Quy Trình Sản Xuất H₂SO₄ (Axit Sunfuric) Công Nghiệp Chi Tiết
Axit sunfuric (H₂SO₄) là một trong những trong những hóa chất công nghiệp quan lại trọng nhất, được sử dụng rộng rãi trong phát triển phân bón, luyện kim, chế biến đổi dầu lửa và xử lý nước thải. Hiện nay, cách xúc tiếp (Contact Process) là phương pháp chủ yếu để phát triển H₂SO₄ nhờ hiệu suất cao và ít gây ô nhiễm và độc hại môi trường.
1. Tổng Quan Về Sản Xuất H₂SO₄
H₂SO₄ được tạo ra kể từ lưu hoàng (S), quặng pyrit (FeS₂) hoặc khí thải công nghiệp chứa chấp SO₂.
Phương pháp tiếp xúc được dùng phổ biến chuyển nhất do hiệu suất cao (98%) và ít khiến độc hại.
H₂SO₄ có thể được sản xuất dưới dạng axit lỏng 98% hoặc oleum (H₂S₂O₇) để trộn chế theo nhu yếu.
2. Quy Trình Sản Xuất H₂SO₄ Bằng Phương Pháp Tiếp Xúc
Cách 1: Sản Xuất Khí SO₂
Nguyên liệu:
Lưu huỳnh (S) hoặc quặng pyrit (FeS₂).
Oxy từ không khí.
Phản ứng hóa học:
Đốt lưu hoàng (S) trong oxy tạo nên khí SO₂:
S + O₂ → SO₂
Hoặc nung quặng pyrit FeS₂:
4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂
Mục tiêu: Thu được khí SO₂ tinh khiết, loại vứt những tạp chất như hạt bụi và kim loại nặng nề.
Cách 2: Oxi Hóa SO₂ Thành SO₃
Điều khiếu nại phản xạ:
Xúc tác: V₂O₅ (Vanadi(V) oxit).
Nhiệt độ: 450 – 500°C.
Áp suất: 1 – 2 atm.
Phản ứng hóa học tập:
2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (xúc tác V₂O₅, 450°C)
Mục tiêu: Chuyển đổi tối đa SO₂ thành SO₃ cùng với hiệu suất ~98%.
Cách 3: Hấp Thụ SO₃ Tạo H₂SO₄
SO₃ ko thể tan trực tiếp trong nước vì sẽ tạo nên sương mù axit nguy khốn.
Giải pháp: Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng nhằm tạo nên oleum (H₂S₂O₇), tiếp sau đó trộn loãng với nước.
Phản ứng hấp thụ:
SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇ (Tạo oleum)
Pha loãng oleum để thu H₂SO₄ 98%:
H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄
Mục tiêu: Thu được H₂SO₄ 98% tinh khiết đáp ứng công nghiệp.
3. Tóm Tắt Quy Trình Sản Xuất H₂SO₄
Đốt lưu huỳnh hoặc quặng pyrit → Tạo khí SO₂.
Oxi hóa SO₂ thành SO₃ (xúc tác V₂O₅, 450°C).
Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng → Tạo oleum.
Pha loãng oleum với nước → Thu H₂SO₄ 98%.
Sản phẩm sau cuối:
H₂SO₄ lỏng (98%)
Oleum (H₂S₂O₇) để trộn chế theo yêu cầu
4. So Sánh Phương Pháp Tiếp Xúc Và Phương Pháp Buồng Chì
Tiêu chí
Phương pháp tiếp xúc (Hiện đại)
Phương pháp buồng chì (Cũ, ít dùng)
Nguyên liệu
Lưu huỳnh (S), pyrit (FeS₂), khí SO₂
SO₂ từ đốt lưu huỳnh hoặc khí thải công nghiệp
Xúc tác
V₂O₅
NO₂ (khí oxit nitơ)
Nhiệt độ phản xạ
450 – 500°C
Nhiệt độ thường
Hiệu suất
98%
60 – 70%
Nồng độ axit chiếm được
98%
70% (phải cô quánh thêm)
Tính thân thiện với môi trường
Ít độc hại hơn
Gây ô nhiễm và độc hại khí NO₂
Kết luận: Phương pháp tiếp xúc có hiệu suất cao, ít ô nhiễm và độc hại và tạo ra ra H₂SO₄ mật độ cao, nên được dùng phổ biến chuyển trong công nghiệp.
5. Ứng Dụng Của H₂SO₄ Công Nghiệp
Sản xuất phân bón: Super photphat (Ca(H₂PO₄)₂), ammonium sunfat ((NH₄)₂SO₄).
Luyện kim: Tẩy rửa kim loại trước lúc mạ.
Xử lý nước thải: thay đổi pH, chủng loại bỏ kim loại nặng.
Sản xuất hóa hóa học: Axit nitric (HNO₃), nhựa, thuốc nhuộm.
Chế biến dầu mỏ: Tinh chế xăng dầu, loại quăng quật tạp chất hữu cơ.
Ắc quy chì (Pb-Acid): Dùng làm hóa học điện phân.
6. Câu Hỏi Thường Gặp Về Sản Xuất H₂SO₄
1. Tại sao ko hấp thụ SO₃ trực tiếp vào nước nhằm tạo H₂SO₄?
Vì phản ứng này tạo nên sương mù axit vô cùng nguy khốn và khó khăn rà soát. Thay vào đó, SO₃ được hít vào vào H₂SO₄ loãng trước, rồi mới mẻ pha loãng với nước.
2. Tại sao cần xúc tác V₂O₅ trong phản ứng SO₂ + O₂ → SO₃?
Vì phản xạ này ra mắt chậm chạp ở nhiệt độ độ thường. Xúc tác V₂O₅ góp tăng vận tốc phản ứng và nâng lên hiệu suất lên 98%.
3. H₂SO₄ có thể sản xuất kể từ khí thải công nghiệp không?
Có. Nhiều Nhà CửA máy tận dụng khí SO₂ từ công nghiệp luyện kim nhằm phát triển H₂SO₄, góp hạn chế ô nhiễm môi ngôi trường.
7. Kết Luận – Quy Trình Sản Xuất H₂SO₄
H₂SO₄ công nghiệp công ty yếu đuối được sản xuất bằng phương thức tiếp xúc, gồm 3 mức độ chính:
Đốt S hoặc FeS₂ nhằm tạo nên SO₂.
Oxi hóa SO₂ thành SO₃ (xúc tác V₂O₅).
Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng để tạo ra oleum, tiếp sau đó pha loãng thu H₂SO₄ 98%.
Phương pháp này còn có hiệu suất cao (~98%) và ít ô nhiễm và độc hại hơn cách phòng chì.
H₂SO₄ có tương đối nhiều ứng dụng trong sản xuất phân bón, luyện kim, hóa chất, dầu mỏ và xử lý nước thải.
quy trình sản xuất h2so4 cách tiếp xúc, H₂SO₄ rất có thể được tạo ra với số lượng rộng lớn và hóa học lượng cao, đáp ứng nhu cầu yêu cầu của đa số ngành công nghiệp quan lại trọng bên trên thế giới.