化學：《化學生產過程中的基本問題》：課件二（20張PPT）（人教版選修2）

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,歡迎進入化學課堂,第1節(jié),第一單元走進化學工業(yè),化工生產過程中的基本問題,化工生產是以化學反應原理為依據(jù)，以實驗室研究為基礎的。,研究生產過程要從產品的化學組成和性質考慮，來確定原料和生產路線。,硫酸生產反應式,早期硫酸工業(yè)生產的原理,第一步：,第二步：,第三步：,造氣（制SO2）,凈化、干燥,催化反應室400～500℃高壓、催化劑,吸收塔,稀釋室,貯存室,,,,,,,,SO2,空氣,水,98%硫酸,發(fā)煙硫酸,98%硫酸,,,,硫酸的生產方法：生產硫酸的方法很多，目前采用的主要有以下兩種，即接觸法與硝化法。目前用接觸法生產硫酸采用的原料主要有三種：硫鐵礦、硫黃、冶煉煙氣。,以下是一家化工網(wǎng)站對硫酸生產工藝發(fā)展前途的調查,工藝路線復雜,環(huán)境污染嚴重,熱能回收率低,硫鐵礦制酸的缺點,,硫鐵礦制酸每產1噸硫酸，就會產生約0.8T的廢渣。硫鐵礦制酸氣體需進行凈化，才能進入轉化器進行氧化，在凈化過程中每生產1噸硫酸約需要10——14立方水，進行除塵，所以會產生大量的廢水。雖然近年來，水洗流程有些廠改為酸洗流程。但所產稀酸產量大、無法二次使用，只有用石灰或電石渣中和才能排放，因此又有稀酸污染滴水源等問題。,硫酸工業(yè)生產流程動畫,,,早期硫酸的工業(yè)生產,沸騰爐,接觸室,吸收塔,,,,凈化,冷卻,,,,,,,,,,,,,,,,,,,早期硫酸工業(yè)流程沸騰爐鍛燒黃鐵礦跟催化反應室吸收塔,,,,,早期硫酸工業(yè),硫黃制酸的優(yōu)點：省掉了焙燒和凈化兩個工段，具有流程短、設備少、生產工藝比較簡單、產量高、操作方便、環(huán)境污染小等優(yōu)點。,由于硫黃純度很高，所以鍛燒時沒有廢渣，不含氟、砷等有害物質，且制得的原料氣體基本不夾帶粉塵，不需要凈化就可直接送去轉化。經(jīng)多級轉化吸收，總轉化率可達99.8%。去除了硫酸生產和原材料運輸過程中大量的粉塵和廢渣。工廠變"清潔"了。同時工廠排放廢水中砷、氟和重金屬元素也沒有了。,另外：硫黃制酸熱利用率高，可用廢熱來發(fā)電，每生產1噸硫酸產蒸汽約1.1—1.3噸以上，可作為生產、生活用汽，投資額僅是硫鐵礦制酸的40%，無廢渣、廢水等污染，是保護環(huán)境的生產方法。產品質量好，產品無色透明液體，不含砷、氟、鐵，是食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和其它化學工業(yè)的基礎原料。,平衡移動原理（勒夏特列原理）：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、溫度、壓強等），平衡就向能減弱這種改變的方向移動。催化劑能同等程度地增加正反應和逆反應速率。,即利用化學原理在化學品的設計、生產和應用中即消除或減少那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有毒有害物質的使用和產生，設計研究沒有或只有盡可能少的環(huán)境副作用、在技術上和經(jīng)濟上可行的產品和化學過程。,工業(yè)三廢：廢氣、廢液、廢渣,綠色化學：（又稱環(huán)境無害化學）,什么是綠色化學？,綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質，不再產生廢物，不再處理廢物。從科學觀點看，綠色化學是化學科學基礎內容的更新；從環(huán)境觀點看，它是從源頭上消除污染；從經(jīng)濟觀點看，它合理利用資源和能源，降低生產成本，是一門從源頭上阻止污染的化學，符合經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。,,綠色化學的12項原則：1．防止——防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。2．講原子經(jīng)濟——應該設計這樣的合成程序，使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。3．較少有危害性的合成反應出現(xiàn)——無論如何要使用可以行得通的方法，使得設計合成程序只選用或產出對人體或環(huán)境毒性很小最好無毒的物質。4．設計要使所生成的化學產品是安全的——設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能，還應具有最小的毒性。5．溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料（如溶劑或析出劑），當不得已使用時，盡可能應是無害的。6．設計中能量的使用要講效率——盡可能降低化學過程所需能量，還應考慮對環(huán)境和經(jīng)濟的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強下進行。,7．用可以回收的原料——只要技術上、經(jīng)濟上是可行的，原料應能回收而不是使之變壞。8．盡量減少派生物——應盡可能避免或減少多余的衍生反應（用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程），因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。9．催化作用——催化劑（盡可能是具選擇性的）比符合化學計量數(shù)的反應物更占優(yōu)勢。10．要設計降解——按設計生產的生成物，當其有效作用完成后，可以分解為無害的降解產物，在環(huán)境中不繼續(xù)存在。11．防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發(fā)展分析方法，在實時分析、進程中監(jiān)測，特別是對形成危害物質的控制上。12．特別是從化學反應的安全上防止事故發(fā)生——在化學過程中，反應物（包括其特定形態(tài)）的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。,廢熱再利用余熱變電能,STM廢熱發(fā)電機組,[實踐活動]通過查閱圖書、上網(wǎng)、參觀訪問等方式進行調查，了解一些化工廠是如何充分利用“廢熱”的。,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,