Kỹ thuật sản xuất axit sunfuric

Ở Birmingham, John Roebuck bắt đầu sản xuất axít H2SO4 trong các bể chì Peregrine Phillips đã lấy bằng sáng chế cho công nghệ kinh tế hơn để sản xuất SO3 và axít H2SO4 đậm đặc... Xu hư

Kỹ thuật sản xuất axit sunfuric

Ibn Zakariya al-Razi là người đã thu được H2SO4 bằng cách chưng cất khô các loại khoáng chất

Phương pháp này đã được phổ biến đến Châu Âu

nhà hóa học người Đức-Hà Lan Johann Glauber đã điều chế H2SO4 bằng cách đốt S cùng với KNO3, với sự có mặt của hơi nước.

Thế kỉ thứ 8

Ở Birmingham, John Roebuck bắt đầu sản xuất axít H2SO4 trong các bể chì

Peregrine Phillips đã lấy bằng

sáng chế cho công nghệ kinh tế hơn

để sản xuất SO3 và axít H2SO4 đậm đặc

Xu hướng cải tiến công nghệ trong sản

xuất axit H2SO4

Xu hướng

Nâng cao hiệu quả

Sử dụng nguyên liệu

Nâng cao hiệu quả

sử dụng năng lượng

Giảm phát tán khí thải độc hại vào môi trường

Vấn đề thu hồi nhiệt thải

1: % năng lượng được thu hồi ở dạng hơi cao áp

2: % năng lượng mất đi cùng khí đuôi qua ống khói

3: % năng lượng mất đi ở dạng nhiệt lượng của axit thành phẩm

4: % năng lượng mất đi ở dạng nhiệt thải trong hệ thống làm lạnh axit

Trong chu trình sản xuất thông thường

thu hồi và sử dụng một cách thích hợp 39% năng lượng tích lũy ở dạng nhiệt thải

Cải tiến các hệ thống an toàn

Kết hợp lại

Hệ thống đo liên tục tốc độ ăn mòn

Hệ thống quan sát rò rỉ, có còi hoặc đèn báo hiệu

Hệ thống đo độ dẫn điện, dẫn nhiệt,

độ pH của nước nồi hơi, kết hợp với

hệ thống khóa liên động tương ứng

Cải tiến các công đoạn hấp thụ và làm

lạnh

Áp dụng tháp hấp thụ venturi cho phép đồng thời

nâng cao hiệu quả hấp thụ và làm lạnh.

Tính chất H2SO4

Tiêu chuẩn EU

Chất ăn mòn Chất gây độc môi

trường

Tính chất H2SO4

Độ nhớt 26.7 cP (20°C)

Tan vô hạn trong H2O

Tỏa nhiều nhiệt.

H2SO4 + n.SO3 gọi là oleum

Vai trò H2SO4

Phân loại phương pháp

Phương pháp tháp (phương pháp nitroz):

Dùng NO làm xúc tác, xảy ra trong tháp đệm.

Phương pháp tiếp xúc:

Quá trình oxy hóa SO2 thành SO3 được hiện trên những khối tiếp xúc rắn

Phương pháp Nitroz

4 Một phần SO2 có thể oxy hóa trong pha khí

SO2 + N2O3 ↔ SO3 + 2NO

5 Khí SO3 hấp thụ nước thành acid sunfuric SO3 + H2O ↔ H2SO4

6 Oyt nito nhả hấp phụ tạo NO2 rồi quay trở lại chu trình ban đầu, cứ như thế lặp lại như 1 chu trình khép kín

1 Lớp đệm được tưới bằng nitroz (trong đó nó tạo nên các liên kết hóa học ở dạng NOHSO4) và bị thủy phân

2NOHSO4 + 2H2O ↔ 2H2SO4 + N2O3

2 Đioxyt lưu huỳnh

hấp thụ nước tạo acid

sunfurơ

SO2 + H2O ↔ H2SO3

3 Acid sunfuro tác dụng với

oxyt nitro trong pha lỏng

H2SO3 + N2O3 ↔ H2SO4 +

2NO

Giữa lớp 1-2, 3-4 bổ sung không khí để làm lạnh trực tiếp Sau đó, hỗn hợp khí đưa đi chế tạo axit

PP tiếp xúc

PP tiếp xúc kép:

chuyển khí sản phẩm

từ sau lớp tiếp xúc 3 đưa đi chế tạo axit Sau đó,gia nhiệt phản ứng 2 lớp sau rồi đưa

đi hấp thụ lần 2, góp phần nâng hiệu suất chuyển hóa tích lũy và giảm nồng độ CO2 trong khí thải

Phân loại phương pháp

Từ năm 1970 đến nay, do những quy định nghiêm ngặt của quốc tế về bảo vệ môi trường, dây chuyền tiếp xúc đơn dần dần bị loại bỏ và thay vào đó là dây chuyền tiếp xúc kép

Với hiệu suất chuyển hóa SO-2- đạt từ 99,5% - 99,9% Trong dây chuyền này, lượng SO-2- trong khí thải được bảo đảm nằm trong giới hạn cho phép khoảng 500 mg/m3,

mù axit H2SO4 đạt 35 mg/m3

Phân loại phương pháp

Sơ đồ một nhà máy sản xuất axit H2SO4 thông thường hiện nay trên thế giới, với công nghệ đốt S và tiếp xúc kép

Phân loại phương pháp

Phi Kim loại kim loại

Nguồn nguyên liệu Xúc tác Quá trình

oxy hóa SO2 → SO3 Ngoài ra PP sản xuất H2SO4

còn dựa vào

Phân loại phương pháp

5 Quặng pirit gồm pirit thường, pirit lẫn than

và pirit tuyển nổi

Sản xuất SO2

• Các lò đốt pirit:

Sản xuất SO2

Các chỉ tiêu Lò cơ khí Lò phun Lò tầng sôi

10Nhược điểm:

cấu tạo phức tạp, đắt

→ Ít được sử

1 – 1.5

> 100 Nhược điểm:

phải dùng quặng pirit tuyển nổi và

khô, hàm lượng

S ít dao động

Bất kỳ

1000 – 1800

800150.5

300Được sử dụng rộng rãi

Sản xuất SO2

ĐiềuLàm

Sản xuất SO2

Làm

• Phản ứng SO2 + 1/2O2 = SO3

–Tỏa nhiết và giảm thể tích

–Mức chuyển hóa là tỷ lệ giữa lượng SO2 đã bị oxi hóa với lượng SO2 ban đầu

• Phụ thuộc nhiệt độ, áp suất

• Tỷ lệ SO2 và O2 trong khí lò

Oxi hóa SO2 thành SO3

3

Oxi hóa SO2 thành SO3

Click to add Title

Giải hấp phụ SO3Khuếch tán SO3Click to add Title

16 Khuếch tán SO3

• Thời gian tiếp xúc trong các thiết bị càng nhỏ nhiệt độ tối ưu càng lớn

• Thiết bị tiếp xúc

– Được sấy nóng lên nhờ nhiệt của khí ở to

440 – 450oC → tăng lên 600oC → nhiệt

giảm dần

– Thường dùng loại thiết bị tầng

Oxi hóa SO2 thành SO3

• Hòa tan vào dd acid sunfuric, sau đó phản ứng với nước

nSO3 + H2O = H2SO4 + (n - 1) SO3

• Sau khi hấp thụ, đưa acid xuống thùng chứa, pha thêm nước.

• Bơm qua dàn lạnh, 1 phần hồi lưu để tưới

tháp, 1 phần đưa về kho.

Hấp thụ SO3

• Nhà máy Super lân Long Thành thuộc công ty phân bón miền Nam

– Sản xuất axít sulfuric 80.000

tấn/năm

– Nguồn nguyên liệu sản xuất axít

sulfuric là các quặng sunfua sắt

Nhà máy sản xuất

• Nhà máy Supe Lâm Thao

– Nguồn nguyên liệu là quặng pyrit (của công

ty Giáp Lai, Việt Nam) phối trộn lưu huỳnh hóa lỏng nhập khẩu

→ một giải pháp công nghệ chưa từng có trong khi dây chuyền sản xuất của nhà máy sử dụng lò phi tiêu chuẩn và nguyên liệu hỗn hợp

Nhà máy sản xuất

• Nhà máy hóa chất Tân Bình

– Axít Sunfuric kỹ thuật: được sản xuất

từ nguyên liệu lưu huỳnh theo phương pháp tiếp xúc

– Axít Sunfuric tinh khiết: được sản xuất theo phương pháp chưng cất Axit

Sunfuric kỹ thuật.

Nhà máy sản xuất

Hướng phát triển sản xuất

Tăng mức độ chuyển hóa

Dùng các hợp chất thải của S

Khử độc cho chất thải và khí thải Tăng công suất thiết

bị, tự động hóa