第三章无机化工产品典型生产工艺
_无机化工单元工艺3
可使S含量 降到0.1ppm 以下，可单 独使用，也 可与加氢转 化催化剂串 联使用
氧化锌脱硫的工业条件： ★脱无机硫200℃，脱有机硫350-450 ℃。 ★硫容量0.15-0.30kg/kg 氧化锌脱硫特点： ★反应不可逆，脱硫剂无法再生； ★脱硫较完全，适合脱微量硫； ★硫含量较高时，需与其他方法配合使用。 ★脱硫反应瞬间完成。 脱硫反应特征： 是一种气固相反应，反应在氧化锌的微孔内表面上进行 ，反应速度属于内扩散控制。 因此，氧化锌脱硫剂均制成高空隙率的球形小颗粒，反 应几乎是瞬时的，反应区域较窄。
增加水蒸气用量，既有利于提高一氧化碳的变 换率，又有利于提高变换反应速度，同时抑制 副反应。但能耗增加。
1、山东兖州鲁南化肥厂原始开车的摸索过程中，曾经出
现过一次由于将人变换炉汽气 比控制太低 ，造成发 生急剧的甲烷化反应，床层超温至802℃。 2、蒸汽用量大，导致炉温垮温事故。
注：实际生产中，可测定原料气和变换气中的CO,且视为干基， 一氧化碳的转化率：
应的发生。
e 电耗降低
a 腐蚀加剧（点蚀 ），设备使用寿命缩短。 （尤其是采用耐硫变换催化剂流程） b 有机硫转化↓
缺点
B、温度
（1）热力学角度
logKp=2183/T-0.09361logT+0.632×10-3T-1.08×10-7T2-2.298
温度/℃ Kp
200 227.9
250 86.51
吸收反应 NH4OH+H2S=NH4HS+H2O O
OH
氧化反应
NH4HS+
+H2O =
NH4OH+
+S
O
OH
OH
O
化工产品制造工艺流程分析
化工产品制造工艺流程分析化工产品制造工艺流程是指在化工生产中，为了得到所需的化学产品，需要经过一系列的生产步骤和技术操作。
本文将分析化工产品制造的典型工艺流程，并探讨其中的关键步骤和技术要点。
1. 原料准备和处理化工产品制造的首要步骤是原料准备和处理。
原料可以是天然物资、矿产资源或化学合成原料，其选择和处理方法取决于所需产品的特性和工艺要求。
常见的原料处理操作包括破碎、筛分、洗涤和过滤等。
这些操作的目的是去除杂质、调节原料粒度和提高反应效率。
2. 反应与转化反应与转化是化工产品制造中的核心过程。
通过化学反应和物理转化，将原料转化为目标产品。
反应方式可以是气相反应、液相反应或固相反应，各有其适用范围。
反应过程中需要控制温度、压力和反应时间等参数，以确保反应效果和产率。
同时，加入催化剂、调节剂和溶剂等辅助物质，能够提高反应速率和选择性。
3. 分离与提纯在反应完成后，需要将产生的混合物进行分离与提纯。
分离的目的是将产品与副产物、未反应的原料或杂质等分离开来。
常用的分离方式包括蒸馏、结晶、萃取和精馏等。
分离后，还需要对产品进行提纯，以满足产品的质量要求。
提纯方法可以是结晶再结晶、升华、晶体转移和再结晶等。
4. 干燥与成型在完成分离和提纯后，对产品进行干燥和成型处理。
干燥是将潮湿的产物中的溶剂或水分去除，以提高产品的稳定性和耐久性。
干燥方式可以是自然风干、真空干燥或烘箱干燥等。
成型是将产品转化为所需形状和规格的过程，可以是压制、喷涂、浇铸或热压等。
5. 产品包装与储存最后一步是将制得的化工产品进行包装和储存。
包装是为了保护产品免受外界环境和物理损害。
包装材料的选择要考虑产品的性质和储存要求。
常见的包装方式有纸箱、塑料桶和金属容器等。
储存是保持产品质量和性能的关键步骤，需要注意防潮、防火和防腐等要求。
综上所述，化工产品制造工艺流程涉及多个步骤和技术操作。
从原料准备和处理、反应与转化、分离与提纯、干燥与成型到产品包装与储存，每个环节都需要掌握相应的工艺和技术要点，以确保产品的品质和效益。
第三章 无机化工产品典型生产工艺2-硫酸
一段焙烧温度控制为900℃，炉气含20%SO2，经除尘后与渣 同进入二段焙烧。二段温度为800℃，出二段炉气SO2含量约 10%。
四、热能回收及烧渣利用
1、热能回收
焙烧时放出大量的热，炉气温度850~950℃，
若直接通入净化系统→设备要求高；直接冷却 后净化→浪费能量。
通常设置
废热锅炉来回收热量，或产蒸汽发
2、含水多矿与含水少矿适当配合
3、保证燃烧稳定性，含煤硫铁矿不宜太多 4、有无足够之供应量，并兼顾其成本
10.1.2 硫铁矿制二氧化硫炉气
一、焙烧前矿石原料的预处理
主要有3步：粉碎、配矿、干燥。
◆粉碎◆
一般采用二级粉碎，先用腭式压碎机粗碎，再用辊式 压碎机细碎，要求粒度<4mm.
◆配料◆
聚中心，在除雾器可以将其除去。
As2O3 ，SeO2在气体中的饱和浓度
温度/℃ 50 70 As2O3饱和浓度 /mg/Nm3 0.016 0.310 SeO2 饱和浓度 /mg/Nm3 0.044 0.880
热分解
4FeAsS=4FeS+As4
2FeS2=2FeS+S2
4FeAsS+4FeS2=8 FeS+ As4S4
氧化 As4+3O2=2As2O3 1/2 S2+O2= SO2
As4S4+7 O2=2As2O3+4 SO2 3FeS+5 O2 =Fe3O4+3 SO2
在脱砷焙烧中，关键是只能生成磁性氧化铁，避免Fe2O3。
我国硫酸工业发展现状
硫铁矿为 原料/% 硫磺为原 料/% 冶炼烟气 为原料/% 总产量/万t 世界排名
无机化工生产技术教学大纲教案
无机化工生产技术教学大纲教案课程名称：无机化工生产技术课程代码：XXXX学分：X教学目标：1. 理解无机化工生产技术的基本概念和原理；2. 掌握无机化工生产技术的操作流程和关键技术；3. 能够分析和解决无机化工生产过程中的常见问题；4. 培养学生对无机化工生产安全、环保等方面的意识。
教学内容：第一章无机化工生产技术概述1.1 无机化工生产技术的定义和范围1.2 无机化工生产技术的发展历程1.3 无机化工生产技术的行业应用第二章无机化工原料与中间体生产技术2.1 无机原料的选矿、提炼和精炼技术2.2 无机原料的储存、输送和加工技术2.3 无机化工中间体的合成技术第三章无机化工产品生产工艺技术3.1 硝化生产工艺技术3.2 氨、硫酸等基础化工产品生产技术3.3 钢铁、有色金属等材料生产技术第四章无机化工生产过程控制技术4.1 生产过程参数的监测和控制技术4.2 生产过程中的安全控制技术4.3 生产过程中的环保控制技术教学方法：1. 理论讲授：通过课堂讲解，介绍无机化工生产技术的基本原理和应用实例。
2. 实验操作：组织学生进行实验操作，加强对无机化工生产技术的理解和掌握。
3. 专题研讨：组织学生进行专题研讨，深入了解无机化工生产技术的前沿发展和实际应用。
4. 案例分析：通过案例分析，让学生学会运用所学知识解决实际无机化工生产中的问题。
教材及参考书目：主教材：《无机化工生产技术》参考书目：1. 《无机化学》2. 《化工过程原理》3. 《无机化工工艺技术》考核方式：1. 平时表现：包括课堂表现、实验操作等方面的表现2. 作业考核：包括课后作业、实验报告等3. 期中考试：闭卷笔试4. 期末考试：闭卷笔试备注：本教案仅供参考，具体教学内容和形式可根据实际教学需求进行调整。
化工工艺学课程标准
《化工工艺学》教学大纲一、课程属性1.课程的性质《化工工艺学》课程是化学工程与工艺专业的核心课程。
本课程从化工生产工艺角度出发，运用化工过程的基本原理，介绍典型化工产品的生产方法与原理、流程组织、关键设备、操作条件以及介绍生产中的设备材质安全技术、三废治理、节能降耗等问题。
2.课程定位本课程在第6学期开设，是一门专业核心课程，在基础课和专业课之间起着承前启后、由理及工的桥梁作用。
其前导课程是化工原理、物理化学、化工热力学等，与其平行学习的专业课为分离过程、化学反应工程等。
3.课程任务本课程的主要任务是使学生全面的掌握石油化工生产方面的知识以及各个生产工艺流程。
通过本课程的学习，培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的能力，以便在石油化工生产、科研和设计工作中达到强化生产过程。
为使学生在今后的学习和工作中能正确而有效的联系石油化工生产实际打下坚实的基础。
二、课程目标知识目标1.掌握化工工程的基本原理。
2.掌握化工工艺的基本概念和基本理论。
3.掌握典型化工产品的生产方法与工艺原理、典型流程与关键设备、工艺条件与节能降耗分析。
4.了解化工生产中设备材质、安全生产、三废治理等问题。
能力目标培养学生应用已学过的基础理论解决实际工程问题的能力，使学生了解当今化学工业的概貌及发展方向，使学生在以后的生产与开发研究工作中能掌握基本的方法，做到触类旁通、灵活应用，不断开发应用新技术、新工艺、新产品和新设备，降低生产过程中的原料与能源消耗，提高经济效益，更好地满足社会需要。
素养目标1.培养具有良好的职业道德、精湛的专业技能、较强的竞争能力和可持续发展的学习与适应能力的德、智、体等方面全面发展的高端高级技能型专门人才。
2.具备从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能，并且熟悉某些石油化工生产流程、某些化工车间管理的高素质技能型专门人才。
3.养成认真细致、积极探索的科学态度和工作作风，形成理论联系实际、自主学习和探索创新的良好习惯。
无机化工产品典型生产工艺
受限制
特
征
对粘结性煤
受限制 需搅拌装置
0～5
好 受限制
90% 70% <200目 ﹤200 目
不受限制
不受限制
典型煤种
无烟煤 褐煤
褐煤
任何煤种
续表
气化压力，MPa
气化区最高温度， ℃
气化炉出口温度，
操
℃
作
特
耗氧量
征
耗蒸汽
常压 2～3 〈灰软化温度
约100 无低 高高
常压 1.0
常压 3～6.5
850～900 约1100 1350～1600
温度一定、压力升高时， H2及CO含量降低； CO2 CH4等增加
煤气化生产方法及主要设备
⑴生产方法分类
煤气化过程需要吸热和高温，工业上采用燃烧 煤来实现。气化过程按操作方式分为：间歇式 和连续式，前者的工艺较后者落后，现正在被 淘汰。现一般按采用的反应器类型分为：固定 床（移动床）、流化床、气流床和熔融床。前 三种以被工业生产采用，而熔融床处于中试阶 段。
间歇操作是通过控制阀门的开启顺序和开启时 间达到制气的目的-气体组成及热量的利用。
⑶固定床连续式化制水煤气
固定床连续式气化制水煤气法由德国鲁奇公司 开发。燃料块状煤或焦炭由炉顶定时加入，气 化剂为水蒸气和纯氧混合气，在汽化炉中同时 进行碳与氧的燃烧放热反应和碳与蒸汽的气化 吸热反应，调节H2O/O2比例，就可连续制气， 生产强度较高，且煤气质量稳定。但因煤气中 CH4和CO2含量高，CO含量低，一般作城市煤气
34～36 30～40 13～15
31
35
58
45
10
18
N2 %（体积）
约20 0.5
无机化工工艺流程
无机化工工艺流程无机化工是指以无机原料为主要原料，在一定的工艺条件下，通过物理或化学方法进行加工、转化、分离等一系列操作，生产各种无机化工产品的工艺过程。
下面将介绍几种常见的无机化工工艺流程。
1.硫酸工艺流程硫酸是一种重要的无机化工产品，广泛应用于冶金、化工、电子、环保等行业。
硫酸的生产工艺主要包括硫磺燃烧工艺和硫铁矿热法工艺两种。
以硫磺燃烧工艺为例，其工艺流程如下：硫磺→磺磺容器→气体先后通过富硝酸钡床和浓硫酸吸收器→去湿塔→浓硫酸。
2.氯碱工艺流程氯碱是指氯气和碱性物质（如氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等）产生的化学反应。
氯碱工艺主要包括氨碱工艺和氯碱电解工艺两种。
以氨碱工艺为例，其工艺流程如下：氨气和炼焦气体→炉尾烟气处理装置→煤气→冷凝→硫粉→脱硫装置→制氢→氧化→水神经塔→浓氨碱液。
3.硅酸盐工艺流程硅酸盐是由硅酸盐矿石经过碱熔或盐酸浸取法提取而得的化合物。
硅酸盐的生产工艺主要包括玻璃制造工艺和陶瓷制造工艺两种。
以玻璃制造工艺为例，其工艺流程如下：石英矿石、烟煤→一系列预处理步骤（如破碎、磁选、除铁、煅烧等）→玻璃熔炼炉→玻璃浴→玻璃鼓包→玻璃冷却、切割和加工。
4.硝酸工艺流程硝酸是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化工、煤炭等领域。
硝酸的生产工艺主要包括铵硝酸工艺和硫酸硝酸工艺两种。
天然气→压缩机→压氧体→反应器→分离器→焙烧器→冷却器→分离器→浓硝酸。
5.氧化铝工艺流程氧化铝是一种重要的无机金属材料，主要用于冶金、建筑、电力等领域。
氧化铝的生产工艺主要包括贵金属电解工艺和碳电极电解工艺两种。
以碳电极电解工艺为例，其工艺流程如下：铝石（主要成分为氧化铝）→磨碎→矿石→碳负极→电解池→铝液→铸锭机→铝锭。
以上仅为几种常见的无机化工工艺流程的简单介绍，不同的无机化工产品具体的生产过程可能有所不同。
无机化工工艺的优化和改进将有助于提高产品质量、降低生产成本，并在环保方面做出更多贡献。
化工产品生产技术操作手册
化工产品生产技术操作手册第1章绪论 (4)1.1 产品概述 (4)1.2 生产工艺简介 (4)1.3 操作安全与环保要求 (5)第2章原料及辅助材料 (5)2.1 原料的选择与要求 (5)2.1.1 选择标准 (5)2.1.2 具体要求 (6)2.2 辅助材料的种类及用途 (6)2.2.1 催化剂 (6)2.2.2 溶剂 (6)2.2.3 膨润土 (6)2.2.4 碱性物质 (6)2.2.5 酸性物质 (6)2.3 原料及辅助材料的储存与运输 (6)2.3.1 储存 (6)2.3.2 运输 (6)第3章设备与工艺流程 (7)3.1 主要生产设备介绍 (7)3.1.1 反应釜 (7)3.1.2 蒸馏塔 (7)3.1.3 搅拌设备 (7)3.1.4 过滤设备 (7)3.1.5 干燥设备 (7)3.2 工艺流程概述 (7)3.2.1 原料处理 (8)3.2.2 反应 (8)3.2.3 分离 (8)3.2.4 提纯 (8)3.2.5 干燥 (8)3.2.6 包装 (8)3.3 设备的维护与保养 (8)3.3.1 日常检查 (8)3.3.2 定期维护 (8)3.3.3 定期保养 (8)3.3.4 应急处理 (9)第4章生产准备 (9)4.1 生产前的准备工作 (9)4.1.1 确定生产计划：根据市场需求，结合企业实际情况，制定合理的生产计划，包括产品品种、产量、生产周期等。
(9)4.1.2 技术文件准备：查阅相关技术资料，编制生产工艺流程、操作规程、质量控制标准等技术文件，保证生产过程有据可依。
(9)4.1.3 人员培训：组织生产人员学习生产工艺、操作规程、安全知识等，提高生产技能和安全意识。
(9)4.1.4 生产场地准备：保证生产场地符合生产要求，包括环境卫生、设备布局、安全防护等方面。
(9)4.1.5 物资准备：提前采购生产所需的原材料、辅助材料、包装材料等，保证生产过程中不断料。
(9)4.2 设备检查与调试 (9)4.2.1 设备检查：对生产设备进行全面的检查，包括机械、电气、仪表等方面，保证设备运行正常。
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解放初 2007年 2008年
常压法 /万t 0.45
综合法 /万t
双加压 法/万t
400
总产量/ 万t
0.45
705 800
世界排名
1 1
至2008年底我国已拥有先进的双加压法工艺的硝酸生产装置20套，占我国硝 酸总产能的50%，大大缩短了我国与世界先进水平的差距。但我国还不算是 硝酸工业强国，世界发达国家均普遍采用27万t级和50万t级硝酸装置，我国 年产27万t双加压法完全国产化硝酸装置目前国内仅有几家企业正在筹建，随
我国硫酸工业发展现状
1995年 2001年 2004年 2006年 2007年 2008年
硫铁矿 为原料 /%
82.1
硫磺为原 冶炼烟
料/%
气为原
料/%
29.4
44.3
24
总产量/ 万t
3995 5100
世界排名
1 1 1
1t硫磺可以生产3t硫酸，2t蒸气，336度电量，且无 三废排放，良好的生产环境与经济效益是硫磺法生 产硫酸得到快速发展最主要的因素。
3 硝酸唯一兼有强酸性和强氧化性
硝酸兼有强酸性和强氧化性的特点，各类 酸中产量仅次于硫酸的重要化工原料；
主要用于无机化工制造硝酸铵、硝酸铵、 硝酸磷肥、氨磷钾等复合肥料。
在有机工业、染料工业、涂料工业、医药 工业、印染工业、橡胶工业、塑料工业、 冶金工业中和国防工业等也有广泛用途。
我国硝酸工业发展现状
合成氨工业化被公认为化学方面最重要的发明之一和对高压 化学合成技术上作出的重大贡献，哈伯和博施先后分别于 1918年和1931年荣获诺贝尔化学奖。这种直接合成氨法称 为哈伯-博施法。
合成氨工业化的成功极大地促进了高压机生产技术、高压化 学合成技术和催化剂生产技术的发展，使德国一跃成为当时 世界工业强国。
表0-1 2008年我国典型无机产品的产量/万t
合成氨 硫酸 硝酸
纯碱 烧碱 尿素 磷肥
钾肥
复混肥
5179 5100 800
1950 2470 5000 1350(折 P2O5)
1000 自产300 进口700
1500
水泥
碳酸钙
玻璃
150000
轻钙550 重钙750
57442.9( 万重量箱)
注：1万重量箱平板玻璃约等于500吨。
浓硫酸为浓缩硝酸生产中的脱水剂；
氯碱工业中，以浓硫酸干燥氯气、氯化氢；
无机盐工业中，如冰晶石、氟化铝、硼砂、磷酸三 钠、磷酸氢二钠、硫酸铅、硫酸锌、硫酸铜、硫酸 亚铁以及其他硫酸盐的制备；
许多无机酸和有机酸的制备，也常需要硫酸作原料。
此外，电镀业、制革业、颜料工业、橡胶工业、造 纸工业、工业炸药和铅蓄电池制造业等等，都消耗 相当数量的硫酸。
鼠剂，硫酸亚铁、硫酸铜可作除莠剂； 冶金工业中电解液就需要使用硫酸； 石油工业中每吨原油精炼需要硫酸约24kg，每吨柴油精炼需
要硫酸约31kg； 化学纤维每生产1t环氧树脂，需用硫酸2.68t，号称“塑料王”
的聚四氟乙烯，每生产1t，需用硫酸1.32t；
染料工业几乎没有一种染料（或其中间体）的制备 不需使用浓硫酸或发烟硫酸。
近几年来，随着我国有色金属工业的迅猛发展，冶 炼烟气制酸也获得快速发展，铜陵有色、江西铜业、 甘肃金川等硫酸产量在100万t/a以上的特大型企业， 均以冶炼烟气制酸为主，2008年我国烟气吸收法制 酸已占24%。
硫酸装置的大型化、规模化、集约化发展取得了巨 大进步。将进一步淘汰4万t/a的硫铁矿制酸装置， 限制10万t/a硫铁矿制酸装置，硫酸企业有望向“能 源工厂”转变，实现以硫资源为主线，以能源循环 为辅线，实现了以硫酸为核心的循环经济。
合成氨生产堪称现代无机化学工业的领头羊。
的应用
化学肥料 85~90%
化工原料 10~15%
氨的应用领域
碳铵、氯化铵
尿素
硫酸铵、 硝酸铵
磺胺类药物、 维生素、氨基酸
氨
已内酰胺、 丙烯腈、酚醛树脂
硝酸、纯碱
含氮无机盐 最常用的制冷剂
有机化合物中的
含氮中间体
我国合成氨工业发展现状
解放初 1992年 2004年 2008年
中国能以世界7%的耕地养活占世界约22%的人口， 应该说一半功劳归于化肥。
建国初我国化肥工业只有硫酸铵和硝酸铵两 个品种，年产量只有6000t。
目前我国化肥生产量约占世界总量的约1/3， 表观消费量约占35%，世界上最大的化肥生 产国和消费国。
一是化肥工业的基本特征是“多氮少磷缺 钾”；
着取缔和关闭落后生产装置，淘汰配置低、规模小、能耗高的装置，我国硝 酸工业正在向规模化发展
4 化学肥料是现代农业的基石
化肥是农作物增产增收的物质基础，粮食的“粮 食”。
化肥对我国粮食单产增长的贡献率高达40％～50 ％。使用化肥以提高粮食单产，已经成为确保全 球粮食安全的关键和现代农业的基石。
Chemical Technology
第三章 无机化工产品典型 生产工艺
主要内容
典型无机化工产品主要包括合成氨、化学 肥料、硫酸与硝酸、纯碱与烧碱、主要无 机盐等五个方面。都属于大宗化学品和典 型无机化工产品。
本书重点介绍典型无机化工产品的生产原 理、生产原料路线选择、工艺流程组织、 生产运行与操作条件的优化，以及典型设 备选型、操作控制要点及常见故障排除措 施等
小型合 成氨数 量
2
1539
460
中型合成 大型合 氨数量 成氨数
量
0
0
55
22
82
30
合成氨总 世界排名 产量/万t
4.5
2298
1
4200
1
5100
1
2 硫酸曾被誉为“工业之母”
硫酸产量与合成氨相当，工业化生产已有270年历史，曾被 誉为“工业之母”。
化肥工业中，每生产一吨硫酸铵，就要消耗纯硫酸760kg。 每生产一吨过磷酸钙，消耗硫酸360kg； 农药方面如硫酸铜、硫酸锌是植物的杀菌剂，硫酸铊可作杀
2 典型无机化工产品在国民经济中 的重要地位及其发展概况 1 合成氨堪称现代化学工业的领头羊
2
硫酸曾被誉为“工业之母”
3 硝酸唯一兼有强酸性和强氧化性
4 化学肥料是现代农业的基石
5 纯碱与烧碱是重要的基本化工原料
6 无机盐是化学工业的基础
1 合成氨堪称现代化学工业的领头羊
一般认为，现代化学工业的标志----1913年德国的哈伯和博 施首次采用铁为催化剂、直接以氢气和氮气为原料、在高温 高压下成功合成氨。划时代意义的人工固氮技术的重大突破。