化工导论课件 第2章_无机化工
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稀硫酸洗涤, 除去氧化砷等
SO2 + 0.5O2 SO3 + H2O
Fra Baidu bibliotek
SO3 + Q H2SO4 + Q
合成氨生产工艺
1、原料气的制备 造气过程以水蒸气作为气化剂，将原料 煤或焦炭气化，得到的混合气叫水煤气； 2、脱硫 脱除对合成氨催化剂有害的硫化氢、二 硫化碳、硫醇、硫醚、噻吩等。
3、CO变换
通过变换工序使得原料气中的一氧化碳 与水蒸气作用变为氢和二氧化碳； 4、脱CO2 采用物理吸收和化学吸收方法，脱除原 料气中的二氧化碳； 5、氨的合成 在高温（ 400 oC ）、高压（ 30MPa ）和 催化剂（Fe等）作用下，进行合成反应。
2、新型炭材料
碳纤维----碳纤维及其复合材料具 有高比强度、高比模量、耐高温、 耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、 导热、热膨胀系数小等一系列优异 性能。它们既作为结构材料承载负 荷，又作为功能材料发挥作用。
石墨的理想层面结构
热处理过程中炭前躯体的结构变化
圆 形 碳 纤 维
碳 纤 维 增 强 机 翼
合成氨生产工艺
煤、焦炭 水蒸气 造气 脱硫 CO变换 CO + H2O CO2 + H2 C + H2O CO + H2
脱CO2
合成 N2 + H2 NH3
无机化工的发展
举例：
（1）非晶硅太阳能电池材料 （2）锂离子电池材料
（3）高纯纳米碳酸钙
<第二章 习题>
简答题 1、无机化工包括哪些类产品？ 2、无机非金属材料中的硅酸盐材料包括哪几种？ 3、烧碱是用什么方法生产的？
螺旋状炭纤维
人造金刚石----通常以纯石墨为 原料，铁、铬等为催化剂，在高温 高压下合成人造金刚石。近年出现 新的低压合成方法：热丝化学气相 沉积法（CVD法）、等离子体气相 沉积法等。用于磨料、切削工具、 电子器件涂膜等。
C60家族
碳纳米管----由碳原子组成的管 状大分子，单壁纳米管的直径在0.4 至1.8纳米。其抗张强度是高强合金 钢的20倍；具有优异的场致发射功 能。可用于纳米电路、更薄更省电 的平面显示器、扫描电镜的探针、 氢气储存等用途。
主要无机化工产品和用途
一、酸、碱（三酸、两碱）
二、化肥（氮肥、磷肥、钾肥）
三、无机盐产品（电池原料、水处理剂等）
四、无机非金属材料（先进陶瓷、炭材料、
人造金刚石等）
一、酸和碱
1、硫酸 (H2SO4)、硝酸 (HNO3)、盐酸 (HCl)； 2、烧碱 (氢氧化钠，NaOH)、纯碱 (碳酸钠， Na2CO3)； 3、无机盐 (由金属离子或铵离子与酸根离子组 成的物质）
碳 纳 米 管
用导 电大分 子碳制 作的超 细导线
典型产品生产工艺
接触法生产硫酸工艺
（1）二氧化硫的制备 （2）含二氧化硫原料气的净化
（3）二氧化硫氧化为三氧化硫
（4）三氧化硫的吸收
接触法生产硫酸工艺
硫铁矿 二氧化硫制备 原料气的净化 三氧化硫制备 二氧化硫吸收 4FeS + 7O2
2Fe2O3 + 4SO2 + Q
4、三酸两碱都包括那些酸和碱？
5、最重要的氮肥是什么？其氮含量大约是多少？ 论述题
1、简述硫酸生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应方 程式。
2、简述合成氨生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应 方程式。
化工导论
第二章 无机化工
无机化学工业是相对于有机化 学工业而言的庞大工业部门，它是 发展最早的化工部门，在推动化工 技术的发展上作出过重要的贡献。 例如在过去，曾以硫酸产量的多少 为标志，来衡量一个国家化学工业 的发达程度，但现在已让位给乙烯 了。
无机化工的特点
1、无机化工发展历史长，对人类生存和科技发 展具有积极的推动作用和影响。
2 、无机化工产品是重要的基本化工原料，产量 大，通用性强。
3 、与有机化工产品相比，品种相对较少，生产 过程相对简单。 4 、新型无机化工产品不断出现，有些是高科技 产品，如锂离子电池材料等。
无机化工原料
无机化学工业的原料来源很广， 大致可分五大类：空气、水、化 学矿物、化石燃料（煤、石油、 天然气等）及生物质资源。
R6 ----- 普通锌-锰电池（5号） R20 -----普通锌-锰电池（1号）
LR6 ----- 碱性锌-锰电池（5号）
无汞 ----- 不含HgCl2缓蚀剂
Li-MnO2-----锂（一次）电池
Ni-Cd ----- 镍-镉（二次）电池
Ni-MH ----- 镍-氢（二次）电池
Li-ion ----- 锂离子（二次）电池
二、化 肥
1、氮肥（尿素、硝酸铵、氯化铵、硫 酸铵等）； 2、磷肥、钾肥和复合肥（偏磷酸钾、 磷酸铵等）
无机盐产品
1、电池工业原料 锌 - 锰电池 ----- 用氯化锌和氯化铵作电解质， 氯化汞作缓蚀剂； 锂离子二次电池-----用钴酸锂、锰酸锂作正 极材料；六氟磷酸锂、高氯酸锂作电解质。
二次锂离子电池
水处理剂
杀菌剂（抑制水中菌藻和微生物的滋长）---次氯酸钠、漂白粉等； 絮凝剂（加快水中悬浮物和污泥的沉降）---硫酸铝、聚氯化铝、氯化铁等。
无机非金属材料
1、先进陶瓷（精细陶瓷或特种陶瓷） 结构陶瓷----利用其热、机械、化学功能， 具有耐热、耐磨损、高强度、高硬度、耐 冲击、隔热性能的一大类陶瓷材料。 功能陶瓷 ----利用其电、磁、声、光、催 化、生物化学等功能，主要是作为绝缘材 料、压电材料、磁性材料、电子材料、生 物医用材料、抗菌陶瓷材料等。
SO2 + 0.5O2 SO3 + H2O
Fra Baidu bibliotek
SO3 + Q H2SO4 + Q
合成氨生产工艺
1、原料气的制备 造气过程以水蒸气作为气化剂，将原料 煤或焦炭气化，得到的混合气叫水煤气； 2、脱硫 脱除对合成氨催化剂有害的硫化氢、二 硫化碳、硫醇、硫醚、噻吩等。
3、CO变换
通过变换工序使得原料气中的一氧化碳 与水蒸气作用变为氢和二氧化碳； 4、脱CO2 采用物理吸收和化学吸收方法，脱除原 料气中的二氧化碳； 5、氨的合成 在高温（ 400 oC ）、高压（ 30MPa ）和 催化剂（Fe等）作用下，进行合成反应。
2、新型炭材料
碳纤维----碳纤维及其复合材料具 有高比强度、高比模量、耐高温、 耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、 导热、热膨胀系数小等一系列优异 性能。它们既作为结构材料承载负 荷，又作为功能材料发挥作用。
石墨的理想层面结构
热处理过程中炭前躯体的结构变化
圆 形 碳 纤 维
碳 纤 维 增 强 机 翼
合成氨生产工艺
煤、焦炭 水蒸气 造气 脱硫 CO变换 CO + H2O CO2 + H2 C + H2O CO + H2
脱CO2
合成 N2 + H2 NH3
无机化工的发展
举例：
（1）非晶硅太阳能电池材料 （2）锂离子电池材料
（3）高纯纳米碳酸钙
<第二章 习题>
简答题 1、无机化工包括哪些类产品？ 2、无机非金属材料中的硅酸盐材料包括哪几种？ 3、烧碱是用什么方法生产的？
螺旋状炭纤维
人造金刚石----通常以纯石墨为 原料，铁、铬等为催化剂，在高温 高压下合成人造金刚石。近年出现 新的低压合成方法：热丝化学气相 沉积法（CVD法）、等离子体气相 沉积法等。用于磨料、切削工具、 电子器件涂膜等。
C60家族
碳纳米管----由碳原子组成的管 状大分子，单壁纳米管的直径在0.4 至1.8纳米。其抗张强度是高强合金 钢的20倍；具有优异的场致发射功 能。可用于纳米电路、更薄更省电 的平面显示器、扫描电镜的探针、 氢气储存等用途。
主要无机化工产品和用途
一、酸、碱（三酸、两碱）
二、化肥（氮肥、磷肥、钾肥）
三、无机盐产品（电池原料、水处理剂等）
四、无机非金属材料（先进陶瓷、炭材料、
人造金刚石等）
一、酸和碱
1、硫酸 (H2SO4)、硝酸 (HNO3)、盐酸 (HCl)； 2、烧碱 (氢氧化钠，NaOH)、纯碱 (碳酸钠， Na2CO3)； 3、无机盐 (由金属离子或铵离子与酸根离子组 成的物质）
碳 纳 米 管
用导 电大分 子碳制 作的超 细导线
典型产品生产工艺
接触法生产硫酸工艺
（1）二氧化硫的制备 （2）含二氧化硫原料气的净化
（3）二氧化硫氧化为三氧化硫
（4）三氧化硫的吸收
接触法生产硫酸工艺
硫铁矿 二氧化硫制备 原料气的净化 三氧化硫制备 二氧化硫吸收 4FeS + 7O2
2Fe2O3 + 4SO2 + Q
4、三酸两碱都包括那些酸和碱？
5、最重要的氮肥是什么？其氮含量大约是多少？ 论述题
1、简述硫酸生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应方 程式。
2、简述合成氨生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应 方程式。
化工导论
第二章 无机化工
无机化学工业是相对于有机化 学工业而言的庞大工业部门，它是 发展最早的化工部门，在推动化工 技术的发展上作出过重要的贡献。 例如在过去，曾以硫酸产量的多少 为标志，来衡量一个国家化学工业 的发达程度，但现在已让位给乙烯 了。
无机化工的特点
1、无机化工发展历史长，对人类生存和科技发 展具有积极的推动作用和影响。
2 、无机化工产品是重要的基本化工原料，产量 大，通用性强。
3 、与有机化工产品相比，品种相对较少，生产 过程相对简单。 4 、新型无机化工产品不断出现，有些是高科技 产品，如锂离子电池材料等。
无机化工原料
无机化学工业的原料来源很广， 大致可分五大类：空气、水、化 学矿物、化石燃料（煤、石油、 天然气等）及生物质资源。
R6 ----- 普通锌-锰电池（5号） R20 -----普通锌-锰电池（1号）
LR6 ----- 碱性锌-锰电池（5号）
无汞 ----- 不含HgCl2缓蚀剂
Li-MnO2-----锂（一次）电池
Ni-Cd ----- 镍-镉（二次）电池
Ni-MH ----- 镍-氢（二次）电池
Li-ion ----- 锂离子（二次）电池
二、化 肥
1、氮肥（尿素、硝酸铵、氯化铵、硫 酸铵等）； 2、磷肥、钾肥和复合肥（偏磷酸钾、 磷酸铵等）
无机盐产品
1、电池工业原料 锌 - 锰电池 ----- 用氯化锌和氯化铵作电解质， 氯化汞作缓蚀剂； 锂离子二次电池-----用钴酸锂、锰酸锂作正 极材料；六氟磷酸锂、高氯酸锂作电解质。
二次锂离子电池
水处理剂
杀菌剂（抑制水中菌藻和微生物的滋长）---次氯酸钠、漂白粉等； 絮凝剂（加快水中悬浮物和污泥的沉降）---硫酸铝、聚氯化铝、氯化铁等。
无机非金属材料
1、先进陶瓷（精细陶瓷或特种陶瓷） 结构陶瓷----利用其热、机械、化学功能， 具有耐热、耐磨损、高强度、高硬度、耐 冲击、隔热性能的一大类陶瓷材料。 功能陶瓷 ----利用其电、磁、声、光、催 化、生物化学等功能，主要是作为绝缘材 料、压电材料、磁性材料、电子材料、生 物医用材料、抗菌陶瓷材料等。