约18020字。
第二十四章化学与工农业生成
一、考纲要求
1.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。
2.了解金属矿物和海水综合利用。
3.化学原理在H2SO4生产中的应用
4.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
5.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
6.了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
7.了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要意义。
8.了解化学科学发展对自然资源利用的作用。
二、知识梳理
1.化工生产过程中的基本问题
(1)依据化学反应原理确定生产过程
①关于工业制硫酸的反应原理及过程,可从以下几方面考虑:
ⅰ原料应该是自然界存在的含硫的物质,如硫黄、黄铁矿等;
ⅱ生产H2SO4的主要化学过程可以分成SO2的生成和SO2转化为SO3两个阶段。
②工业上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段。
(2)生产中原料的选择
工业生产某种化工产品,选择原料时要从多方面去考虑,如化学反应原理、厂址选择、原料、能源、工业用水的供应能力、贮存、运输、预处理成本及环境保护等。
(3)生产中反应条件的控制
(1)增大反应速率的措施
①升高温度;②使用催化剂;③燃料在沸腾炉中燃烧时,使原料粉碎,增大与空气的接触面积。
(2)逆流原理的应用
沸腾炉中原料从炉顶落下,热空气从炉底吹入,使原料与助燃气体充分接触,反应进行彻底充分;吸收塔中使用大量耐酸瓷环(片),浓硫酸从塔顶喷下,三氧化硫气体从塔底吹入,提高吸收程度。
(3)热交换原理的应用
由于2SO2+O2 2SO3是放热反应,在接触室内使用热交换器,用反应后热的气体预热接触室的原料气,达到节约能源、降低生产成本的目的。
(4)循环操作和原理的应用
由于2SO2+O2 2SO3是可逆反应,尾气中还有一定的SO2和O2,再通过一定措施将这部分气体送回接触室,提高原料利用率,同时减少废气排放。
(4)生产中的三废处理(以硫酸生产为例)
①尾气吸收
硫酸生产尾气成分:SO2;处理试剂:石灰水、硫酸。
②污水处理。
③废渣的利用。
(5)能量的充分利用
2.合成氨
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