CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC I . Các tính chất hóa lí: ( 1/99, 2/203 ) Axit sunfuric khan là chất lỏng nhớt và nặng, có khả năng trộn lẫn với nước ở bất kì tỉ lệ nào và khi đó sẽ tỏa ra 1 lượng nhiệt lớn. Axit sunfuric sôi ở 336,5 C, và kết tinh ở -10 C. sạch không màu, Axit sunfuric kĩ thuật có màu sẫm vì có chứa nhiều tạp chất. có hỗn hợp đẳng khí với ở nồng độ 98,3% ( ở nồng độ này thành phần hơi của dung dịch giống như thành phần của dung dịch ) Giảm độ sôi 99% thấy Axit sunfuric đặc rất háo nước, có tính oxy hóa mạnh, đặc biệt là khi đun nóng nhờ khả năng tạo thành các hydrad. thu của các axit khác, của các tinh thể hydrad, của các dẫn xuất hydro cacbon chứa oxy. Khi rơi vào da người axit làm bỏng da. Axit đặc có khả năng hòa tan khí tạo ra oleum ( ). Ở ngoài không khí Oleum bị “bốc khói“ hiện tượng giải hấp thụ II . Ứng dụng: ( 1/100, 2/203 ) • Công nghệ sản xuất phân bón: supephotphat, sunfat amin • Làm sạch bề mặt kim loai trước khi sơn màu, mạ crôm, niken • Được sử dụng để làm sạch các sản phẩm thu được khi chế biến dầu mỏ ( làm sạch xăng dầu, parafin, mỡ bôi trơn ). • Sử dụng rộng rãi trong các nghành tổng hợp hưu cơ chế tạo sunfoaxit, các phẩm nhuộm, thuốc chữa bệnh và một số chất dẽo khác. III . Nguyên liệu: 1 . Lưu huỳnh: • Nguyên liệu tốt nhất đẻ sản xuất axit • Lưu huỳnh thu được khi nấu chảy đá thiên nhiên có chứ lưu huỳnh. • Khi đốt S trong khí ta sẽ thu được khí có nồng độ đặc hơn khi đốt Pirit và ít tạp chất hơn. • Có giá thành cao hơn Priit 20% 2 . Quặng Pirit: Các Sunfua kim loại • Trong Pirit hàm lượng S : 35-50%; Fe : 30-40%, sunfat kim loại nặng ( đồng, chì, áen, flo ) • Pirit sắt nguyên chất 53,44% S và 46,56 Fe; có màu vàng xám. • Để tách các Sunfua kim loại màu người ta đem nghiền quặng rồi phân chia bằng phương pháp truyền nổi. Phân đoạn nổi là sunfua kim loại màu, phân đoạn đuôi là Pirit. Ở nước ta, hàm lượng S trong quặng Pirit 15% không thể sản xuất 3 . Thạch cao: Các loại sunfat: Thạch cao , thạch cao anhydric * Đốt thạch cao và đất sét + than trong lò quay _ Khí thu được chứa dùng cho sản xuất axit _ Xỉ còn lại trộn với các phụ gia để làm xi măng 4 . Các hợp chất phế thải công nghiệp chứa hợp chất của lưu huỳnh: Những phế thải của lò cao luyện gang, thép, lò luyện kim màu chứa khí được sử dụng chế tạo Khí hydro sùnua sinh ra trong các lò cốc, khói của các lò đốt than chứa nhiều lưu huỳnh, các hợp chất lưu huỳnh tách ra từ dầu mỏ cùng là nguồn nguyên liệu đáng kể cho sản xuất axit Các dung dịch thải của kĩ nghệ gia công kim loại. IV . Các phương pháp sản xuất axit Sản xuất axit có những giai đoạn chính sau: • Đốt cháy nguyên liệu chứa S thu • Oxy hóa thành ( giai đoạn chậm nhất ) • hấp thụ nước thành Căn cứ vào cách sử dụng chất xúc tác nào mà đưa ra phương pháp sản xuất axit Phương pháp nitroz các oxyt nitơ Phương pháp tiếp xúc xúc tác rắn : 1 . Sản xuất Dioxyt theo phương pháp tiếp xúc: Sơ đồ khối quá trình sản xuất axit sunfuaric 1 . Sản xuất khí Trong công nghiệp, khí thường được sản xuất từ lưu huỳnh nguyên tố, các khoáng sunfua hoặc hiếm khi đi từ trong khí tự nhiên, thông qua phản ứng đốt cháy với oxy không khí hoặc khử oxy sạch. A / Đốt Pirit: Quá trình đốt Pirit được biểu diễn bằng phương trình tổng quát ( áp suất khí quyển ) Tinh chế khí … Sản xuất khí Chuẩn bị nguyên liệu Oxy hóa Hấp thụ khí Hoàn thành sản phẩm 4 . Pirit là khoáng sunfua được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp sản xuất khí Khoáng Pirit có thể đốt trực tiếp nếu modun S cao ( >30% ); nếu modun S thấp khi đốt phải thêm S nguyên tố đẻ đảm bảo hiệu suất cao. Sự phân ly Pirit ở Hơi lưu huỳnh cháy tạo thành Oxy hóa Sunfua sắt Trên thực tế, dưới 600 C oxy hóa xảy ra sụ tạo thành Sunfat sắt (hợp chất trung gian). Khi nhiệt đọ cao hơn Khi oxy hóa Sunfua sẽ tạo màng mỏng oxyt sắt việc tiếp tục cháy lưu huỳnh sẽ bị hạn chế bởi tốc độ khuếch tán oxy của không khí vào hạt nhân Fé và bởi tốc đọ khuếch tán ngược từ chiều sâu của hạt Pirit quá trình khuếch tán trong ( tốc độ của phản ứng ) * Quá trình oxy hóa xúc tác chia làm các giai đoạn: 1 . Khuếch tán cấu tử phản ứng từ trung tâm động khí đến bề mặt hạt xúc tác; sau đó khuếch tán trong các mao quản của khối tiếp xúc. 2 . Hấp thụ oxy bằng chất xúc tác ( chuyển điện tử từ chất xúc tác đến các nguyên tử oxy ) 3 . Hấp thụ phân tử để tạo thành phức 4 . Chuyển nhóm điện tử để tạo thành phức 5 . Giải hấp phụ ( quá trình nhỏ ) 6 . Khuếch tán các từ các mao quản của khối tiếp xúc và từ bề mặt của các hạt. Có khoảng 5-10 % S trong quặng sẽ chuyển thành khí dưới dạng Khi đốt Pirit, các Sunfua kim loại có thành phần Pirit cũng sẽ bị oxy hóa còn cacbonat sẽ bị phân hủy. Trong thành phần khí ra còn có là tạp chất của quặng, hơi ẩm của Pirit. Xỉ: oxyt sắt, các muối sunfat, oxyt các kim loại khác, thạch cao, alumminosi và FeS không oxy hóa hết. Trong xỉ chứa từ 0.,5 – 2 % S Khi xỉ ra khỏi lò có nhiệt độ cao và độ dư oxy nhỏ (lò tầng sôi ) . mỏ cùng là nguồn nguyên liệu đáng kể cho sản xuất axit Các dung dịch thải của kĩ nghệ gia công kim loại. IV . Các phương pháp sản xuất axit Sản xuất axit có những giai đoạn chính sau: • Đốt. pháp sản xuất axit Phương pháp nitroz các oxyt nitơ Phương pháp tiếp xúc xúc tác rắn : 1 . Sản xuất Dioxyt theo phương pháp tiếp xúc: Sơ đồ khối quá trình sản xuất axit sunfuaric 1 . Sản xuất. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC I . Các tính chất hóa lí: ( 1/99, 2/203 ) Axit sunfuric khan là chất lỏng nhớt và nặng, có khả năng trộn