กรดกำมะถัน – เลือดกัดกร่อนของอุตสาหกรรม

ความต้องการอย่างต่อเนื่องสำหรับสารเคมีนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าจำเป็นสำหรับเศรษฐกิจโลกเพียงใด H ₂ SO ₄ เป็นเลือดที่มีฤทธิ์กัดกร่อนของอุตสาหกรรม เต้นเป็นจังหวะในโรงงานผลิตจำนวนนับไม่ถ้วนทั่วโลก กรดซัลฟิวริกได้รับการจัดการโดยผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมต่างๆ นักวิทยาศาสตร์ใช้มันเพื่อการวิจัยและการทดลองมากมาย และด้วยความช่วยเหลือนี้ นักเรียนจะได้รับความรู้ในห้องปฏิบัติการเคมี ทุกวันนี้ เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงการทำงานของเศรษฐกิจสมัยใหม่โดยปราศจาก กรดซัลฟิวริก . คุณสมบัติของมันทำให้เป็นวัตถุดิบและรีเอเจนต์ที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ ยากที่จะแทนที่แม้โดยสารเคมีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ล่าสุดที่ผู้ผลิตเคมีเปิดตัวสู่ตลาด

ลักษณะและคุณสมบัติของ H ₂ SO ₄

กรดซัลฟิวริก เป็นกรดแร่ที่ทรงพลังที่สุดชนิดหนึ่ง เป็นของเหลวที่มีน้ำมัน หนัก และไม่มีสี มีคุณสมบัติดูดความชื้นที่แรงมาก ในรูปแบบเข้มข้น ยังมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์อย่างแรง กรดซัลฟิวริก ละลายได้ดีในน้ำในทุกสัดส่วน ทำให้เกิดความร้อนมาก ด้วยเหตุนี้ เมื่อทำการเจือจาง การเทกรดลงในน้ำจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ไม่ใช่ในทางกลับกัน สามารถผลิต กรดซัลฟิว ริก ได้แม้ที่ความเข้มข้น 99%อย่างไรก็ตาม การสูญเสียซัลเฟอร์ออกไซด์รอบจุดเดือดทำให้เกิด azeotrope ที่มีน้ำ 98.3%ด้วยเหตุผลนี้ กรดซัลฟิวริก เข้มข้นจึงมักถูกเก็บไว้ในรูปของสารละลาย 98%แน่นอน H ₂ SO ₄ สามารถมีอยู่ได้ในหลายความเข้มข้น สารละลายกรดซัลฟิวริกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ:

– 10%- ที่เรียกว่า กรดซัลฟิวริก เจือจางอย่างยิ่ง มักใช้เป็นสารขจัดน้ำ ตัวควบคุม pH และรีเอเจนต์ในห้องปฏิบัติการ

– 29-32%- ใช้ในแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่เป็นที่นิยม

– 62-70%- ทำหน้าที่เป็นกรดปุ๋ยที่เรียกว่า

– 77-80%- ใช้ในกระบวนการรับ H ₂ SO ₄ โดยวิธี Chamber และใช้สำหรับการผลิตเกลือของ Glauber ได้แก่ โซเดียมซัลเฟต (Na ₂ SO ₄ )

– 98%- กรดซัลฟิวริก เข้มข้นที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้

การเตรียมกรดซัลฟิวริก

ในทางอุตสาหกรรม กรดซัลฟิวริกได้มาจากวิธีการสัมผัสโดยการเกิดออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากการเผาไหม้ของกำมะถันหรือโลหะซัลไฟด์ (เช่น ไพไรต์) กระบวนการผลิตกรดกำมะถันโดยใช้กำมะถันสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน ประการแรกเกี่ยวข้องกับการผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์ จากนั้นซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ ขั้นตอนสุดท้ายเกี่ยวข้องกับการแปลงซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) เป็นกรดซัลฟิวริก การเผาไหม้ของกำมะถันเกิดขึ้นในอากาศส่วนเกินเพื่อทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ที่ความดันประมาณ 0.5 MPa กระบวนการทั้งหมดดำเนินการที่อุณหภูมิประมาณ 150 ^o C ในถังที่บุด้วยอิฐทนไฟและกรดอย่างหนา กำมะถันหลอมเหลวถูกกรองเพื่อขจัดสิ่งสกปรก (ส่วนใหญ่เป็นธาตุเหล็กและสารประกอบอินทรีย์) บ่อยครั้งที่นำมะนาวเข้ามาในกระบวนการด้วย เพื่อลดความเป็นกรดของกำมะถันหลอมเหลว ดังนั้นจึงจำกัดคุณสมบัติการกัดกร่อนของมะนาว กำมะถันหลอมเหลวถูกสูบไปที่เตาเผาแล้วเผา ส่วนผสมของซัลเฟอร์ไดออกไซด์และอากาศที่ออกมาจากหัวเตาจะถูกส่งผ่านตัวกรองและสิ่งสกปรกทั้งหมดจะถูกลบออก ในขั้นต่อไป ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะเปลี่ยนเป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์โดยทำปฏิกิริยากับออกซิเจนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไปคือวาเนเดียมเพนทอกไซด์ (V ₂ O ₅ ) และใช้โพแทสเซียมซัลเฟตที่กระจายตัวเป็นตัวพา ฟังก์ชันสนับสนุนของตัวเร่งปฏิกิริยานี้มักจะทำจากซิลิกาหรืออะลูมิโนซิลิเกต ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่มีความพรุนสูงมาก จึงให้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับปฏิกิริยาที่จะดำเนินต่อไป ความเร็วของกระบวนการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย ในทางปฏิบัติ มันถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิประมาณ 500 องศาเซลเซียส เพื่อให้แน่ใจว่ามีอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพียงพอพร้อมการแปลงสูงสุดที่เป็นไปได้ ขั้นตอนสุดท้ายในการผลิตกรดซัลฟิวริกเกี่ยวข้องกับการดูดซึม SO ₃ ใน H ₂ SO ₄ หรือโอเลี่ยมเข้มข้น เพื่อป้องกันการก่อตัวของละอองที่เรียกว่ากรดซัลฟิวริกที่ยากต่อการควบแน่น กรดซัลฟิวริกที่ความเข้มข้น 98%ไหลเวียนอยู่ในอัตราที่ SO ₃ ที่ดูดซับใหม่ทำให้ความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเล็กน้อย กระบวนการทั้งหมดดำเนินการที่อุณหภูมิประมาณ 70 ^o C ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับ SO ₃ สูงสุด นอกจากนี้ เติมน้ำในถังกรดเพื่อเจือจางกรดให้มีความเข้มข้นที่เหมาะสม กระแสกรดซัลฟิวริกจะถูกระบายออกอย่างต่อเนื่องและทำให้เย็นโดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นก่อนจะนำไปใส่ในถังเก็บ การแปลงกำมะถันเป็นกรดกำมะถันทั้งหมดประมาณ 99%

การใช้กรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟิวริก มีความสำคัญอย่างยิ่งในหลายอุตสาหกรรม ปริมาณการใช้ H ₂ SO ₄ สูงสุดในอุตสาหกรรมปุ๋ย ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการผลิต superphosphates และแอมโมเนียมฟอสเฟตและซัลเฟต กรดซัลฟิวริกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตกรดอื่นๆ เช่น กรดไฮโดรคลอริก กรดไนตริก และกรดฟอสฟอริก นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตวัตถุระเบิดเป็นหนึ่งในวัตถุดิบสำหรับการผลิตทีเอ็นที ในทางกลับกัน ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี H ₂ SO ₄ ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการอบแห้งน้ำมัน น้ำมันก๊าด และพาราฟิน นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการได้รับ isooctane ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของน้ำมันเบนซิน กรดกำมะถัน ยังใช้ในการทำเหมืองและโลหะวิทยา ซึ่งใช้ในกระบวนการเสริมแร่ทองแดง H ₂ SO ₄ ยังเป็นอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่เป็นที่นิยมอีกด้วย นอกจากนี้ กรดซัลฟิวริก ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมผงซักฟอก (เช่น ในการผลิตโซเดียมลอริลซัลเฟต) และในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ซึ่งใช้สำหรับการผลิตวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป (เช่น ซิลเวอร์ไนเตรต) เช่น รวมทั้งไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือน้ำหอม การใช้งานที่กว้างขวางเช่นนี้หมายความว่าหากไม่มี กรดซัลฟิวริก มันเป็นไปไม่ได้หรือไม่มีประโยชน์เลยที่จะดำเนินการตามกระบวนการทางอุตสาหกรรมขั้นพื้นฐานที่สำคัญอย่างยิ่งหลายอย่าง

กรดกำมะถันในกลุ่ม PCC

PCC Rokita มีตำแหน่งที่มั่นคงของซัพพลายเออร์ กรดซัลฟิวริก 77%H ₂ SO ₄ ผลิตขึ้นในหน่วยธุรกิจคลอรีนโดยวิธีการสัมผัส ซึ่งรับประกันความบริสุทธิ์และความสามารถในการทำซ้ำของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับสูงมาก ข้อเสนอกรดซัลฟิวริกที่นำเสนอโดย PCC Group มุ่งเน้นไปที่ผู้ผลิตปุ๋ยฟอสเฟต กระดาษ และเกลือของ Glauber เป็นหลัก เช่น โซเดียมซัลเฟต (Na ₂ SO ₄ ) ผลิตภัณฑ์หลังนี้ยังสามารถใช้ในการผลิตเยื่อไม้ แก้ว สีย้อมและผงซักฟอก โซเดียมซัลเฟตยังใช้ในยาเป็นยาระบาย กรดซัลฟิวริก เป็นวัตถุดิบที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการทางเทคโนโลยีหลายอย่าง และตลาดที่มีความหลากหลายอย่างมากของกรดกำมะถันกำลังเผชิญกับความท้าทายมากมาย ความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์สามารถชดเชยหรือแม้กระทั่งลดความต้องการวัตถุดิบยอดนิยมนี้ได้ อย่างไรก็ตาม เป็นความจริงที่ว่า H ₂ SO ₄ แม้จะอยู่ในวิชาเคมีมาหลายปี แต่ก็ไม่สูญเสียความนิยมและยังคงเป็นหนึ่งในวัตถุดิบทางเคมีที่จำเป็นที่สุดที่ใช้ในอุตสาหกรรมในปริมาณมาก