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高中硫酸工业为什么采用450度

发布时间:2022-05-21 02:09:18

⑴ (高考)工业制硫酸选择常压度的原因

压强对硫酸的影响不大,而升高压强会导致生产成本的变大。为了利益的最大化和节约能源的考虑所以选常压法生产。

因为常压法生产的硝酸中HNO3的质量分数较小,一般为47%~50%。它的生产设备所需的不锈钢数量较多,但操作方便,铂催化剂损失小,消耗电能较小。

⑵ 在硫酸工业生产中,通过下列反应使SO2转化为SO3,为什么要加热到400度-500度

2SO2+O2→2SO3(可逆)
五氧化二钒V2O5作催化剂。高温下才能反应。
为什么是到400度-500度呢?
有两方面原因,一个是温度低反应慢,高温可以促进反应速度,所以温度越高反应越快,但是不能无限的提供温度,因为这个反应是可逆反应,正反应是放热反应,如果温度太高SO3的产率就会很低,而400度-500度这个范围,反应速度很快而且产率比较高所以选用这个温度范围。

⑶ (高考)工业制硫酸选择400~500度的原因

二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应,根据化学平衡理论判断,温度较低对反应有利,温度较低时,反应速率低,考虑催化剂在400∽500℃活性最大,选定400~500℃作为操作温度,这时反应速率和材料的转化率都很理想。

⑷ 求工业制硫酸详解

一、煅烧:将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。(国内以黄铁矿为主)
二、催化氧化:将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:2SO2+O2→2SO3
这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:
SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法,现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。
接触法生产工艺:接触法的基本原理是应用固体催化剂,以空气中的氧直接氧化二氧化硫。其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分。
二氧化硫的制备和净化:
以硫铁矿等其他原料制成的原料气,含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质,需经过净化,使原料气质量符合转化的要求。为此,经回收余热的原料气,先通过干式净化设备(旋风除尘器、静电除尘器)除去绝大部分矿尘,然后再由湿法净化系统进行净化。
经过净化的原料气,被水蒸气所饱和,通过喷淋93%硫酸的填料干燥塔,将其中水分含量降至0.1g/m3以下。
二氧化硫的转化:二氧化硫于转化器中,在钒催化剂存在下进行催化氧化:
SO2+(1/2)O2 SO3 ΔH=-99.0kJ
钒催化剂是典型的液相负载型催化剂,它以五氧化二钒为主要活性组分,碱金属氧化物为助催化剂,硅藻土为催化剂载体,有时还加入某些金属或非金属氧化物,以满足强度和活性的特殊需要。通常制成直径4~6mm、长5~15mm柱状颗粒。近年来,丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂,以降低催化床阻力,减少能耗。
钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用,此温度称为起燃温度,通常略高于400℃。近年来,研制成功的低温活性型钒催化剂,其起燃温度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫转化率。转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上,通常为410~440℃。
由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右,所以必须通过换热器,以转化反应后的热气体间接加热至反应所需温度,再进入转化器。二氧化硫经氧化反应放出的热量,使催化剂层温度升高,二氧化硫平衡转化率随之降低,如温度超过650℃,将使催化剂损坏。为此,将转化器分成3~5层,层间进行间接或直接冷却,使每一催化剂层保持适宜反应温度,以同时获得较高的转化率和较快的反应速度。
现代硫酸生产用的两次转化工艺,是使经过两层或三层催化剂的气体,先进入中间吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余气再次加热后,通过后面的催化剂层,进行第二次转化,然后进入最终吸收塔再次吸收。由于中间吸收移除了反应生成物,提高了第二次转化的转化率,故其总转化率可达99.5%以上,部分老厂仍采用传统的一次转化工艺,即气体一次通过全部催化剂层,其总转化率最高仅为98%左右。
三、吸收:三氧化硫的吸收:转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收。吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合,即:SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ
但不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾。工业上采用98.3%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高,须向98.3%硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定。成品酸由各塔循环系统引出。
吸收塔和干燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器,以除去气流中夹带的硫酸雾沫,保护设备,防止环境污染。两次转化工艺的最终吸收塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6,尾气可直接排入大气;而一次转化工艺的吸收塔尾气中的二氧化硫浓度高达2000×10-6~3000×10-6,故须设置尾气处理工序,以使排气符合环境保护法规。氨水吸收法是应用最广的尾气处理方法。

⑸ 高中化学:工业生产氨和硫酸的条件。

生产氨是催化剂加热。
生产浓硫酸第一步是在沸腾炉煅烧硫铁矿产生二氧化硫,之后进入接触室在催化剂加热条件下生成三氧化硫,随后进入吸收塔用水或者浓硫酸吸收三氧化硫得到硫酸

⑹ 硫酸工业中采用常温常压下是不是此条件下催化剂活性最高为什么

常温常压下,没有炉气的话,的确活性最高。因为炉气含有大量的杂质,例如:砷、硒等的化合物和矿尘等,这些杂质把催化剂覆盖着,阻止了它的反应(催化剂必须参加反应的,只是反应后会有这种物质重新生成)。

⑺ 硫酸制备催化反应室温度为什么控制在400-500

这个温度不算低,速率快,但温度不能过高,因为二化硫生成三氧化硫的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,转化率降低。这个温度气化剂的催化效果最好。

⑻ 用接触法制硫酸时,SO2催化氧化的适宜温度一般采用500摄氏度,其原因是

这是催化剂的活性温度,在这个温度下催化剂活性最强,效果也就越好

⑼ 下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是()A.在接触室中使用铁粉作催化剂B.在接触室中运用热交换

A、接触室内是在五氧化二钒催化剂表面氧化二氧化硫为三氧化硫;故A错误;
B、二氧化硫被氧化为三氧化硫是放热反应,使用热交换装置热量,充分利用可节约能源;故B正确;
C、把硫铁矿磨碎可增大其与氧气的接触面,使反应更充分,速率更快,可提高原料的利用率;故C正确;
D、反应温度采用450~500℃是因为该温度下催化剂活性最高;同时保证反应的速率,故D正确;
故选A.

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