اسید سولفوریک

اسید سولفوریک در قرن نهم توسط شیمیدان ایرانی به نام زکریای رازی کشف شد. اسید سولفوریک اسید معدنی بسیار قوی می‌باشد. این اسید با هر درصدی در آب حل می‌شود. اسید سولفوریک در گذشته به نام جوهر گوگرد معروف بوده است. واکنش اسید سولفوریک با آب بسیار گرمازا می‌باشد. اضافه کردن آب به اسید سولفوریک غلیظ بسیار خطرناک است. زیرا در اثر حرارت حاصل از واکنش اسید و آب ، آب داغ ممکن است به اطراف پراکنده شود.

اسید سولفوریک خالص(H2SO4)دارای جرم مولکولی 08/98 مایعی بی رنگ و نسبتاً ویسکوز می باشد .

اسید سولفوریک یک اسید قوی است که دارای مقاومت شیمیایی بالایی است . این ماده به نامهای اسید سولفین (Sulphin acid) اسید باتری (battery acid)، و سولفات هیدروژن نیز شناخته می شود . این محصول موارد استفاده وسیعی در فرایندهای شیمیایی به عنوان عامل اسیدی، کاتالیست و عامل دی هیدراسیون دارد.

موارد کاربرد اسید سولفوریک

به علت طیف گسترده مصرف اسید سولفوریک، معمولا حجم مصرف این ماده در یک کشور می تواند به عنوان شاخص معتبری در محاسبه روند اقتصادی یک جامعه تولیدی صنعتی منظور گردد. اسید سولفوریک جزء مواد شیمیایی پراستفاده می‌باشد. این ماده در واکنش‌های شیمیایی و فرآیندهای تولید سایر ترکیبات ، کاربرد فراوانی دارد. عمده‌ترین استفاده آن در کارخانه‌های تولید کود شیمیایی ، استخراج فلزات ، سنتزهای شیمیایی ، تصفیه پساب‌ها و پالایشگاه‌های نفت می‌باشد. اسید سولفوریک در اثر واکنش با اسید نیتریک ، یون نیترونیوم تولید می‌کند که در فرآیند نیترو‌دار کردن ترکیبات استفاده می‌شود. عمده ترین کاربرد اسید سولفوریک در تهیه کود شیمیایی فسفاته می باشد. تولید کودهای شیمیایی ٦٠ درصد بازار مصرف اسید سولفوریک را به خود اختصاص داده است . صنایع معدنی و فلز ی نیز در حدود ٤ درصد بازار مصرف جهانی اسید سولفوریک را به خود اختصاص داده است.

کد آیسیک و تعرفه گمرکی اسید سولفوریک

طبق اطلاعات بدست آمده از سامانه وزارت صنعت و معدن و تجارت کد آیسیسک تولید اسید سولفوریک ٢٤١٢١٦٥١ بوده و همچنین واردات و صادرات این ماده از طریق تعرفه گمرکی 28070000 تحت عنوان اسید سولفوریک انجام می گیرد.

روش های مختلف تولید اسید سولفوریک

به طور کلی می توان گفت که امروزه کلیه کارخانه های جدید که غلظت های بالا و پایدار گاز دی اکسید گوگرد را تولید می کنند، با فرآیند دو جذبی و با استاندارد بالا طراحی و ساخته شده اند .

البته لازم به ذکر است که کارخانه های قدیمی نیز از نقطه نظر بازده تبدیل و استاندارد انرژی اصلاح شده اند .در مجموع می توان گفت که کارخانه هایی که گاز so2 باغلظت ٦ تا ١٢ درصد را تولید می کنند از فرآینددو جذبی بابازده متوسط 6/99 درصد استفاده می کنند. اما در کارخانه هایی که در آن محتوای گاز So2 کم بوده و به علاوه نوسان های زیادی نیز در گاز مشاهده می شود، فرآیندهای دو جذبی غیر ممکن بوده و فرآیند تک جذبی بعنوان بهترین روش شناخته شده مورد استفاده قرار می گیرد. در این مورد و با طراحی بهینه می توان بازده تبدیل ٩٩ درصد را بدست آورد.

تهیة دی اکسید گوگرد(SO2 ) برای تولید اسیدسولفوریک به طرق مختلفی انجام می شود که عبارتند از:

١- استفاده گوگرد عنصری

٢- استفاده از دی اکسید گوگرد حاصل از سولفید فلزات

٣- استفاده از گچ فسفردار

٤- احتراق H2S یا دیگر گازهای شامل گوگرد

٥- بازیافت سولفوریک اسید قابل بازیافت

واحدهایی که از سوزاندن گوگرد برای تولید اسید سولفوریک استفاده می کنند با واکنش های گرمازایی همراه می باشند. در واحدهای قدیمی تولید اسید سولفوریک مقداری از گرمای حاصل بازیافت می شد اما در واحدهای جدید اسید سولفوریک میزان حرارت آزاد شدة بازیافتی بالا رفته در نتیجه در سوخت مصرفی صرفه جویی زیادی شده است. از مزیتهای واحدهای جدید پائین بودن نسبت هوا به گوگرد ورودی و افت فشار پائین در فرایند و در نتیجه پائین بودن توان (اسب بخار) کمپرسور هوای در سیستم است. همچنین افت دمای بیشتر در برخی از قسمتهای سیستم، بازآرایی تجهیزات بکار رفته در سیستم برای بهبود بازیافت حرارتی و اضافه نمودن توربو ژنراتور برای تبدیل بخار فشار قوی به الکتریسیته است. در ادامه توضیحاتی دربارة فرایندهای تولید اسید سولفوریک ارائه شده است.

فرآیند تولید اسید سولفوریک از گوگرد

در حال حاضر مهمترین روش تولید اسید سولفوریک، فرایند اول یعنی تولید از گوگرد عنصری است. دی اکسید گوگرد ممکن است از اکسیداسیون گوگرد خام و یا اکسیداسیون سولفیدهای فلزی گوگرد نظیر سولفید مس، سولفید سرب، سولفید نیکل، سولفیدهای آهن، سولفید روی و یا سولفید مولیبدیم تولید شود. اکسیداسیون سولفید هیدروژن(H2 S) نیز منجر به تولید دی اکسید گوگرد می شود. تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد در فرایند اکسیداسیون کاتالیستی با کاتالیست سزیم و یا پنتا اکسید وانادیم اصلاح یافته انجام می شود. در نهایت از هیدراسیون تری اکسید گوگرد اسید سولفوریک تولید می شود. اصلی ترین روش تولید تجاری اسید سولفوریک به این صورت است که ابتدا دی اکسید گوگرد از گوگرد تهیه می شود. سپس دی اکسید گوگرد در فرایند اکسیداسیون کاتالیستی به تری اکسید گوگرد تبدیل می شود و سپس از واکنش تری اکسید گوگرد با آب اسید سولفوریک غلیظ تولید می شود.

شمای کلی فرایند تولید اسید سولفوریک از این روش در شکل زیر ارائه شده است.

فرآیند تولید اسید سولفوریک از دی اکسید گوگرد حاصل از سولفید های فلزی

دی اکسید گوگرد به عنوان یک محصول فرعی در اکثر فرایندهای تولید مس و برخی دیگر از فلزات محسوب می شود. دی اکسید گوگرد تولید شده با هوا رقیق می شود. اکسیژن و دی اکسید گوگرد وارد راکتور کاتالیستی شده و واکنش اکسیداسیون انجام می گردد. در این راکتور دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد تبدیل می شود. تری اکسید گوگرد بوسیله اسید سولفوریک جذب شده و اسید با غلظت بالا ( ٩٨,٥ درصد وزنی) تشکیل می شود.

موضوعات: اسید سولفوریک,