روش تولید اسید سولفوریک به چه شکل است؟

اسید سولفوریک اسید معدنی بسیار قوی است که مایعی با نقطه جوش بالا و ویسکوز محسوب می شود. در واقع از مواد اولیه پرکاربرد در کارخانجات، به شمار می رود که از جمله آنها میتوان به پالایشگاه های نفت، کارخانه های تولید الکل، کارخانه های تولید کاغذ و… اشاره نمود. لازم به ذکر است که اسید سولفوریک در تولید ترکیبات سولفات دار و در مواردی که به کنترل PH نیاز باشد، مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله سعی داریم که به پرسش روش تولید اسید سولفوریک به چه شکل است؟ پاسخ دهیم. پس همراه ما باشید.

انواع روش های تولید اسید سولفوریک

بیشترین پرسش افراد این مورد می باشد که نحوه کار شرکت های تولید کننده اسید سولفوریک به چه شکل است. به طور کلی فرآیند تولید و تهیه اسید سولفوریک در چهار مرحله ذیل خلاصه می شود که در ادامه محتوا به توضیح هر یک خواهیم پرداخت.
●استخراج گوگرد
●تبدیل گوگرد به دی اکسید گوگرد
●تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد
●تبدیل تری اکسید گوگرد با اسید سولفوریک

مرحله اول: استخراج گوگرد
مهمترین منبع دریافت گوگرد، استخراج آن از گاز طبیعی و روغن می باشد و موادی مانند سولفید آلی و هیدروژن، ترکیبات گوگرد را دارند. همچنین پالایش فلز نیز از دیگر منابع دریافت گوگرد به شمار می رود. بسیاری از سنگ های فلزی وجود دارند که به عنوان سولفید ایجاد شده و برای تشکیل اکسید و دی اکسید گوگرد به کار می روند. مس، نیکل و روی نیز از دیگر فلزات تولید شده از سنگ معدن سولفید هستند‌.

مرحله دوم: تبدیل گوگرد به دی اکسید گوگرد
در صورت ماده اولیه بودن گوگرد، ابتدا باید تبدیل به دی اکسید گوگرد شود. گوگرد مذاب در کوره پاشیده شده و سوزاندن آن در انفجار هوای خشک در حدود ۱۳۰۰ کیلوگرم صورت می گیرد. سپس گوگرد با شعله آبی سوزانده شده و گازهای تولید شده شامل ۱۰ تا ۱۲ درصد دی اکسید گوگرد و ۱۰ درصد اکسیژن می شوند. این گازها بسیار داغ بوده و قابلیت عبور از مبدل های حرارتی را پیدا می کنند. گازها پس از خنک شدن تا حدود ۷۰۰K، به آب لوله های بخار به بخار تبدیل می شوند‌.

مرحله سوم: تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد
در اینکه روش تولید اسید سولفوریک به چه شکل است، بایستی به تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد اشاره کرد. این ماده یک گیاه معمولی دارای یک کشتی استوانه ای می باشد که نقش یک راکتور بستر ثابت با چهار تخت جداگانه از کاتالیزور معروف به مبدل شناخته شده به ۷۰۰ کیلوگرم را دارد. در نتیجه به وسیله آن، دی اکسید گوگرد و هوا قابلیت عبور پیدا می کنند.

مرحله چهارم: تبدیل تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریک
در این مرحله تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریک تبدیل می شود. در مرحله چهارم این موضوع که روش تولید اسید سولفوریک به چه شکل است، اسید تری اکسید گوگرد با آب واکنش می دهد. این واکنش، بدین شکل است:
SO3+ H2O= H2SO4
لازم به ذکر است که آب قابلیت جذب نخواهد داشت. دلیل این امر نیز وجود افزایش درجه بالا و تشکیل غبار اسید سولفوریک است که انجام کار را دشوار می کند‌. در مقابل، اسید سولفوریک با غلظت ۹۸ درصد به کار گرفته می شود که نگهداری آن با افزودن آب و از بین بردن اسید در آن صورت می گیرد.

تولید صنعتی اسید سولفوریک به روش تماسی

پاسخ این پرسش که روش تولید اسید سولفوریک به چه شکل است، تنها در موارد بالا خلاصه نمی شود. بلکه بخش عمده ای از اسید سولفوریک تولیدی در دنیا به روش تماسی تولید می شود که به فرایند تماسی شهرت یافته است. فرآیند تماسی تولید اسید سولفوریک، شامل موارد زیر می شود:
●تهیه و خالص سازی: یکی از مراحل مهم، خالص سازی برای پیشگیری از مسمومیت کاتالیزور است که پس از شستشوی گازها، با آب یا اسید سولفوریک فرآیند خشک کردن آنها انجام می گیرد.
●اکسیداسیون کاتالیکی: در دمای بالای ۴۵۰ درجه سانتی گراد و فشار atm2، کاتالیزور پنتا اکسید وانادیوم واکنش نشان می دهد. سپس با عبور از تبادل گر گرمایی، در اسید سولفوریک غلیظ حل می شود و الئوم را تولید می کند. لازم به ذکر است که امکان انحلال مستقیم در آب وجود ندارد. دلیل این امر نیز گرمازا بودن انحلال در آب و تولید مایع مه به جای اسید سولفوریک است.
●تولید: در این مرحله پس از واکنش دادن الئوم با آب، تولید اسید سولفوریک صورت می گیرد.

سخن پایانی
اسید سولفوریک یک ماده شیمیایی قوی و ضروری در انواع کاربردهای صنعتی است که درک خواص، ملاحظات ایمنی مرتبط با این ماده شیمیایی و کاربردهای آن برای تولیدکننده بسیار مهم می باشد. همانطور که اشاره کردیم، اسید سولفوریک با روش های مختلفی تولید می شود که رایج ترین آن، تولید از طریق فرآیند تماسی است‌. این فرآیند، بسیار انرژی بر بوده و به مدیریت دقیقی برای جلوگیری از آلودگی محیطی نیاز دارد. در این مقاله سعی کردیم به این موضوع که روش تولید اسید سولفوریک به چه شکل است، بپردازیم. امیدواریم که اطلاعات کافی در این زمینه را کسب کرده باشید.

سوالات متداول
1.کاربردهای اسید سولفوریک چیست؟

از اسید سولفوریک در تولید صنایع و مواد بسیاری استفاده می شود. مهمترین کاربرد این ماده در کشاورزی و تولید کودهای سوپر فسفات آهک و سولفات آمونیوم است. همچنین از اسید سولفوریک به طور گسترده در ساخت اسید کلریدریک، اسید نیتریک، نمک های سولفات، مواد شوینده مصنوعی، مواد منفجره، داروها و… استفاده می شود.

2. عوارض اسید سولفوریک چیست؟

اسید سولفوریک میتواند سبب تحریک ریه ها شود. تماس مکرر با این ماده، بروز برونشیت را در پی دارد که سبب سرفه، تنگی نفس و خلط در بیمار می شود. همچنین تماس مداوم با اسید سولفوریک، به ریه ها آسیب برگشت ناپذیری وارد کرده و موجب ورود آسیب به دندان ها و تحریک معده می شود.

3. مواد تشکیل دهنده اسید سولفوریک چیست؟

این ماده در گذشته با نام جوهر گوگرد شناخته می شد و بی بو، بی رنگ و با گرانروی بالا است. اسید سولفوریک متشکل از عناصر گوگرد، هیدروژن و اکسیژن بوده و فرمول شیمیایی آن نیز H2SO4 می باشد.