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目 录1

第一篇硫酸与硝酸1

第一章硫酸1

第一节 概述1

一、硫酸的组成1

二、硫酸的性质1

1．物理性质1

2．化学性质4

三、硫酸的用途4

四、硫酸的生产方法及规格4

1．硫酸的生产方法4

1．金属材料5

五、耐酸材料的选择5

2．硫酸的规格5

2．耐酸非金属材料6

六、国内外硫酸工业发展概况7

1．我国硫酸工业发展概况7

2．国外硫酸工业概况7

第二节 二氧化硫炉气的制造8

一、原料及预处理8

1．普通硫铁矿8

2．浮选硫铁矿8

3．含煤硫铁矿8

二、硫铁矿焙烧的理论基础9

1．焙烧反应及方法9

2．硫铁矿的焙烧速度及影响因素11

三、硫铁矿的沸腾焙烧12

1．沸腾焙烧的基本原理12

2．沸腾焙烧炉的构造14

3．沸腾焙烧工艺流程及其它设备15

四、焙烧操作要点及有关技术经济指标的计算16

1．操作要点16

2．有关技术经济指标的计算17

五、焙烧过程热能的回收和烧渣的利用18

1．热能的回收18

2．烧渣的综合利用18

2．净化的原理19

1．杂质的危害及净化的要求19

一、炉气的净化19

第三节 炉气的净化与干燥19

3．净化的工艺流程21

二、炉气的干燥24

1．干燥原理24

2．工艺条件的选择24

第四节 二氧化硫的催化氧化25

一、二氧化硫催化氧化的理论基础25

1．二氧化硫氧化反应的化学平衡25

2、二氧化硫氧化催化剂27

3 二氧化硫催化氧化的机理28

二、二氧化硫催化氧化工艺条件的选择28

1．温度28

2．最适宜的二氧化硫起始浓度30

1．转化器的类型32

三、二氧化硫催化氧化的主要设备和工艺流程32

2．工艺流程35

四、催化氧化操作要点及技术经济指标的计算38

1．操作要点38

2．有关技术经济指标的计算39

第五节 三氧化硫的吸收39

一、三氧化硫的吸收及工艺条件选择39

1．吸收率的计算39

2．工艺条件的选择40

3．吸收的工艺流程和主要设备41

二、干燥吸收过程操作要点43

第六节 用其它含硫原料制硫酸44

一、利用硫磺制硫酸44

二、用有色金属冶炼烟气制硫酸45

1．烧结过程的化学反应46

2．鼓风返烟烧结流程46

3．带式烧结机的构造47

4．烧结过程的操作条件48

三、用石膏制硫酸48

第七节 硫酸生产中的三废治理49

一、污水处理49

1．污水处理的方法和原理49

2．污水处理流程和设备50

3．沉淀渣的利用50

二、从酸泥中提取硒50

三、尾气的处理51

1．氨－酸法的基本原理51

第八节 硫酸生产中的安全技术和劳动保护52

2．工艺条件及流程52

二、净化工序53

三、干燥吸收工序53

四、转化工序53

复习思考题53

一、原料、焙烧工序53

第二章 硝酸55

概述55

第一节 稀硝酸的制造55

一、硝酸和氮氧化物的性质55

1．硝酸的物理性质55

2．硝酸的化学性质56

3．氮氧化物的性质56

1．氨的接触氧化反应57

二、氨接触氧化的理论基础57

2．氨接触氧化的催化剂58

3．氨接触氧化的机理61

4．氨接触氧化工艺条件的选择61

5．工艺流程和主要设备65

6．操作要点68

三、一氧化氮的氧化71

1．一氧化氮氧化反应的化学平衡71

2．一氧化氮氧化反应的速度及影响因素72

3．工艺条件及设备流程概述74

四、氮氧化物的吸收74

1．吸收反应的化学平衡75

3．吸收工艺条件的选择78

一、纯碱的物理化学性质 278

2．吸收过程的机理78

4．工艺流程和主要设备80

5．吸收操作要点84

五、稀硝酸生产流程综述84

1．常压法生产稀硝酸的工艺流程85

2．加压法生产稀硝酸的工艺流程86

3．综合法生产稀硝酸的工艺流程86

4．常压、加压及综合法的比较88

六、氮氧化物尾气处理88

1．湿法吸收89

3．催化还原法90

2．用固体物质吸收或吸附90

一、从稀硝酸浓缩制造浓硝酸91

1．概述91

第二节 浓硝酸的制造91

2．硝酸镁法生产浓硝酸92

二、由氨直接合成浓硝酸94

1．概述94

2．液态四氧化二氮的制备94

3．由液态四氧化二氮合成浓硝酸97

4．工艺流程和设备99

5．主要操作要点100

复习思考题102

一、化学肥料的分类与品种103

第二篇 化学肥料103

化学肥料概述103

第一节 化学肥料概况103

二、化肥工业的现状及发展105

第二节 化肥生产中的相图简介105

一、三元水盐体系相图105

1．水盐体系相律105

2．三元体系恒温相图的表示法106

3．简单三元水盐体系相图108

4．生成水合物和复盐的三元体系相图113

5．CaO-P2O5-H2O三元体系恒温相图115

6．NH3-CO2-H2O三元体系恒温相图116

二、四元水盐体系相图120

1．物理性质122

2．化学性质122

第一节概述122

一、尿素的性质122

第一章尿素生产工艺122

二、尿素的用途与规格123

三、尿素的生产方法简介124

1．不循环法和半循环法124

2．全循环法124

四、尿素生产对原料的要求126

第二节 尿素的合成126

一、合成尿素的反应机理126

二、氨基甲酸铵的性质127

3．甲铵的溶解性127

1．甲铵的离解压力127

2．甲铵的熔化温度127

三、氨基甲酸铵的生成128

1．生成甲铵的化学平衡129

四、尿素的合成130

1．合成反应的化学平衡130

2．甲铵的生成速度130

2．合成尿素的反应速度135

五、尿素合成工艺条件的选择136

1．温度的选择136

2．氨碳比（NH3/CO2）的选择137

3．水碳比（H2O/CO2）的选择137

5．物料停留时间的选择138

4操作压力的选择138

1．水溶液全循环法流程139

2．全循环二氧化碳气提法流程139

六、尿素合成工艺流程139

七、尿素合成的主要设备140

1．二氧化碳气体压缩机140

2．尿素合成塔141

八、尿素合成塔状态分析及操作要点143

1．合成塔正常生产时的状态143

2．合成塔操作要点144

第三节 未反应物的分离与回收148

1．减压加热分离未反应物149

一、减压加热法149

2．未反应物的回收154

3．循环工艺流程163

4．中压吸收塔及其操作要点165

二、二氧化碳气提分离法166

1．二氧化碳气提分离法原理166

2．NH3-CO2-CO(NH2)2·H2O似三元体系的气液平衡168

3．气提过程及工艺条件的选择169

4．甲铵冷凝过程的相图分析172

5．二氧化碳气提、循环、回收过程的工艺流程173

6．二氧化碳气提法优点概述175

7．主要设备及操作要点176

1．CO(NH2)2-H2O体系相图分析178

一、尿素溶液的蒸发178

第四节 尿素溶液的蒸发与造粒178

2．蒸发工艺条件的选择180

二、尿素的造粒180

三、蒸发造粒工艺流程181

四、尿素蒸发与造粒操作要点182

第五节 尿素生产中的副反应及其防止182

一、缩二脲的生成183

1．影响缩二脲生成的因素183

2．减少缩二脲生成的措施184

第六节 合成尿素生产综述185

一、尿素生产流程概述185

1．影响尿素水解的因素185

2．工业生产中防止尿素水解的措施185

二、尿素的水解185

3．缩二脲的回收利用185

1．三井全循环改良C法187

2．溶液金循环法其它工艺流程188

3．我国对溶液全循环法的改进188

4．其它方法189

二、尿素生产中腐蚀及耐腐蚀材料189

三、尿素生产的发展动向190

1．提高尿素合成转化率190

2．充分利用尿素生产中的能量190

2．尿素生产防爆问题192

四、尿素生产安全技术知识192

3．尿素质量的改进192

1．生产物料的安全特性192

3．必要的安全保护装置193

4．各工序安全操作要点194

复习思考题194

1．一般性质196

2．特殊性质196

第二章硝酸铵的生产196

第一节 硝酸铵的物理化学性质196

一、硝酸铵的性质196

二、硝酸铵的用途199

第二节 氨与硝酸中和制造硝酸铵199

一、氨与硝酸的中和199

1．中和反应及工艺条件选择199

2．中和反应器201

3．中和操作要点202

二、硝酸铵稀溶液的蒸发及工艺条件选择202

三、硝酸铵的结晶和干燥203

1．常压中和三段蒸发造粒法204

第三节 硝酸铵生产工艺流程204

一、常压中和造粒法204

2．常压中和一段蒸发造粒法205

3．常压中和二段真空蒸发结晶法205

二、加压中和无蒸发法制取硝酸铵207

复习思考题207

第三章碳酸氢铵的生产208

第一节 碳酸氢铵的性质和用途208

一、碳酸氢铵的性质208

二、碳酸氢铵的用途209

第二节 生产碳酸氢铵工艺流程简述209

第三节 氨水碳化过程原理211

一、碳化过程机理211

1．吸氨过程211

2．碳化过程211

二、溶液和气体浓度的表示方法和计算212

1．碳化氨水溶液中氨和二氧化碳含量的表示方法212

3．碳化度的定义和计算213

2．气体中氨含量的表示方法213

4．氨转化率214

三、影响氨水吸收二氧化碳速度的因素215

1．氨浓度的影响215

2．温度的影响216

3．空塔气速的影响217

4．二氧化碳分压的影响217

四、结晶过程原理217

1．结晶过程的原理217

2．影响结晶大小的因素218

五、碳酸氢铵质量的改进218

1．添加剂简介219

2．阴离子表面活性剂的使用方法219

3．强化碳化过程的效果219

4．存在问题220

第四节碳化和氨回收220

一、碳化工序操作条件的选择220

1．操作压力220

2．氨水组成221

3．溶液温度221

4．气体组成222

5．回收清洗塔的操作条件222

二、主要设备222

1．碳化塔222

2．回收清洗塔223

三、碳化操作要点224

1．主塔操作224

2．预碳化塔的操作225

3．调塔操作225

4．碳化两并一串操作226

5．回收清洗塔的操作227

四、氨平衡与水平衡的计算227

1．氨平衡227

2．水平衡228

第五节 浓氨水的制备228

一、浓氨水制备的原理228

二、喷射器吸氨229

三、高位吸氨简介230

2．高位吸氨工艺流程230

1．高位吸氨器的结构及工作原理230

第六节 悬浮液的分离231

复习思考题231

第四章磷肥的生产232

第一节 概述232

一、磷肥的作用232

二、磷肥的分类232

三、生产磷肥的主要原料232

一、湿法磷酸生产的理论基础233

1．制造湿法磷酸的化学反应233

第二节 湿法磷酸233

2．磷块岩233

1．磷灰石233

2 硫酸钙的晶型和生产方法简介234

二、二水物法制湿法磷酸234

1．工艺流程234

2．二水法湿法磷酸工艺条件的选择235

3．主要设备236

4．主要经济指标计算238

5．耐腐蚀材料238

三、湿法磷酸的浓缩239

第三节 酸法磷肥240

一、普通过磷酸钙的生产240

1．过磷酸钙的性质、产品指标和肥效240

2．普钙生产对磷矿质量的要求240

3．过磷酸钙生产原理241

4．硫酸分解磷矿的影响因素和工艺条件的选择243

5．工艺流程和主要设备245

二、重过磷酸钙的生产248

6．主要技术经济指标的计算248

第四节 热法磷酸和热法磷肥250

一、热法磷酸250

1．黄磷的生产250

2．热法磷酸251

二、热法磷肥252

1．钙镁磷肥252

2．脱氟磷肥256

3．烧结钙钠磷肥257

4．偏磷酸钙257

5．钢渣磷肥257

第五节 磷肥生产中氟的回收利用257

一、氟的危害性257

二、过磷酸钙生产中氟的回收258

1．氟硅酸钠的生产258

2．氟化钠的生产259

3．冰晶石和氟化铝的生产260

三、钙镁磷肥生产中氟的吸收和处理261

复习思考题262

第五章钾肥的生产263

第一节 氯化钾的生产263

一、由钾石盐制取氯化钾263

1．溶解结晶法原理263

2．工艺流程265

二、用光卤石制取氯化钾265

1．生产过程原理265

2．工艺流程265

一、还原热解法268

第二节 从明矾石提制硫酸钾268

1．从富钾盐湖卤水中提取氯化钾268

三、从富钾盐湖卤水和苦卤中提取氯化钾268

2．从苦卤中提取氯化钾268

二、氨碱法269

复习思考题269

第六章复合肥料及液体肥料简述270

第一节磷酸铵270

一、磷酸铵的性质270

二、生产磷酸铵的基本化学反应271

三、转鼓氨化流程及主要设备271

第二节硝酸磷肥272

一、硝酸分解磷矿的基本原理272

3．分解时间与粒度273

三、硝酸磷肥的生产方法273

1．硝酸用量及浓度273

二、工艺条件的选择273

2．温度273

1．碳化法274

2．混酸法274

3．硫酸盐法274

4．冷冻法275

2．液体硫磷酸铵肥料276

3．液体硝酸磷肥276

二、液体复合肥料276

1．液体磷酸铵276

一、液体氮肥276

第三节 液体肥料276

复习思考题277

第三篇纯碱与烧碱278

第一章概述278

第一节 纯碱和烧碱的性质278

2．氨碱法生产纯碱279

1．路布兰法生产纯碱279

3．联合法制纯碱和氯化铵279

第二节 制碱生产方法简介279

一、纯碱的生产方法279

二、烧碱的物理化学性质279

二、烧碱的生产方法280

第三节 国内外制碱工业概况280

一、纯碱工业概况280

二、烧碱工业概况281

第二章氨碱法生产纯碱282

第一节 氨碱法生产程序282

第二节 石灰石的煅烧与石灰乳的制备283

一、石灰石煅烧的原理283

二、石灰窑及其操作284

三、石灰乳的制备285

第三节 盐水的制备286

一、饱和食盐水的制备286

1．石灰－氨－二氧化碳法287

二、盐水的精制287

2石灰－纯碱法288

第四节 精盐水的氨化289

一、盐水氨化的理论基础289

1．氨化反应及化学平衡289

2．原盐和氨溶解度的相互影响289

3．吸氨过程的热效应289

二、氨化工艺流程和工艺条件的选择290

1．工艺流程290

2．工艺条件的选择291

第五节 氨盐水的碳酸化291

一、碳酸化过程的基本原理291

1．碳酸化过程的反应机理291

2．氨盐水碳化过程相图分析292

二、氨盐水碳酸化过程的工艺条件分析294

1．碳化度及其对钠利用率的影响294

2．原始氨盐水溶液的理论适宜组成295

3．影响碳酸氢钠结晶的因素296

三、氨盐水碳酸化流程与碳化塔297

1．氨盐水碳酸化流程297

2．碳化塔298

3．碳化塔操作要点298

第六节重碱的过滤300

一、真空过滤和真空过滤机300

二、真空过滤的流程及控制要点302

第七节重碱的煅烧303

一、重碱煅烧的基本原理303

二、重碱煅烧设备简介305

1．内热式蒸汽煅烧炉305

2．沸腾煅烧炉307

三、重碱煅烧工艺流程及操作要点307

1．工艺流程307

第八节 氨的回收308

2 蒸汽回转煅烧炉的操作要点308

一、蒸氨的原理309

二、蒸氨工艺条件的选择309

三、蒸氨工艺流程及其操作310

四、淡液蒸馏312

第九节 氨碱法生产纯碱小结及总流程312

一、氨碱法生产纯碱小结312

二、氨碱法生产纯碱总流程312

第三章联合法生产纯碱和氯化铵314

第一节概述314

一、联合制碱法简介314

二、联合制碱法工艺流程314

三、联合制碱法相图分析316

2．α值318

1．β值318

三、母液浓度的选择318

二、温度的选择318

第二节 制碱与制铵过程的工艺条件选择318

一、压力的选择318

3．γ值319

第三节 氯化铵的结晶319

一、氯化铵结晶的原理319

1．过饱和度319

2．结晶的介稳区和影响结晶粒度的因素320

3．冷析结晶原理321

4．盐析结晶原理322

二、氯化铵结晶的工艺流程323

三、氯化铵结晶器及操作要点324

1．结晶器324

2．操作要点325

第四节 洗涤法精制原盐326

一、洗涤法精制原盐的原理326

四、氯化铵的干燥326

二、精制流程及设备327

1．工艺流程327

2．螺旋洗盐机328

第五节 母液喷射吸氨328

一、工艺流程328

二、喷射吸氨器简介329

复习思考题（1～3章）330

一、法拉第定律和电流效率331

第四章电解法制烧碱331

第一节 电解食盐水溶液的理论基础331

二、电解时的电压和电压效率332

1．理论分解电压332

2．超电压333

3．槽电压和电压效率334

三、电能效率335

一、电极反应与副反应336

第二节 隔膜法电解336

二、电极及隔膜材料337

1．阳极材料337

2．阴极材料338

3．隔膜材料338

三、隔膜电解槽的构造339

四、隔膜电解法工艺流程341

1．盐水的制备和精制341

2．电解342

3．氢气的处理和输送343

4．氯气的处理和输送343

5．电解碱液的蒸发344

6．固碱的制造345

1．电解室反应及副反应347

一、汞阴极法电极反应及副反应347

第三节汞阴极法电解347

五、隔膜法电解工序操作注意事项347

2．解汞室反应及副反应348

二、汞阴极电解槽的构造349

三、汞阴极法的工艺流程350

四、汞阴极法电解工序操作注意事项351

五、汞阴极法和隔膜法比较与展望351

第四节 液氯的制造和合成盐酸352

一、液氯的制造352

二、合成盐酸和氯化氢气353

1．氯化氢气的合成353

2．用水吸收氯化氢制盐酸354

3．无水氯化氢气的生产355

复习思考题356

主要参考文献356

附录书中使用单位与法定单位换算关系357