Nguyên liệu có tên là pirit sắt chuyên dụng để điều chế axit sunfuric có công thức là

Với nhiều ứng dụng có lợi trong sản xuất, xử lý nước thải và phòng thí nghiệm thì axit sunfuric là chất không còn xa lạ gì với chúng ta nữa. Nhưng liệu bạn đã hiểu rõ về quy trình, công nghệ và những cái tiến trong sản xuất axit sunfuric chưa? Tham khảo thông tin nghiên cứu chi tiết qua bài viết dưới đây cùng Gia Hoàng nhé!

Công nghệ sản xuất axit sunfuric

Công nghệ sản xuất axit sunfuric có ba công nghệ là công nghệ tiếp xúc, công nghệ NOx và công nghệ CaSO4. Tất cả ba công nghệ này đều có nguyên lý chung là thu SO2 từ các nguyên liệu đầu vào khác nhau như lưu huỳnh, pyrit, chalkopyrit, sphalerit, galenit, CaSO4, các loại khí rửa, khí thải chứa lưu huỳnh oxit,... Công nghệ sản xuất axit sunfuric đều hoạt động dưới quy luật thu SO2 từ một số nguyên liệu khác nhau: CaSO4, khí thải có lưu huỳnh oxit, lưu huỳnh,...Sau đó khi sử dụng các thiết bị tiếp xúc có sử dụng thêm chất xúc tác thì SO2 oxi hóa thành SO3. Cuối cùng thì qua quá trình hấp thụ trong axit loãng SO3 sẽ thành H2SO4. Ngày nay công nghệ sản xuất này bao gồm có công nghệ tiếp xúc, công nghệ NOx và công nghệ CaSO4.

Axit sunfuric được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hiện nay

Công nghệ tiếp xúc hiện nay là công nghệ sản xuất axit sunfuric hiện đại nhất được sử dụng trên thế giới để sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp. Theo công nghệ sản xuất H2SO4 này thì ta có 2 loại dây chuyền sau:

• Tiếp xúc đơn [dây chuyền tiếp xúc và hấp thụ 1 lần]: Dây chuyền này được áp dụng rất phổ biến vào trước những năm 1970. Hiệu suất chuyển hóa SO2 thành SO3 đạt 98%. Khi đó lượng SO2 không chuyển hóa bị thải vào khí quyển sẽ gây ô nhiễm môi trường. Dây chuyền tiếp xúc đơn hay còn gọi là dây chuyền tiếp xúc và hấp thụ một lần. Đây là dây chuyền đã từng được sử dụng rất rộng rãi vào trước những năm 1970. Hiệu suất của quy trình đạt đến 98% trong việc chuyển hóa SO2 thành SO3. Tuy nhiên phần SO2 còn lại không chuyển hóa sẽ gây ô nhiễm môi trường vì nó bị thải vào bầu khí quyển.

• Tiếp xúc kép [dây chuyền tiếp xúc và hấp thụ 2 lần]: Do những quy định nghiêm ngặt về bảo vệ môi trường mà từ sau 1970 dây chuyền tiếp xúc đơn đã dần bị loại bỏ. Thay vào đó là dây chuyền sản xuất kép giúp hiệu suất chuyển hóa SO2 lên tới 99,9%. Dây chuyền tiếp xúc kéo hay còn còn là dây chuyền tiếp xúc và hấp thụ hai lần. Dây chuyền này đã khắc phục được yếu điểm của dây chuyển tiếp xúc đơn. Lượng chuyển hóa của SO2 khi ứng dụng dây chuyền này lên đến 99,9%. Dây chuyền này đảm bảo lượng khí thải SO2 trong không khí nằm trong giới hạn cho phép là 500 mg/m3. Một số quy trình sản xuất axit sunfuric sử dụng công nghệ tiếp xúc kép điển hình như MONSANTO, NORAM - CECEBE...

Tham khảo thêm: AXIT SUNFURIC LÀ GÌ? TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG CỦA AXIT SUNFURIC

Xem thêm sản phẩm:  Acid sulfuric 98% 38kg/can

Các công đoạn sản xuất axit sunfuric

Công đoạn sản xuất axit sunfuric

Công đoạn sản xuất axit sunfuric trải qua nhiều bước và các phản ứng hóa học khác nhau. Tổng hợp lại cả quy trình ta có thể trình bày các công đoạn sản xuất axit sunfuric như sau:

Công đoạn đầu tiên là điều chế SO2: Thực hiện đốt pirit trong các lò dùng để chế tạo ra khí SO2. Kết quả khi đốt sẽ có khí SO2, O2 và một số tạp chất khác. Khi đó hỗn hợp khí SO2 sẽ thu được ở đỉnh lò đốt. Để loại bỏ đi các tạp chất và O2 ta tiến hành tinh chế hỗn hợp thu được để thu về SO2. Tinh chế bằng cách tách tạp các chất ra khỏi hỗn hợp bằng các hệ thống chuyên dùng như tách bụi xyclon, tách asen, tách “mù” H2SO4, tách hơi nước,...

Công đoạn thứ 2 sẽ tiến hành oxi hóa SO2 thành SO3 bằng chất xúc tác rắn [V2O5]. Mức độ chuyển hóa SO2 thành SO3 còn phụ thuộc và thời gian tiếp xúc và nhiệt độ. Khi đó nếu thời gian tiếp xúc của các chất tham gia và chất xúc tác tăng thì tốc độ chuyển hóa cũng tăng.

Công đoạn cuối cùng là hấp thụ SO3 tạo ra axit sunfuric. Lúc này SO3 sẽ được xử lý với nước bằng cách cho phản ứng với H2O tạo thành H2SO4.

Một số cải tiến công nghệ trong sản xuất H2SO4

Với những yêu cầu về sản xuất và yếu tố môi trường ngày càng cao. Đòi hỏi trong công nghệ sản xuất H2SO4 phải có những cải tiến nhằm giải quyết những yêu cầu đó và các vấn đề như:

Vấn đề thu hồi nhiệt thải

Trong quy trình sản xuất H2SO4 theo phương pháp đốt lưu huỳnh ta có tới 98% năng lượng hóa học tự có của các chất tham gia phản ứng được đưa vào. Khi tiến hành đốt Lưu huỳnh khi sản xuất H2SO4 ta có tới 98% lượng hóa học của các chất được đưa vào tham gia phản ứng. Phần nhiệt còn lại sẽ được đưa vào dưới dạng nén qua hệ thống quạt. Với quy trình sản xuất thông thường thì khoảng 57,5% tổng năng lượng được thu hồi dưới dạng hơi cao áp, 3% mất đi cùng khí đuôi qua ống khói, 0,5% mất đi dưới dạng nhiệt lượng, 39% mất đi ở dạng nhiệt thải. Khi ứng dụng trong những quy trình sản xuất thông thường thì phần tổng năng lượng thu hồi được dưới dạng hơi cao áp là 57,5%. Ta có  thêm 3% mất đi quá ống khói cùng khí và 0,5% mất đi dưới dạng nhiệt. Khi đó ta sẽ có tổng 39% còn lại tồn tại ở dạng nhiệt thải.

Ứng dụng hệ thống xử lý khí thải lò hơi trong sản xuất axit sunfuric

Thách thức ở đây trong cải tiến công nghệ sản xuất axit sunfuric là thu hồi và sử dụng phần 39% năng lượng ở dạng nhiệt thải. Và hiện nay phần nhiệt thải này được thu hồi ứng dụng vào việc sản xuất nước nóng cho:

• Sản xuất nước nóng cho hệ thống cung cấp nước nóng sinh hoạt ở các địa phương. Các hệ thống cung cấp nước nóng sinh hoạt tại các địa phương.

• Sản xuất nước nóng trong việc quy trình dùng để cô đặc H2SO4 trong nhà mát Ứng dụng trong quy trình cô đặc H2SO4 trong các nhà máy.

• Sản xuất nước nóng để cung cấp cho các cơ sở sản xuất. Các cơ sở sản xuất.

Cải tiến công đoạn hấp thụ và làm lạnh Công đoạn hấp thụ và làm lạnh được tối ưu

Cải tiến các công đoạn hấp thụ và làm lạnh sẽ giúp sử dụng được axit nhiệt độ cao mà không làm giảm hiệu suất hấp thụ của nó. Bởi vì khi nhiệt độ càng tăng, trong các tháp hấp thụ thông thường cũng sẽ đạt đến giới hạn hoạt động của chúng làm giảm hiệu suất hấp thị khi hoạt động. Hiện nay, các nhà máy áp dụng tháp hấp thụ venturi cho phép đồng thời nâng cao hiệu quả hấp thụ và làm lạnh. Khi cả 2 công đoạn hấp thụ và làm lạnh đều được tối ưu thì sẽ giúp axit được sử dụng ở nhiệt độ cao nhưng vẫn đảm bảo không làm giảm hiệu suất hấp thụ. Bởi vì các tháp hấp thụ thông thường nếu chưa cải tiến 2 công đoạn này sẽ đạt đến giới hạn hoạt động khi nhiệt độ tăng quá cao và liên tục. Điều này sẽ làm giảm hiệu suất hấp thụ của cả quy trình khi hoạt động. Khi áp dụng cải tiến công nghệ mới trong cả hấp thụ và làm lạnh mang lại rất nhiều lợi ích. Khi đó công suất điện được tạo ra sẽ lớn hơn mà không phát tán khí [CO2] gây hiệu ứng nhà kính góp phần đáng kể trong việc bảo vệ môi trường.

Cải tiến các hệ thống an toàn

Vấn đề an toàn trong sản xuất axit sunfuric luôn được các doanh nghiệp đặt lên hàng đầu. Hệ thống vận hành đòi hỏi độ an toàn ngày càng cao. Do đó các nhà máy mới ngày nay một số hệ thống an toàn được cải tiến như: Một số hệ thống an toàn được cải tiến được sử dụng trong các nhà máy mới hiện nay như:

• Hệ thống đo liên tục tốc độ ăn mòn Hệ thống đo tốc độ ăn mòn liên tục.

• Hệ thống quan sát rò rỉ, còi và đèn báo tín hiệu Hệ thống có còi và đèn báo tín hiệu khi phát hiện có rò rỉ.

• Hệ thống đo độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt, độ pH kết hợp hệ thống khóa liên động tương ứng. Hệ thống khóa liên động

• Hệ thống đo độ dẫn điện.

• Hệ thống đo độ dẫn nhiệt

• Hệ thống đo độ pH

Tham khảo thêm: 5+ ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN CỦA AXIT SUNFURIC TRONG ĐỜI SỐNG

Hy vọng qua bài viết trên đã mang được đến cho bạn nhiều thông tin tham khảo bổ ích liên quan đến sản xuất axit sunfuric. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào bạn có thể liên hệ để được đội ngũ Công ty TNHH TM DV XNK Gia Hoàng - Ghgroup.com.vn giải đáp tốt nhất nhé!

Axit sulfuric là gì? Axít sulfuric có cấu tạo phân tử ra sao, nó tồn tại ở những dạng nào, tính chất lý hóa ra sao và cách điều chế như thế nào? Và  Axit sulfuric có những ứng dụng nào? Bạn có cần lưu ý gì khi sử dụng sản phẩm không hay những biện pháp bảo quản và phòng ngừa để sử dụng an toàn hơn hóa chất này. Hôm nay, công ty Trung Sơn sẽ thông tin đến bạn những kiến thức trên. 

Axít sulfuric là hóa chất hàng đầu, được mệnh danh là “king of chemicals” được dùng trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất với vai trò là nguyên liệu chính hoặc chất xúc tác. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4. H2SO4 dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo, sơn màu,….

Vì sao nó lại được mệnh danh như vậy, hãy cùng Trung Sơn tìm hiểu ngay sau đây nhé!

AXIT SULFURIC LÀ GÌ? CẤU TẠO PHÂN TỬ CỦA H2SO4

Axit Sulfuric là gì?

Axit Sulfuric có tên gọi bắt nguồn từ tiếng Pháp là acide sulfurique

Axit sunfuric – H2SO4, là một chất lỏng sánh như dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước [H2SO4 98% có D = 1,84 g/cm3]. Nó là một axit vô cơ mạnh và khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước theo bất kỳ tỷ lệ nào.

Đặc biệt, hoàn toàn không tìm thấy H2SO4 tinh khiết trên Trái Đất, do áp lực rất lớn giữa axít sulfuric và nước. Ngoài ra, axít sulfuric là thành phần của mưa axít, được tạo thành từ điôxít lưu huỳnh trong nước bị ôxi hoá, hay là axít sulfuric bị ôxi hoá.

Công thức phân tử: H2SO4

Cấu tạo của phân tử H2SO4

CÁC DẠNG CỦA AXIT SULFURIC

Axit sunfuric được sử dụng với những mục đích khác nhau vì vậy sẽ tồn tại ở các dạng khác nhau có thể kể đến như là:

• • Axit sunfuric loãng dùng trong phòng thí nghiệm thường chỉ có 10%
  • Dùng cho ắc quy khoảng 33,5%
  • Hàm lượng 62,18% là axit được dùng để sản xuất phân bón
  • 77,67% được dùng trong tháp sản xuất hay axit glover
  • 98% là axit đậm đặc

CÁC TÍNH CHẤT CỦA H2SO4

Tính chất vật lý

• Axit sunfuric là chất lỏng, hơi nhớt và nặng hơn nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước
• Axit sunfuric đặc thường hút mạnh nước và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vì H2SO4 có thể gây bỏng.
• Axit sunfuric còn có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.

Tính chất hóa học

Đối với H2SO4 lỏng

– Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

– Axit sunfuric H2SO4 làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.

– Tác dụng với kim loại đứng trước H [trừ Pb] tạo thành muối sunfat:

                   Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

– Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối mới [trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị] và nước

                   FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

– Axit sunfuric tác dụng với bazơ tạo thành muối mới và nước

                   H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O

                   H2SO4­ + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

– H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới [trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị] và axit mới

                  Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2

                   H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2

Đối với H2SO4 đặc

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

– Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

                       Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

– Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim và nước, giải phóng khí SO2

                      C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 [nhiệt độ]

                       2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O

– Tác dụng với các chất khử khác:

                       2FeO + 4H2SO4 → Fe2[SO4]3 + SO2 + 4H2O

– H2SO4 còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau:

                      C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O

Tham khảo bài viết khác: [FeSo4] Sắt sunfat là gì? Tính chất, Ứng dụng, lưu ý khi dùng & bảo quản

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ H2SO4 

FeS2 hoặc S → SO2 → SO3 → H2SO4

– Đốt cháy quặng firit sắt:

• • 4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3

– Oxi hóa SO2 bằng oxi trong điều kiện 400 – 500 độ C, xúc tác V2O5]:

– Axit sunfuric đặc hấp thụ SO3 tạo thành oleum có công thức tổng quát là H2SO4.nSO3:

• • nSO3 + H2SO4 → H2SO4 .nSO3  

– Pha loãng oleum thành axit sunfuric bằng lượng nước thích hợp:

• •   H2SO4 .nSO3  + [n+1] H2O→ [n+1]H2SO4

ỨNG DỤNG CỦA H2SO4

Trong sản xuất công nghiệp

Mỗi năm có khoảng 160 triệu tấn H2SO4, trong đó nổi bật khi được sử dụng trong các ngành sản xuất luyện kim 2%, phẩm nhuộm 2%, chất dẻo 5%, chất tẩy rửa 14%, giấy, sợi 8%…

• Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất kim loại như sản xuất đồng, kẽm và dùng trong làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ.
• Ngoài ra, axit sunfuric còn được sử dụng để sản xuất nhôm sunfat [ví dụ như phèn làm giấy]. Sản xuất các loại muối sunfat, tẩy rửa kim loại trước khi mạ, chế tạo thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm, sản xuất dược phẩm.
• Hỗn hợp axit với nước được dùng để làm chất điện giải trong hàng loạt các dạng ắc quy, axit chì…

Trong phòng thí nghiệm

Điều chế các axít khác yếu hơn: HNO3, HCL

Trong xử lý nước thải

Sản xuất nhôm hidroxit là chất được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để lọc các tạp chất, cũng như cải thiện mùi vị của nước, trung hòa pH trong nước, và sử dụng để loại bỏ các ion Mg2+, Ca2+ có trong nước thải.

Trong sản xuất phân bón

Axít sulfuric [60% sản lượng toàn thế giới] chủ yếu được sử dụng là trong sản xuất axít phốtphoric, là chất được sử dụng để sản xuất các loại phân photphate, canxi dihydrogen photphat, amoni photphate, và cũng dùng để sản xuất Amoni sunfat.

Ứng dụng khác của Axit sunfuric

Sản xuất nhôm sulfat, được biết đến như là phèn làm giấy. Nó có thể phản ứng với một lượng nhỏ xà phòng trên các sợi bột giấy nhão để tạo ra cacboxylat nhôm dạng giêlatin, nó giúp làm đông lại các sợi bột giấy thành bề mặt cứng của giấy.

Tham khảo thêm bài viết: Acid Citric – C6H8O7 là gì? Tính chất lý hóa, Cách điều chế & Ứng dụng

NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG AXIT SULFURIC

Bạn cần biết được những nguy hiểm tiềm ẩn đối với dung dịch Axit này để có thể sử dụng nó một cách cách an toàn nhất.

• • Axit Sunfuric H2SO4  rất nguy hiểm, bắn vào da có thể gây bỏng nặng, bắn vào mắt có thể bị mù, các vật liệu bằng giấy, vải sẽ bị cháy nếu tiếp xúc với H2SO4
  • Khi đun nóng Axit Sunfuric sẽ xuất hiện khí SO2 và SO3. Đây là những loại khí rất độc hại.
  • Khi cần pha loãng Axit Sunfuric H2SO4 tuyệt đối không được cho nước vào axit trước mà Luôn luôn phải cho từ từ H2SO4 vào nước.
  • H2SO4 đặc hấp thụ cực kỳ mãnh liệt hơi ẩm vì thế là một chất làm khô tốt , áp suất hơi nước trên H2SO4 là 0,003mmHg.
  • Ở nhiệt độ 30 – 40 độ C, bắt đầu bốc khói và khi đun tiếp sẽ tạo ra hơi SO3. Bắt đầu sôi ở 290 độ C  và nhiệt độ sẽ tăng nhanh cho tới khi ngừng giải phóng SO3. Hydrat còn lại chứa 98.3% H2SO4 và Sôi ở 338 độ C.
  • Khi làm lạnh sẽ chuyển thành dạng rắn, những tinh thể Axit Sunfuric H2SO4 nóng chảy ở 10,49 độ C. Tuy nhiên, axit lỏng dễ có thể chậm đông không hoá rắn ở dưới 0 độ C.

BIỆN PHÁP BẢO QUẢN VÀ PHÒNG NGỪA

Đối với bảo quản

• • Lưu trữ Axit Sunfuric bằng bồn nhựa, phuy nhựa. Không được chứa trong bồn được làm bằng các chất liệu nhôm, thiết, inox và kẽm bởi nó là một chất ăn mòn kim loại rất mạnh. Các bồn sắt lớn chưa H2SO4 đều phải tráng lớp PU . Đậy nắp kín, đặt nơi khô ráo, tránh xa nơi có chưa bazơ hay các chất khử.
  • Tránh để gần các kim loại, kim loại nhẹ, các chất có tính axít để tránh gây cháy nổ như HCl, acid nitric, acid phốtphoric, …  gây nguy hiểm.

Biện pháp phòng ngừa

• • Đây là dạng hoá chất nguy hiểm, tiếp xúc da sẽ gây bỏng cháy nặng, vào mắt gây hỏng mắt vĩnh viễn cho nên phải tránh tiếp xúc trực tiếp, không được uống, hít vào.
  • Khi sử dụng hoặc bơm vào bồn chứa phải mặc quần áo bảo hộ để bảo vệ cơ thể, đeo mặt nạ chuyên dùng để bảo vệ mắt, vận chuyển trên đường phải sử dụng bồn chứa được cấp phép an toàn.
  • Không để axít chảy vào hệ thống thoát nước.
  • Nếu có sự cố rò rỉ phải cách li nơi nguy hiểm, những người không liên quan hoặc không mang bảo hộ thì không được bước vào nơi nguy hiểm.
  • Khi cần thiết thì có thể dùng thanh chắn nhựa hoặc rảnh an toàn để tránh axít tràn ra ngoài.

NƠI MUA AXIT SULFURIC UY TÍN VÀ CHẤT LƯỢNG

Nếu bạn đang muốn tìm mua sản phẩm Axit Sulfuric trên thị trường thì đừng nên bỏ qua Công ty TRUNG SƠN. Chúng tôi là một trong những địa chỉ tin cậy chuyên cung cấp các loại hóa chất công nghiệp, hóa chất tinh khiết uy tín. Bạn sẽ không tìm được nơi nào cung cấp sản phẩm chất lượng và nguồn gốc uy tín giống như công ty của chúng tôi. Ngoài ra bạn còn nhận được sự tư vấn nhiệt tình từ đội ngũ nhân viên lành nghề và vô cùng nhiệt tình. Hãy tìm đến với công ty chúng tôi nếu bạn có nhu cầu.

Hi vọng qua bài viết này, Bạn có thể nhớ lại hoặc biết đươc Axit Sulfuric là gì? Cũng như những vấn đề đi kèm xung quanh nó như tính chất lý hóa, cấu tạo, cách điểu chế và sử dụng, bảo quản hóa chất này. Nếu bạn vẫn còn băn khoăn về loại hóa chất này thì hãy để lại bình luận bên dưới bài viết để được nhân viên của Trung Sơn hỗ trợ.

Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết này.

Tìm hiểu thêm bài viết: Toluen là gì? Tính chất, công dụng, điều chế & những lưu ý khi sử dụng