مقدمه
اسید سولفوریک یکی از ترکیبات بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف است که توسط کارخانجات صنایع شیمیایی، برای ساخت هزاران ترکیب متنوع دیگر تولید می شود. عمده ترین مصرف اسید سولفوریک برای تولید کودهای سولفاته همانند سولفات آمونیوم است. همچنین تولید اسید فسفریک که آن هم بطور مستقیم برای تولید کودهای فسفاته مورد استفاده قرار می گیرد. میزان قابل توجهی از اسیدسولفوریک برای تولید فلزات استفاده می شود. یکی از روش های اصلی تولید اسید سولفوریک بر پایه فرآیند تماس مستقیم است.
روش های تولید
روش اصلی تولید سولفوریک اسید، فرآیند تماس است. در این فرآیند، گوگرد ابتدا به دی‌اکسید گوگرد (SO₂) تبدیل میشود. سپس دی‌اکسید گوگرد در مجاورت کاتالیزور وانادیوم پنتا اکسید (V₂O₅) به تری‌اکسید گوگرد (SO₃) اکسید میشود. در نهایت، تری‌اکسید گوگرد با آب ترکیب شده و سولفوریک اسید تولید میشود.
تولید اسید سولفوریک با فرآیند تماس مستقیم
در فرآیند تولید اسید سولفوریک، ماده اولیه گوگرد با عیار 99% مورد استفاده قرار می گیرد. گوگرد پس از شارژ شدن در داخل حوضچه های بتونی توسط لوله های بخار در دمای 125 درجه سانتیگراد ذوب می شود، پس از آن به داخل کوره احتراق پمپ شده و در آنجا می سوزد و تبدیل به SO2 می شود. این گاز تولید شده به داخل مبدل حرارتی هدایت شده و در مجاورت یک کاتالیزور پنتا اکسید وانادیم تبدیل به گاز SO3 می شود.
در درون برج های جذب، تری اکسید گوگرد SO3 بر روی اسید سولفوریک 98% جذب شده و الئوم تولید می کندکه این الئوم بلافاصله به تانک سیرکوله وارد می شود . علت نام گذاری این تانک به نام تانک سیرکوله این است که اسید سولفوریک در داخل آن و همچنین برج های جذب به طور مداوم در حال چرخش است به عبارتی یک سیکل تولیدی بسته را طی می کند.
با افزودن آب به تانک، الئوم شکسته شده و اسید سولفوریک با غلظتی بالاتر از 98% را تولید می کند و اسید تولید شده توسط لوله های ویژه ای به سمت تانک های ذخیره هدایت می شود. این روند تولید اسید سولفوریک با غلظتهای بالاتر از 98% است.
S + O2 → SO2 + q
SO2 +1/2 O2 → SO3 + q
SO3 +H2O →H2SO4 + q
H2SO4 + SO3→ H2S2O7
در حال حاضر بالغ بر 50 شرکت تولید کننده اسید سولفوریک در ایران وجود دارند که تمامی آنها برای تولیدات خود از روش تماسی استفاده میکنند.
برخی از کاربردها و موارد مورد مصرف سولفوریک اسید
-
کاربرداسیدسولفوریک در کشاورزی
همان طور که در بخش اول مقاله گفتیم عمده کاربرد اسید سولفوریک در صنایع مختلف ، در کشاوزری جهت تولید کودهای شیمیایی فسفاته و از بین بردن شوری خاک میباشد.سولفوریک اسید که نام دیگر این ماده شیمایی ایست که حدود ۶۰ % از مصرف آن درکارخانه های تولید کودهای شیمیایی ،برای تولید سولفات آلومینیوم به همراه آمونیاک مورد استفاده قرار میگیردو همچنین با افزودن این اسید به سنگ فسفات ،کودNSP(سوپرفسفات نرمال) تولید شده و اسید فسفریک از طریق فرایند (Wet Process)مرطوب به کمک اسید سولفوریک به وجود می آید.درصد کمی از این اسید به صورت مسقیم در صنعت کود شیمیایی به شکل کود مایع استفاده میشود.
-
کاربرد سولفوریک اسید در چرم سازی
سولفوریک اسید یا سولفونیک اسید با قدرت هیرولیز قوی، به عنوان حلال چربی و لیپید می باشد. به دلیل دارا بودن این خاصیت و ویژگی به عوان شوینده و زداینده آلاینده ها مورد استفاده قرار میگیرد.در صنعت چرم سازی برای پاک کردن مو و چربی روی پوست از طریق سولفید هیدروژن سدیم موجود دراین اسید کاربرد دارد. بعد از این مرحله ، چرم خاصیت شکنندگی پیدا کرده و باعث ایجاد مشکل در رنگ آمیزی محصولات چرمی میشود. برای رفع این مساله و زیرسازی جهت پوشش و رنگ کاری،اسید سولفوریک ،بی سولفیت سدیم ،و…. د رصنعت چرم سازی به کار میبرند.
-
کاربرداسیدسولفوریک در صنایع فولاد
در صنعت فولاد و آن برای ایجاد محصول جانبی صنعت فولاد ،سولفوریک اسید از طریق بازیافت گاز های حاوی آمونیاک منتهی به تولید سولفات آمونیوم شده،مورد استفاده قرار میگیرد.و در عملیات اکسید های فلزات،جهت چربی زدایی از طریق (picking) به کار می رود.
در این پروژه فرایند تولید اسید سولفوریک به روش مجاورت به کمک نرم افزار اسپن هایسیس شبیه سازی شده است.جهت خرید این پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر از طریق لینک زیر اقدام فرمایید.