选修2 《化学与技术》

第一单元 走进化学工业 知识点集锦

【课题1 化学生产过程中的基本问题】

一、 硫酸工业--接触法制硫酸

1、 三原料：黄铁矿(FeS2)或硫（S）、空气、98.3％的H2SO4。

2、 三反应（原理）：

⑴SO2的制取

　4FeS2（s）+11O2(g)====2Fe2O3(s)+8SO2(g) （高温）△H＜0（早期使用）

或S（s）+O2（g）====SO2(g) （点燃） △H＜0 （现在大多使用）

　　黄铁矿主要成分是FeS2，在燃烧前需粉碎，增大和氧气的接触面积，使燃烧速率加快且更充分，提高原料利用率。但由于该反应在生产中产生的废弃物太多，处理成本高，这一工艺在逐渐被淘汰。

　　该反应在沸腾炉中进行，从炉内出来的气体叫炉气，成分为SO2、O2、N2、H2O及矿尘，砷、硒化合物等。其中砷、硒化合物和矿尘能使催化剂中毒，可通过除尘、洗涤等方法除去；水蒸气对设备和生产有不良影响，可通过干燥除去。

⑵SO2的催化氧化

2SO2（g）+O2(g)====2SO3(g) (催化剂 、可逆) △H＜0

此反应是一个可逆反应，正反应是气体体积减小的放热反应，由化学平衡理论可知，在较低温度下进行有利，但温度低时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中选择常压下400℃-500℃进行，化学反应速率和SO2的平衡转化率都比较理想。

在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器，把反应生成的热传递给进入接触室需要预热的炉气，同时冷却反应后生成的气体。

⑶SO3的吸收

SO3 （g）+H2O（l）====H2SO4（l） △H＜0

工业上并不用水直接吸收SO3，而是用质量分数为98.3％的H2SO4做吸收剂，因为SO3与水蒸气很容易形成酸雾，从而降低了SO3的吸收率，也就是说这样可以避免形成酸雾并提高吸收率。同时采用逆流吸收，硫酸从塔底放出。