Производство серной кислоты контактным способом доклад 11 класс

Презентация по химии на тему «ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ» (11 класс)

Описание презентации по отдельным слайдам:

ПРЕЗЕНТАЦИЯ К УРОКУ ПО ТЕМЕ: «ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ» СОСТАВИЛА: УЧИТЕЛЬ ХИМИИ МАРУШЕНКО Е.А. Г. УССУРИЙСК 2018 Г

« Едва найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота…» (Д. И. Менделеев)

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА H2SO4 VIII век – арабский алхимик Аджабир ибн Хайян получил «кислые газы» из «зеленого камня» (железного купороса). IX век – персидский алхимик Ар-Рази получал серную кислоту прокаливанием смеси медного и железного купороса. XIII век – европейский алхимик Альберт Магнус усовершенствовал способ получения кислоты. XV век – алхимики 300 лет получали серную кислоту из пирита FeS2

1740-1746 г. – был построен первый сернокислотный завод в Англии с использованием свинцовых камер. 1903 г. – запуск первой в России контактной установки на Тентелеевском химическом заводе (Петербург), к 1913 г. работало 6 систем (производство до 5 тыс.т.). 1926 г. – в СССР построена первая башенная установка на Полевском металлургическом заводе (Урал) ,но она была малоэффективна.

СЫРЬЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ S(самородная сера) H2S(сероводород) Cu2S, ZnS, PbS (цветные металлы) CaSO4·2H2O (гипс) FeS2 (пирит) – содержание серы 54,3%.

I СТАДИЯ: ОБЖИГ ПИРИТА (печь для обжига в «кипящем слое») 4 FeS2(т) + 11 O2(г) = 2 Fe2O3(т) + 8 SO2(г) + Q 1. Горения 2. Экзотермическая 3. Гетерогенная 4. Некаталитическая 5. Необратимая 6. Окислительно-восстановительная

II СТАДИЯ: ОЧИСТКА И ОКИСЛЕНИЕ ОКСИДА СЕРЫ(IV) ДО ОКСИДА СЕРЫ(VI) (ЦИКЛОН, ЭЛЕКТРОФИЛЬТР, СУШИЛЬНАЯ БАШНЯ,ТЕПЛООБМЕННИК,КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ) V2O5 2 SO2(г) + O2(г)  2 SO3(г) + Q 1. Экзотермическая 2. Гетерогенная 3. Соединения 4. Каталитическая 5. Обратимая 6. Окислительно-восстановительная

III СТАДИЯ: ПОЛУЧЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ГИДРАТАЦИЕЙ ОКСИДА СЕРЫ(VI) SO3(г) + Н2О(ж) = Н2SO4(ж) + Q 1. Соединения 2. Экзотермическая 3. Гетерогенная 4. Некаталитическая 5. Необратимая 6. Без изменения степеней окисления

НАУЧНЫЕ СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА I ЭТАП 1. Крупные куски пирита дробят, мелкие спекают. 2.Обогащают воздух кислородом, горение в «кипящем слое». 3. Принцип противотока. 3. Теплообмен, т.к. температура выше 8000C. 4. Толстые стены печи обшиты сталью. 5.Механизация, автоматизация. II ЭТАП 1. Очистка от пыли: “Циклон” – от крупных частиц пыли, «Электрофильтр» – от мелких частиц пыли. 3. Осушают газ в сушильной башне . 4. Нагреть до t=4000 в теплообменнике, понижают температуру от 6000С до 4000С. 5. Катализатор V2O5 на керамике. 6.Противоточное движение. 7.Теплообмен. III ЭТАП 1. Увеличивают площадь соприкосновения (керамические кольца Рашига). 2.Отводят продукты реакции. 3.Орошают 98% серной кислотой, образуется олеум(раствор SO3 в H2SO4)

ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ Транспортируют в железнодорожных и автоцистернах из кислотостойкой стали Хранят в герметически закрытых емкостях из полимера или нержавеющей стали, покрытой кислотоупорной плёнкой

ПОТРЕБЛЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ В МИРЕ

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ При аварийных выбросах в атмосферу попадают соединения серы: SO2;SO3; H2S; H2SO4; Fe2O3(пыль) Последствия: «закисление» почв и водоёмов, «металлизация» атмосферы РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ: непрерывность технологического процесса; комплексное использование сырья; совершенствование технологического оборудования.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 832 человека из 77 регионов

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

• Курс добавлен 23.09.2021
• Сейчас обучается 47 человек из 23 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Методическая работа в онлайн-образовании

• Сейчас обучается 22 человека из 11 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-1175547

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Минпросвещения разрабатывает образовательный минимум для подготовки педагогов

Время чтения: 2 минуты

Рособрнадзор откажется от ОС Windows при проведении ЕГЭ до конца 2024 года

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения будет стремиться к унификации школьных учебников в России

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения работает над единым подходом к профилактике девиантного поведения детей

Время чтения: 1 минута

Вопрос о QR-кодах для сотрудников школ пока не обсуждается

Время чтения: 2 минуты

В России выбрали топ-10 вузов по работе со СМИ и контентом

Время чтения: 3 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Производство серной кислоты контактным способом Выполнила: Кодзокова Милана Тимуровна ученица 11 класса. — презентация

Презентация была опубликована 3 года назад пользователемmilana kodzokova

Похожие презентации

Презентация 11 класса на тему: «Производство серной кислоты контактным способом Выполнила: Кодзокова Милана Тимуровна ученица 11 класса.». Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:

1 Производство серной кислоты контактным способом Выполнила: Кодзокова Милана Тимуровна ученица 11 класса.

2 Сырьё, используемое для производства серной кислоты: 1. Самородная сера S 2. Пирит (серный колчедан) FeS 2 3. Сероводород H 2 S 4. Сульфиды цветных металлов ZnS, Cu 2 S

4 Производство серной кислоты — одной из самых сильных кислот имеет важное народнохозяйственное значение, обусловленное ее широким применением в различных отраслях промышленности. Производиться серная кислота двумя способами: контактным и нитрозным. Контактным способом получают около 80% от общего объема производства кислоты так как при этом обеспечивается высокая концентрация и чистота продукта.Производство серной кислоты контактным способом включает три стадии.

5 ПЕРВАЯ СТАДИЯ — обжиг пирита в печи для обжига в «кипящем слое» Уравнение реакции первой стадии: t = 800°C 4FeS 2 +11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q Измельчённый очищенный влажный (после флотации) пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащённый кислородом, для более полного обжига пирита.

6 Очистка печного газа Очистка печного газа от твёрдых частичек огарка проводят в два этапа : в циклоне (используется центробежная сила, твёрдые частички огарка ударяются о стенки циклона и ссыпаются вниз) в электрофильтрах (используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра

7 Осушка печного газа Осушку печного газа проводят в сушильной башне — снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льётся концентрированная серная кислота. На выходе из сушильной башни печной газ уже не содержит ни частичек огарка, ни паров воды. Печной газ теперь представляет собой смесь оксида серы SO 2 и кислорода О 2.

8 ВТОРАЯ СТАДИЯ — окисление SO 2 до SO 3 кислородом. Сухой очищенный газ поступает на контактное окисление SO2 до SO3 которое происходит по обратимой реакции протекающей с уменьшением объема газа.Скорость окисления при отсутствии катализатора мала.

9 ТРЕТЬЯ СТАДИЯ В третьей стадии процесса производства серной кислоты охлажденный окисленный газ направляется в абсорбционное отделение(поглотительное).Абс орбцию триоксида водой осуществлять нецелесообразно, так как реакция протекает в газовой фазе,за счет выделяющейся теплоты вода превращается в пар.

Источник

Производство серной кислоты
статья на тему

Реферат для 11 класса. В работе рассмотрены теоретические аспекты производства серной кислоты контактным и нитрозным способами; описаны технологические схемы и процессов, протекающие на каждой стадии. В реферате уделяется внимание не только сырьевой базедля производства серной кислоты, но и химическим свойствам, применению и экологии окружающей среды.

Скачать:

Вложение	Размер
pr-vo_sernoy_kislotyref-t.doc	662 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Отрадненская средняя общеобразовательная школа

РЕФЕРАТ
на тему

«Получение серной кислоты контактным и нитрозным методами»

ученица 11 класса Леонова Т

учитель химии и биологии

1. Серная кислота: химические свойства и применение…………….4
2. Сырьевая база для производства серной кислоты………………. 9
3. Производство серной кислоты……………………………………. 11

1. Контактный способ производства серной кислоты……………. 11
2. Нитрозный способ производства серной кислоты……………….16

1. Производство серной кислоты и охрана окружающей среды……20

Список использованной литературы………………………………………24

«Едва ли найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота. Где нет заводов для ее добывания — немыслимо выгодное производство многих других веществ, имеющих важное технические значение»

Серная кислота является одним из важнейших компонентов в производстве многих товаров: минеральных удобрений, химических волокон, красителей, цветных металлов, резинотехнических изделий и пластмасс, всевозможных химикатов и бумажно-целлюлозных изделий.
О важном месте серной кислоты в мировой экономике говорит тот факт, что за четверть столетия ее производство выросло более чем в три раза и в настоящее время составляет более 200 млн. тонн в год. Потребление серной кислоты, наряду с потреблением нефти, черных и цветных металлов, является важнейшим индикатором, характеризующим экономическую мощь государства. Неслучайно крупнейшими потребителями серной кислоты являются США и Китай с долями, соответственно, 21% и 19%. Серная кислота является важнейшим продуктом основной химической промышленности, занимающейся производством неорганических кислот, щелочей, солей, минеральных удобрений и хлора. По разнообразию применения серная кислота занимает первое место среди кислот. Наибольшее количество ее расходуется для получения фосфорных и азотных удобрений. Будучи нелетучей кислотой, серная кислота используется для получения других кислот — соляной, плавиковой, фосфорной, уксусной и т. д. Много ее идет для очистки нефтепродуктов — бензина, керосина и смазочных масел — от вредных примесей. В машиностроении серной кислотой очищают поверхность металла от оксидов перед покрытием (никелированием, хромированием и др.). Серная кислота применяется в производстве взрывчатых веществ, искусственного волокна, красителей, пластмасс и многих других. Ее употребляют для заливки аккумуляторов. В сельском хозяйстве она используется для борьбы с сорняками (гербицид). Таким образом, по разнообразию применения серная кислота занимает первое место среди кислот.

1. Серная кислота: свойства и применение

Серная кислота – тяжелая бесцветная маслянистая жидкость, растворяющаяся в воде в любых соотношениях. Она гигроскопичная, нелетучая, без запаха, не проводит электрический ток. При температуре 10,3°C затвердевает, образуя кристаллы, похожие на лёд. Температура кипения составляет 296,2 ° С, при дальнейшем повышении температуры она разлагается. Плотность 1,83 г/мл (200 °С). Это молекулярное вещество, относящееся к сильным двухосновным кислотам. Растворы SO 3 в серной кислоте называют олеумом, они образуют два соединения H 2 SO 4 •SO 3 и H 2 SO 4 •2SO 3 . Олеум содержит также пиросерную кислоту, получающуюся по реакции: Н 2 SO 4 + SO 3 =H 2 S 2 O 7 .

Химические свойства серной кислоты во многом зависят от её
концентрации. В лабораториях и промышленности применяют разбавленную и концентрированную серную кислоту, хотя это деление условно (четкую границу между ними провести нельзя).

Взаимодействие с металлами

Разбавленная серная кислота взаимодействует с некоторыми металлами, например с железом, цинком, магнием, с выделением водорода:
Fe + H 2 SО 4 = FeSO 4 + H 2 ↑

Некоторые малоактивные металлы, такие как медь, серебро, золото, с разбавленной серной кислотой не реагируют.
Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. Она окисляет многие металлы. Продуктами восстановления кислоты
обычно является оксид серы (IV), сероводород и сера (H 2 S и S образуется в реакциях кислоты с активными металлами: магнием, кальцием, натрием, калием и др.). Примеры реакций:
Cu+2H 2 SO 4 =CuSO 4 +SO 2 +2H 2 O
Mg+2H 2 SO 4 =MgSO 4 +SO 2 +2H 2 O или
4Mg+5H 2 SO 4 =4MgSO 4 +H 2 S+4H 2 O
Серная кислота высокой концентрации (практически безводная) не взаимодействует с железом в результате пассивации металла. Явление пассивации связано с образованием на поверхности металла прочной сплошной пленки, состоящей из оксидов или других любых соединений, которая препятствует контакту металла с кислотой. Благодаря пассивации можно перевозить и хранить концентрированную серную кислоту в стальной таре. Концентрированная серная кислота пассивирует также алюминий, никель, хром, титан.
Взаимодействие с неметаллами
Концентрированная серная кислота может окислять неметаллы, например:

S + 2H 2 SO 4 = 3SO 2 + 2H 2 O

Окислительные свойства концентрированной серной кислоты могут также проявляться с некоторыми сложными веществами – восстановителями, например:
2KBr+2H 2 SO 4 =Br 2 +SO 2 +K 2 SO 4 +2H 2 O
Взаимодействие с основными оксидами и основаниями.
Серная кислота проявляет все типичные свойства кислот. Так, она реагирует с основными и амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием солей. Как двухосновная кислота H 2 SO 4 образует два типа солей: средние соли – сульфаты и кислые соли – гидросульфаты.
Примеры реакций:
Al 2 O 3 +3H 2 SO 4 =Al 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O — сульфат алюминия
2KOH+H 2 SO 4 =K 2 SO 4 +2H 2 O — сульфат калия
KOH+H 2 SO 4 =KHSO 4 +H 2 O — гидросульфат калия
Гидросульфаты образуются, когда кислота берётся в избытке. Многие соли серной кислоты выделяются из растворов виде кристаллогидратов, например: Al 2 (SO 4 ) 3 ∙18H 2 O; Na 2 SO 4 ∙10H 2 O
Взаимодействие с солями
С некоторыми солями кислота вступает в реакции обмена , например:

CaCO 3 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + CO 2 + H 2 O
BaCl 2 + H 2 SO 4 = ВаSO 4 + 2HCl
Последняя реакция является качественной на серную кислоту и ее соли: об их присутствии в растворе судят по образованию белого осадка BaSO 4 , который практически не растворяется в концентрированной азотной кислоте.
Взаимодействие с водой.
При растворении в воде серная кислота активно взаимодействует с ней образуя гидраты:
nH 2 O + H 2 SO 4 = H 2 SO 4 ∙ nH 2 O , где n = 1, 2, 3, 4 и 6,5.

Схема применения серной кислоты (рис.1)

Рисунок 1 — Основные направления использования серной кислоты

Серная кислота находит самое широкое применение. Самый крупный потребитель серной кислоты — производство минеральных удобрений. На 1 т Р2О5 фосфорных удобрений расходуется 2,2-3,4 т серной кислоты, а на 1 т (NH4)2SO4 — 0,75 т серной кислоты. Поэтому сернокислотные заводы стремятся строить в комплексе с заводами по производству минеральных удобрений. Серная кислота также используется для получения соляной, азотной, фосфорной, плавиковой и многих органических кислот методом обмена, органических сульфосоединений, для очистки различных газов, входит в состав нитрующих смесей, используется в производстве красителей, для зарядки аккумуляторов, в металлургии серную кислоту применяют для обнаружения микротрещин в готовой продукции, на металлообрабатывающих заводах серную кислоту используют в цехах гальванопокрытий. Как известно, перед нанесением на металлические изделия электрическим методом никеля, хрома, меди их нужно тщательно очистить, протереть, обезжирить и, наконец, выдержать непродолжительное время в ванне с раствором серной кислоты. При этом она растворяет тончайший слой металла и с ним удаляются следы загрязнений. В то же время поверхность металла становится более шершавой: на ней появляются микроскопические углубления и выступы. Электролитические покрытия к такой поверхности лучше пристают и более прочно сцеплены с металлом. Также серная кислота необходима для переработки различных руд и ископаемых. При переработке руд редких металлов большое значение имеет кислотный способ их расщепления. Обычно для этой цели используют наиболее дешевую нелетучую серную кислоту. Измельченную руду смешивают в определенной пропорции с серной кислотой и нагревают. Полученный раствор и осадок дальше перерабатывают химическим путем, исходя из химических свойств того элемента, который нужно выделить из раствора. На химическую переработку руд редких элементов расходуют тысячи тонн серной кислоты. Большое количество серной кислоты требуется нефтеперерабатывающей промышленности для очистки нефти и ее различных фракций. В органическом синтезе концентрированная серная кислота — необходимый компонент при получении многих красителей и лекарственных веществ. Широко применяются соли серной кислоты. Сульфат натрия (глауберова соль Nа2SO4 * 10Н2О) применяется для производства соды и в стекольной промышленности. Сульфат кальция распространен в природе в виде двуводного кристаллогидрата гипса (СаSO4 * 2Н2О) и безводной соли ангидрита (Са SO4). Ангидритовые вяжущие материалы получают путем обжига гипсового камня при повышенных температурах (600-700 оС) с различными добавками. При этом получают отделочный гипсовый цемент и кальцинированный гипс (экстрих-гипс). Эти материалы затвердевают значительно медленнее, чем полуводный гипс, и применяются для изготовления строительных растворов и бетонов малой прочности, а также искусственного мрамора, бесшовных настилов полов и др. Сульфат магния, или горькая соль (МgSO4*7Н2О) применяется в медицине как слабительное. Сульфат железа (II), или железный купорос (FеSO4*7Н2О) применяется для приготовления желтой кровяной соли (К4[Fе(СN)6]), чернил, для очистки воды и консервирования дерева. Сульфат меди, или медный купорос (СuSO4*5Н2О) применяется для борьбы с различными грибками — вредителями сельского хозяйства, для производства медных покрытий и получения различных соединений меди. Из растворов, содержащих сульфат трехвалентного металла (Fе3+, Аl3+, Сг3+) и сульфат одновалентного металла (К+, NН4+, Rb+), выкристаллизовываются двойные соли типа К2 SO4Al2(SO4)32*4H2O или КАl(SO4)3*12Н2О. Вместо калия и алюминия могут стоять в любом сочетании перечисленные элементы. Эти соединения называются квасцами. Квасцы существуют только в твердом виде. В растворе они ведут себя как две самостоятельные соли, т. е. как смесь сульфатов одно- и трехвалентных металлов. Разбавленные растворы серной кислоты и ее солей применяют в текстильной, а также в других отраслях легкой промышленности. В пищевой промышленности серная кислота применяется для получения крахмала, патоки и ряда других продуктов. В электротехнике она используется в качестве электролита в аккумуляторах. Серную кислоту используют для осушки газов и при концентрации кислот. Наконец, серную кислоту применяют как компонент реакционной среды в процессах нитрования, в частности, при получении взрывчатых веществ.

1. Сырьевая база для производства серной кислоты

Сырьем для производства серной кислоты могут быть различные серосодержащие вещества, но наибольшее практическое значение имеют колчедан, элементарная сера, сернистые газы цветной металлургии, сжигания угля, очистки нефти. Колчедан получают в основном как побочный продукт флотационного обогащения. Он имеет низкую себестоимость, хорошую транспортабельность, что делает его основным сырьем в сернокислотном производстве. Основу флотационного колчедана составляет пирит (FeS 2 ), содержащий до 45% железа и серу. В нем имеются также сульфиды мышьяка, селена и др., которые образуют газообразные соединения, попадают в сернистые газы и ухудшают их качество. Поэтому сернистые газы требуют дополнительной очистки, что усложняет технологическую схему производства. Достаточно распространенное сырье — элементарная сера. Она наиболее концентрированный серосодержащий ресурс. В результате более эффективны дальние перевозки, снижается расход сырья на выпуск единицы продукции более чем в 2 раза по сравнению с колчеданом. Процесс производства кислоты проще, требует меньших удельных капвложений, экологичнее. Чистая сера имеет достаточную тепловую способность (10000 кдж/кг), что позволяет при получении сернистого газа использовать ее не только как сырье для кислоты, но и как источник энергии в теплоэнергоблоках для собственных производственных целей и поставки другим потребителям (рис.1).Однако запасы элементарной серы в природе ограничены, асебестоимость ее добычи высокая. Это обусловливает повышенную стоимость конечного продукта по сравнению с кислотой, полученной из колчедана. Наиболее эффективное сырье для выпуска кислоты — сернистые газы цветной металлургии, очистки нефти, сероводород природного газа. Себестоимость тонны кислоты из них в 2,5 — 6 раз меньше, чем из элементарной серы и колчедана, сам процесс достаточно экологичен, а в окружающую среду в результате утилизации серы не попадают вредные соединения. Техногенные выбросы серы в атмосферу вдвое превышают ее мировую добычу в качестве сырья для промышленности. Значительные запасы серы в сульфатах — гипсе, ангидриде. Однако эти виды сырья менее эффективны из-за больших энергетических затрат в производстве.

Источник