控制在400~500℃,因为在该温度范围内催化剂的活性较高
2.二氧化硫的化学性质
【知识点的知识】
1)单质硫的重要性质
(1)硫的存在形式及物理性质
主要以化合态的形式存在.硫单质是一种淡黄色的晶体,俗称硫磺,熔沸点较低,难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2.
(2)硫的化学性质
①与金属反应