发布时间 : 星期六 文章《化工工艺学》课程教案更新完毕开始阅读
促进剂：K2O，提高活性；CaO， 增强抗毒能力；Al2O3，与Fe3O4形成共溶体，增加催化剂对气体的吸附作用，加速反应。
型号：A106，A109，A110，A201，A301。后三种为低温型催化剂，其还原温度和使用温度比前两种低20度。
二、催化剂的还原和使用
确定还原条件的原则：使四氧化三铁充分还原为α-Fe，
使还原生成的铁结晶不因重结晶而长大，以保证有最大的比表面积和更多的活性中心。
Fe3O4?4H2?3Fe?4H2O三、影响还原的因素：
温度：不同还原时期有不同温度 压力：10-20MPa 还原空速：10000h－1
还原气体组成：75％氢气和水蒸汽0.7-2.0g/m3 四、理论出水量的计算： 五、催化剂的毒物：
暂时毒物：氧及含氧的化合物； 永久毒物：氯、磷、硫、砷及其化合物。
第三节 氨合成工艺条件
一、温度：根据化学反应速度初化学平衡原理，氨的转化率，在较低温度下进行有利。但是温度低，化学反应速度减慢，可见温度对化学反应速度和化学平衡的影响是互相矛盾的。
在反应初期以及空间速度大，反应时间短，远离平衡的条件下，升高温度有利于反应速度的加快；接近平衡时，温度升高将使出口氨含量降低。合成反应按最适宜温度曲线进行时，催化剂用量最少、合成效率最高。 温度升高，降低氨的平衡含量，但可以加快反应速率。
二、压力对出口氨含量的影响
1.从化学平衡和化学反应速率的角度看，提高操作压力有利。 2. 生产能力随压力提高而增加，氨分离流程可以简化。 3. 选择操作压力的主要依据：能量消耗、原料费用、设备投资。 三、空间速度
空速增大，反应后气体中氨含量有所降低，生产强度增大。
选用空间速度即涉及氨净值(进出塔气体氨含量之差)、合成塔生产强度、循环气量、系统压力降，也涉及反应热的合理利用。一般操作压力为30MPa的中压法合成氨，空速在20000～
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30000/h之间，氨净值10～15％。 四、合成塔进口气体组成
合成塔进口气体组成包括氢氮比、情性气体含量与初始氨含量。 当其它条件一定时，进塔气体中氨含量越高，氨净值越小，生产能力越低。初始氨含量的高低取决于氨分离的方法。
第四节 氨的分离及氨合成回路流程
一、氨分离的方法 1. 冷凝法 2．水吸收法
二、流程设计中应考虑的几个问题 ? 反应气体的预热 ? 反应热及时移出 ? 热量回收的方式 ? 放空气排放位置的选择 ? 补充气补气位置的选择 ? 氨的冷凝及分离
ⅢJD-2000合成系统流程如下图
三、反应热回收利用方法 前置式废锅 中置式废锅 后置式废锅
四、排放气的回收处理
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本课小结：本章主要讲授了氨合成热力学方程在工业上的应用及其影响因素；氨合成催化
剂的应用及其维护；氨合成塔的结构特点及最适宜温度分布；氨合成工艺条件的确定；氨分解基衡算方法的应用和物料、热量衡算。
§4 第四章 硫酸
教学目的：掌握硫铁矿沸腾焙烧、炉气的净化及干燥原理；主要工艺条件及典型工艺流程；
二氧化硫催化氧化的化学平衡及动力学。
教学重点：二氧化硫催化氧化的化学平衡及动力学。
教学难点：硫铁矿沸腾焙烧、炉气的净化及干燥原理；主要工艺条件及典型工艺流程。 新课内容：
第一节 概述 一、性质用途
（一）物理性质
纯硫酸 （H2SO4）是一种无色透明的油状液体，相对密 是一种无色透明的油状液体， 度为1.8269，几乎比水重一倍。 1、结晶温度
2、硫酸的密度：硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的增加而增大
３、硫酸的沸点：硫酸含量在 硫酸含量在98.3％以下时，它的沸点是随着浓度的升高而增加的。浓度为98.3％的硫酸沸点最高（338.8℃）。
（二）化学性质 １、与金属及金属氧化物反应 、 ２、与有机物发生磺化反应 、 ３、有吸水能力，工业上常用作干燥剂和浓缩剂 、有吸水能力， ４、用作有机反应的催化剂，如烷基化反应等 、用作有机反应的催化剂。
（三）用途 硫酸是无机化工、有机化工中用量最大、 硫酸是无机化工、有机化工中用量最大、用途最广的化 工产品。 工产品。 主要用于生产磷肥（在我国占硫酸总量的 在我国占硫酸总量的６５－７５％）；此外 主要用于生产磷肥 在我国占硫酸总量的 ； 还可用于生产无机盐、无机酸、有机酸、化纤、塑料、 还可用于生产无机盐、无机酸、有机酸、化纤、塑料、 农药、颜料、染料、硝化纤维、ＴＮＴ、硝化甘油及中间 农药、颜料、染料、硝化纤维、 、 体等；石油、冶金行业也都大量使用。 体等；石油、冶金行业也都大量使用。 我国硫酸的消费情况 我国硫酸的消费情况 被称为工业之母。 二、硫酸的生产方法
（一）硝化法原理 ＳＯ２＋Ｎ２Ｏ３＋Ｈ２Ｏ ＝＝ Ｈ２ＳＯ４＋２ＮＯ ２ＮＯ＋Ｏ２＝＝２ＮＯ２ ＮＯ ＋ＮＯ２ ＝＝ Ｎ２Ｏ３ 硝化法也称亚硝基法，可分为： 铅室法：直接用ＳＯ 反应生成硫酸。
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塔式法：直接用ＳＯ２，Ｈ２Ｏ，Ｏ２反应生成硫酸 （二） 接触法原理 生产原理：
１、 ＳＯ２的生成 Ｓ＋Ｏ２＝＝ＳＯ２
４ＦｅＳ２＋１１Ｏ２＝＝２Ｆｅ２Ｏ３＋８ＳＯ２ ２、 ＳＯ２的氧化 ＳＯ２＋１／２Ｏ２＝＝ＳＯ３
３、 ＳＯ３与水结合 ｎＳＯ３＋Ｈ２Ｏ＝＝Ｈ２ＳＯ４＋（ｎ－１）ＳＯ３ 生产硫酸的原料：
硫铁矿、磁硫铁矿、通硫铁矿高、硫磺。其它原料：硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。
第二节 二氧化硫炉气的制造及净化
一、硫铁矿的焙烧 （一）焙烧反应
2FeS2 （900℃）= 2FeS + S2 -Q S2 + O2 = SO2 +Q 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 +4SO2 +Q 反应过程：
FeS2的分散O2向硫铁矿表面扩散O2 + FeS反应SO2 由表面向气流中扩散。此外，有少量SO2氧化成SO3，能与硫铁矿中盐类分解成的金属氧化物反应生成硫酸盐。
?
总反应式：
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +8SO2 （富氧） ?H = -3411kJ/mol放热量大，需及时移热。
?
若氧气不足时：
3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 +6SO2 （贫氧） （二）硫铁矿焙烧的焙烧速度
? 硫铁矿焙烧的反应平衡常数很大，通常认为可进行到底。所以生产中关键是反应速
度决定了生产能力。
第一阶段（460~560℃）：斜率大，活化能大，温度升高，反应速率增加很快。 过渡阶段（560?720?C）：反应速度受温度影响较小。
第三阶段（>720?C）：反应速度随温度升高再增加，但增加幅度小。 提高焙烧速率的途径： ? 1. 提高焙烧温度
但不宜太高，温度太高会使炉内结疤，焙烧反而不能顺利进行。通常温度范围为850?950?C.
? 2. 减小硫铁矿粒度
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