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

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

2 H 2 SO 4 cуществует 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 4SO 3

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 г.г. – был построен первый сернокислотный завод в Англии с использованием свинцовых камер г. – в СССР построена первая башенная установка на Полевском металлургическом заводе (Урал) - малоэффективна 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…)

4 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.

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

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 +11O 2 =2Fe 2 O 3 +8SO 2 + Q (минерал пирит.) Характеристика реакции: экзотермическая, необратимая, окислительно- восстановительная.

7

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

9 1. «Кипящий» слой. 2. Большая мощность. 3. Механизация и автоматизация. 4. Непрерывность. 5. Принцип противотока.

10 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=400 0 в теплообменнике

11

12

13 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 + Q (обратимая, каталитическая, экзотермическая) 1. Понижают температуру от С до С. 2. Катализатор V 2 O 5 на керамике. 3. Противоточное движение. 4. Теплообмен. Выход продукта 99,2%

14

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

16

17

18 Транспортируют в железнодорожных и автоцистернах из кислотостойкой стали Хранят в герметически закрытых емкостях из полимера или нержавеющей стали, покрытой кислотоупорной плёнкой

19

20

21 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) Е Нефтехимия(минеральные масла). 9. Производство взрывчатых веществ.

22

23 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.