3.16.4 工業過程

直接先備知識模組: 電解 催化工業

在「化學工業導論」模組中,我們曾經提過工業過程為人們的生活提供各種便利,包括人工合成的藥物、生活中常用的各種塑膠產品以及促進農業生產的肥料等。在本模組,我們會介紹三種比較傳統但十分典型的工業化學生產過程。通過本模組的學習,同學們可以瞭解這三種工業過程的原理和生產流程,也可以瞭解大規模生產的一些注意事項。

內容簡介 學生應學習 學生應能
第一課 氮肥生產

氮元素是植物健康生長所必需的元素,因此氮肥的生產對農業發展具有重要的意義。氨是合成氨肥的主要原料,可以通過氮和氫直接合成—— 哈柏法 。在本課,我們會詳細介紹哈柏法合成氨進而生產肥料的原理和過程,主要包括以下幾個方面:

  • 氮肥的重要性
  • 氮肥的生產過程及條件選擇
  • 氮肥的生產對環境的影響
第一節 氮肥簡介
  • 描述肥料對世界的重要性
第二節 氮肥的生產
  • 描述生產氨的過程所涉及的原料、原理、反應條件、反應步驟及產物
  • 描述將氨轉化為肥料的過程
  • 解釋生產氨所涉及的物理化學原理
第三節 大規模生產的注意事項
  • 解釋工業過程如何在反應速率、產率及經濟上的考慮做出協調
第二課 氯鹼工業

氯鹼工業 是通過電解濃氯化鈉溶液,從而生產出氯氣、氫氣以及氫氧化鈉溶液的工業過程。在本課,我們會介紹三種不同的電解氯化鈉濃溶液的裝置,包括:

  • 汞電解池
  • 隔膜電解池
  • 薄膜電解池
第一節 氯鹼工業的重要性
  • 描述氯鹼工業的重要性
第二節 氯鹼工業的生產裝置
  • 解釋氯鹼工業中流汞電解池過程和薄膜電解池過程所涉及的化學原理
第三課 甲醇生產

甲醇是有機化學工業的基礎原料,與人們的生活息息相關。現階段,利用 甲烷轉化 生產甲醇是一個主要方法。涉及的化學反應式如下:

\[\text{C}{{\text{H}}_{\text{4}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{g} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{OH}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ {{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\]

在本課,我們會簡單介紹甲醇的生產過程以及涉及的技術改造。

第一節 甲醇的重要性
  • 描述甲醇的重要性
第二節 從甲烷生產甲醇
  • 認識將甲烷轉化為甲醇的重要性
  • 描述透過合成氣製備甲醇的過程所涉及的原料、反應條件、反應步驟及產物
第三節 甲醇生產的技術改進
  • 了解在生產甲醇上科技的改進