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高中硫酸工業為什麼採用450度

發布時間:2022-05-21 02:09:18

⑴ (高考)工業制硫酸選擇常壓度的原因

壓強對硫酸的影響不大,而升高壓強會導致生產成本的變大。為了利益的最大化和節約能源的考慮所以選常壓法生產。

因為常壓法生產的硝酸中HNO3的質量分數較小,一般為47%~50%。它的生產設備所需的不銹鋼數量較多,但操作方便,鉑催化劑損失小,消耗電能較小。

⑵ 在硫酸工業生產中,通過下列反應使SO2轉化為SO3,為什麼要加熱到400度-500度

2SO2+O2→2SO3(可逆)
五氧化二釩V2O5作催化劑。高溫下才能反應。
為什麼是到400度-500度呢?
有兩方面原因,一個是溫度低反應慢,高溫可以促進反應速度,所以溫度越高反應越快,但是不能無限的提供溫度,因為這個反應是可逆反應,正反應是放熱反應,如果溫度太高SO3的產率就會很低,而400度-500度這個范圍,反應速度很快而且產率比較高所以選用這個溫度范圍。

⑶ (高考)工業制硫酸選擇400~500度的原因

二氧化硫接觸氧化是一個放熱的可逆反應,根據化學平衡理論判斷,溫度較低對反應有利,溫度較低時,反應速率低,考慮催化劑在400∽500℃活性最大,選定400~500℃作為操作溫度,這時反應速率和材料的轉化率都很理想。

⑷ 求工業制硫酸詳解

一、煅燒:將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒,以得到二氧化硫氣體。(國內以黃鐵礦為主)
二、催化氧化:將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵,其反應為:2SO2+O2→2SO3
這個反應在室溫和沒有催化劑存在時,實際上不能進行。根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同,製造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法。接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀(助催劑)的五氧化二釩V2O5作催化劑,將二氧化硫轉化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑,把二氧化硫氧化成三氧化硫:
SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根據所採用設備的不同,硝化法又分為鉛室法和塔式法,現在鉛室法已被淘汰;塔式法生產的硫酸濃度只有76%;而接觸法可以生產濃度98%以上的硫酸;採用最多。
接觸法生產工藝:接觸法的基本原理是應用固體催化劑,以空氣中的氧直接氧化二氧化硫。其生產過程通常分為二氧化硫的制備、二氧化硫的轉化和三氧化硫的吸收三部分。
二氧化硫的制備和凈化:
以硫鐵礦等其他原料製成的原料氣,含有礦塵、氧化砷、二氧化硒、氟化氫、氯化氫等雜質,需經過凈化,使原料氣質量符合轉化的要求。為此,經回收余熱的原料氣,先通過乾式凈化設備(旋風除塵器、靜電除塵器)除去絕大部分礦塵,然後再由濕法凈化系統進行凈化。
經過凈化的原料氣,被水蒸氣所飽和,通過噴淋93%硫酸的填料乾燥塔,將其中水分含量降至0.1g/m3以下。
二氧化硫的轉化:二氧化硫於轉化器中,在釩催化劑存在下進行催化氧化:
SO2+(1/2)O2 SO3 ΔH=-99.0kJ
釩催化劑是典型的液相負載型催化劑,它以五氧化二釩為主要活性組分,鹼金屬氧化物為助催化劑,硅藻土為催化劑載體,有時還加入某些金屬或非金屬氧化物,以滿足強度和活性的特殊需要。通常製成直徑4~6mm、長5~15mm柱狀顆粒。近年來,丹麥、美國和中國相繼開發了球狀、環狀催化劑,以降低催化床阻力,減少能耗。
釩催化劑須在某一溫度以上才能有效地發揮催化作用,此溫度稱為起燃溫度,通常略高於400℃。近年來,研製成功的低溫活性型釩催化劑,其起燃溫度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫轉化率。轉化器進口的原料氣溫度保持在釩催化劑的起燃溫度之上,通常為410~440℃。
由於原料氣經過濕法凈化系統後降溫至40℃左右,所以必須通過換熱器,以轉化反應後的熱氣體間接加熱至反應所需溫度,再進入轉化器。二氧化硫經氧化反應放出的熱量,使催化劑層溫度升高,二氧化硫平衡轉化率隨之降低,如溫度超過650℃,將使催化劑損壞。為此,將轉化器分成3~5層,層間進行間接或直接冷卻,使每一催化劑層保持適宜反應溫度,以同時獲得較高的轉化率和較快的反應速度。
現代硫酸生產用的兩次轉化工藝,是使經過兩層或三層催化劑的氣體,先進入中間吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余氣再次加熱後,通過後面的催化劑層,進行第二次轉化,然後進入最終吸收塔再次吸收。由於中間吸收移除了反應生成物,提高了第二次轉化的轉化率,故其總轉化率可達99.5%以上,部分老廠仍採用傳統的一次轉化工藝,即氣體一次通過全部催化劑層,其總轉化率最高僅為98%左右。
三、吸收:三氧化硫的吸收:轉化工序生成的三氧化硫經冷卻後在填料吸收塔中被吸收。吸收反應雖然是三氧化硫與水的結合,即:SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ
但不能用水進行吸收,否則將形成大量酸霧。工業上採用98.3%硫酸作吸收劑,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的總蒸氣壓最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸濃度因吸收三氧化硫而升高,須向98.3%硫酸吸收塔循環槽中加水並在乾燥塔與吸收塔間相互串酸,以保持各塔酸濃度恆定。成品酸由各塔循環系統引出。
吸收塔和乾燥塔頂設有金屬絲網除沫器或玻璃纖維除霧器,以除去氣流中夾帶的硫酸霧沫,保護設備,防止環境污染。兩次轉化工藝的最終吸收塔出口尾氣中的二氧化硫濃度小於500×10-6,尾氣可直接排入大氣;而一次轉化工藝的吸收塔尾氣中的二氧化硫濃度高達2000×10-6~3000×10-6,故須設置尾氣處理工序,以使排氣符合環境保護法規。氨水吸收法是應用最廣的尾氣處理方法。

⑸ 高中化學:工業生產氨和硫酸的條件。

生產氨是催化劑加熱。
生產濃硫酸第一步是在沸騰爐煅燒硫鐵礦產生二氧化硫,之後進入接觸室在催化劑加熱條件下生成三氧化硫,隨後進入吸收塔用水或者濃硫酸吸收三氧化硫得到硫酸

⑹ 硫酸工業中採用常溫常壓下是不是此條件下催化劑活性最高為什麼

常溫常壓下,沒有爐氣的話,的確活性最高。因為爐氣含有大量的雜質,例如:砷、硒等的化合物和礦塵等,這些雜質把催化劑覆蓋著,阻止了它的反應(催化劑必須參加反應的,只是反應後會有這種物質重新生成)。

⑺ 硫酸制備催化反應室溫度為什麼控制在400-500

這個溫度不算低,速率快,但溫度不能過高,因為二化硫生成三氧化硫的反應是放熱反應,升溫平衡逆向移動,轉化率降低。這個溫度氣化劑的催化效果最好。

⑻ 用接觸法制硫酸時,SO2催化氧化的適宜溫度一般採用500攝氏度,其原因是

這是催化劑的活性溫度,在這個溫度下催化劑活性最強,效果也就越好

⑼ 下列關於硫酸工業生產過程的敘述錯誤的是()A.在接觸室中使用鐵粉作催化劑B.在接觸室中運用熱交換

A、接觸室內是在五氧化二釩催化劑表面氧化二氧化硫為三氧化硫;故A錯誤;
B、二氧化硫被氧化為三氧化硫是放熱反應,使用熱交換裝置熱量,充分利用可節約能源;故B正確;
C、把硫鐵礦磨碎可增大其與氧氣的接觸面,使反應更充分,速率更快,可提高原料的利用率;故C正確;
D、反應溫度採用450~500℃是因為該溫度下催化劑活性最高;同時保證反應的速率,故D正確;
故選A.

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