Презентация "Производство серной кислоты"
презентация к уроку химии (11 класс) по теме

Слайд 1

Производство серной кислоты H 2 SO 4 « Едва найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота…» (Д. И. Менделеев)

Слайд 2

Серная кислота H 2 SO 4 c уществует в природе как самостоятельное химическое соединение, представляет собой бесцветную маслянистую жидкость без запаха плотностью 1,83 г/см 3 Пагубно действует на растительные и животные ткани, отнимая от них воду, вследствие чего они обугливаются С водой смешивается во всех соотношениях, причём при разбавлении соединения водой происходит сильное разогревание, сопровождающееся разбрызгивание жидкости. Разбавляем по правилу: «Химик! Запомни как оду! Лей кислоту в воду!!!» Одна из самых сильных кислот. В водных растворах практически полностью диссоциирует на ионы: H 2 SO 4 = 2 Н + + SO 4 2- Раствор оксида серы (+6) SO 3 в серной кислоте называется олеумом H 2 SO 4 ● SO 3

Слайд 3

VIII век – арабский алхимик Аджабир ибн Хайян получил «кислые газы» из «зеленого камня» (железного купороса). IX век – персидский алхимик Ар-Рази получал прокаливанием смеси медного и железного купороса XIII век – европейский алхимик Альберт Магнус усовершенствовал способ. XV век – алхимики 300 лет получали серную кислоту из пирита FeS 2 В середине XVIII столетия было обнаружено, что свинец не растворяется в серной кислоте, поэтому стеклянное оборудование заменили на металлическое 1740-46 г.г. – был построен первый сернокислотный завод в Англии с использованием свинцовых камер. 1926 г. – в СССР построена первая башенная установка на Полевском металлургическом заводе (Урал) - малоэффективна. 1903 г. – запуск первой в России контактной установки на Тентелеевском химическом заводе (Петербург), к 1913 г. работало 6 систем (производство до 5 тыс.т.). Далее контактная система получила распространение во всём мире (Германия, Англия, США…) История развития производства

Слайд 4

Исходное сырье Сырьё – исходный материал для производства промышленных продуктов. В мире 75% получают из серы. В России 60% получают из серы. В Японии 60% из отходящих газов. S (самородная сера) H 2 S( сероводород ) Cu 2 S, ZnS , PbS (цветные металлы) CaSO 4 *2H 2 O ( гипс ) FeS 2 (пирит ) – содержание серы 54,3%. Концентраты минерала получают в результате обогащения руд цветных металлов на обогатительных фабриках. С 2005 г. пиритный концентрат для поставляется только с Учалинского ГОКа (годовая мощность 2,5 млн.т), входящего в состав Уральской горно-металлургической компании.

Слайд 5

Технологическая схема производства пирит сжигание Ваннадиевый катализатор Поглотительная башня серная кислота теплота Воздух (+кислород) теплота склад SO 2 SO 3 H 2 SO 4

Слайд 6

Технология – наука о наиболее экологичных способах и процессах получения сырья, полупродуктов и продуктов. I стадия Обжиг сырья (пирита) и получение оксида серы SO 2 . 4FeS 2 + 11 O 2 =2Fe 2 O 3 +8SO 2 + Q ( минерал пирит. ) Характеристика реакции: экзотермическая, необратимая, окислительно-восстановительная.

Слайд 7

Печь для обжига в «кипящем» слое

Слайд 8

Оптимальные условия I стадии Воздух, обогащенный кислородом. t=800 0 , теплота экзотермической реакции отводиться. «Кипящий» слой (увеличение площади соприкосновения). Время обжига - несколько секунд.

Слайд 9

Принципы производства I стадии (печь для обжига с «кипящим» слоем) 1. «Кипящий» слой. 2. Большая мощность. 3. Механизация и автоматизация. 4. Непрерывность. 5. Принцип противотока.

Слайд 10

Подготовка сырья для II стадии (циклон, электрофильтр, сушильная башня) Прежде чем приступить ко II стадии SO 2 очищают от пыли: 1. “ Циклон ” – от крупных частиц пыли. 2. Электрофильтр – от мелких частиц пыли Осушить в сушильной башне Нагреть до t= 4 00 0 в теплообменнике

Слайд 11

Циклон и электрофильтр (принцип действия – центробежная сила, притяжение заряженных частиц)

Слайд 12

Сушильная башня (принцип действия – поглощение воды концентрированной серной кислотой)

Слайд 13

Принципы II стадии (контактный аппарат) 2 SO 2 + O 2 ↔ 2 SO 3 + Q (обратимая, каталитическая, экзотермическая) 1. Понижают температуру от 600 0 С до 400 0 С. 2. Катализатор V 2 O 5 на керамике. 3. Противоточное движение. 4. Теплообмен. Выход продукта 99,2%

Слайд 14

Контактный аппарат

Слайд 15

III Стадия (поглотительная башня) SO 3 +H 2 O=H 2 SO 4 +Q (до 300 0 C ) Увеличивают площадь соприкосновения (керамические кольца Рашига ) Отводят продукты реакции Орошают 98% серной кислотой, образуется олеум(раствор SO 3 в H 2 SO 4 )

Слайд 16

Поглотительная башня

Слайд 17

Технологическая схема производства

Слайд 18

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

Слайд 19

ПРОизводство серной кислоты в мире (170-173 млн.т)

Слайд 20

Потребление серной кислоты в мире (174-178 млн.т)

Слайд 21

потребле ние серной кислоты 1. Производство минеральных удобрений. 2. Производство сульфатов (солей серной кислоты ). 3. Производство синтетических волокон. 4 . Черная и цветная металлургия. 5. Производство органических красителей. 6. Спирты, кислоты, эфиры(орг. вещества). 7. Пищевая промышленность(патока, глюкоза ), эмульгатор (загуститель) Е513. 8. Нефтехимия(минеральные масла). 9. Производство взрывчатых веществ.

Слайд 22

Структура потребления серной кислоты в России

Слайд 23

Экологический ущерб производства При аварийных выбросах в атмосферу попадают соединения серы: SO 2 ;SO 3 ; H 2 S; H 2 SO 4 ; Fe 2 O 3 (пыль) Последствия: « закисление » почв и водоёмов, «металлизация» атмосферы РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ: Непрерывность технологического процесса; Комплексное использование сырья; Совершенствование технологического оборудования.