Это соединение настолько широко используется в мировой промышленности, что даже его использование определяет уровень развития этой области в странах. Уровень производства серной кислоты чрезвычайно высок, потому что она обладает многими качествами, которые делают ее превосходной для изготовления и производства определенных материалов, которые очень популярны во всем мире. Он обладает характеристиками, которые придают ему невероятную коррозионную способность, поэтому ему дано соответствующее название.
В средние века это соединение было известно как купоросное масло, чье имя было дано алхимиками того времени, примерно в XNUMX-м и XNUMX-м веках, это были также самые важные века, связанные с его открытием и изучением его функций.
Существуют различные способы получения серной кислоты, причем процесс со свинцовой камерой является самым старым из всех, и даже сегодня очень часто можно наблюдать этот процесс, потому что крупные предприятия по производству удобрений используют его для облегчения получения того же самого.
Процессы получения этой кислоты могут быть очень опасными, если вы не знаете точно все этапы, которые должны быть известны, чтобы их можно было выполнить, потому что при этом выделяется большое количество тепла, и, в свою очередь, ваше тело очень горячее, поэтому любое брызги могут вызвать серьезные ожоги.
Состав серной кислоты
Это наиболее широко используемое соединение во всем мире, причем в отрасли с наибольшим уровнем использования серной кислоты являются производители удобрений, наиболее сильной его характеристикой является то, что это чрезвычайно коррозионный компонент, а его химическая формула - S2HO4.
Серная кислота - это компонент с самым высоким производством в мире, Это связано с тем, что он имеет определенные характеристики, которые позволяют разрабатывать бесконечное количество продуктов, полученных из него, а также его можно использовать для синтеза других веществ, таких как кислоты и сульфаты.
В древние времена оно было известно как масло или спирт купороса, потому что оно происходит из этого минерала, обычно это соединение может быть получено из диоксида серы путем процесса, называемого окислением оксидами азота в водном растворе, после его получения необходимо проводить другие процессы с целью увеличения его концентрации.
Два атома водорода, которыми обладает эта молекула, связаны с двумя атомами кислорода, которые не связаны двойной связью с серой. В зависимости от присутствующего раствора эти водороды могут диссоциировать.
Молекула кислоты имеет своеобразную пирамидальную форму с атомом серы в центре, а атомы водорода можно увидеть в четырех углах. В воде он ведет себя как сильная кислота в своей первой диссоциации, получая в результате гидросульфат-анион, хотя во второй диссоциации он проявляет себя как слабая кислота, которая приводит к сульфат-аниону.
Образование серной кислоты
Его можно найти в различных областях торговли в различных презентациях, от самых чистых до всех типов смесей, которые могут существовать на его основе, которые измеряются степенями чистоты.
Для образования серной кислоты необходимо пройти определенные процессы для ее получения, среди которых наиболее известны и наиболее часто используются процессы в свинцовой камере и контактный процесс, первый из упомянутых является самым старым методом получения. это соединение, и сегодня оно по-прежнему имеет большое значение и используется, особенно в отраслях, занимающихся производством удобрений.
Это соединение возможно получить в лабораториях, это достигается за счет пропускания потока газообразного диоксида серы, в растворе перекиси водорода. Концентрация серной кислоты в этом производственном процессе достигается за счет испарения воды.
Контактный процесс
В этом процессе получения серной кислоты можно наблюдать смесь газов, которые содержат примерно от 7 до 10 процентов SO.2 , в зависимости от источника его производства, и примерно от 11 до 13 процентов предварительно нагревается, и после максимальной очистки его можно направить в конвертер с одним или, возможно, несколькими каталитическими слоями, это происходит из-за платиновое правило, в котором можно визуализировать образование SO3 обычно в этом процессе используются два или более преобразователя.
Производство этого соединения путем сжигания элементарной серы имеет тенденцию обеспечивать лучший энергетический баланс, который не обязательно должен быть адаптирован к некоторым системам строгой очистки, которые в других случаях этот процесс является принудительным.
Есть большая разница между SO производство2 сжигая серуд, и другим методом, известным как обжиг пирита, особенно если он содержит мышьяк, потому что второй оставляет много примесей в конечном результате, которые невозможно полностью удалить.
На заводе в нормальном режиме работы конверсия SO2 в SO3 колеблется от 96% и 97%, поскольку их эффективность со временем снижается, этот эффект можно чаще замечать на заводах, где используются исходные пириты с высоким содержанием мышьяка, которые не могут полностью удалить соединение и, следовательно, сопровождают газы, которые подвергаются катализу. процесс, вызывающий отравление катализатора, что является основной причиной резких падений производительности.
Во втором конвертере газы имеют время пребывания приблизительно от 2 до 4 секунд, и при этом температура должна быть установлена в пределах от 500 до 600 градусов Цельсия, чтобы достичь оптимальной константы равновесия для достижения максимальной конверсии с минимально возможными затратами.
После предыдущего процесса газы, поступающие от катализа, охлаждаются до температуры, близкой к 100º градусов Цельсия, чтобы затем проходить через олеумную башню, благодаря чему достигается не полная, а скорее частичная абсорбция SO.3оставшиеся газы проходят через вторую колонну, где смесь очищается и промывается серной кислотой.После завершения всех этих этапов остаточные газы удаляются через дымоход в стратосферу.
Ведущий процесс камеры
Этот конкретный процесс является старейшим из известных способов производства и получения серной кислоты, в котором SO3 газообразный поступает в реактор, известный под названием Glover Tower где он входит в процесс промывки азотистым купоросом, который представляет собой серную кислоту с растворенными в ней частицами закиси азота и диоксида углерода, который, в свою очередь, смешивается с двумя типами оксида азота, (NO) и (IV). Большая часть используемого здесь оксида серы IV окисляется до оксида серы VI и растворяется в кислотной ванне с образованием кислотной колонны, характерной для башни Гловера.
После того, как газовые смеси проходят через башню Гловера, их направляют в камеру, облицованную свинцом (отсюда и название), где они обрабатываются большим количеством воды, которая имеет различную форму в соответствии с критериями производителя, среди которых наиболее распространенными являются: квадратные или имеющие форму конуса.
Серная кислота конденсируется на стенках, образуется в результате ряда реакций и накапливается на дне камеры, покрытой свинцом, обычно можно наблюдать наличие от 3 до 6 камер подряд, конечный продукт получается из указанных камер. часто называют камерной кислотой или, чаще, кислотой удобрений.
На последней стадии этого процесса газы проходят через другой реактор, называемый башней Гей-Люссака, где начинается непрерывная промывка концентрированными и холодными кислотами, которые поступают из башни Гловера, чтобы закончить газы, которые не могут быть переработаны. выпущен в атмосферу.
История серной кислоты
Его начало восходит к средневековью, когда вместо ученых алхимики экспериментировали с веществами, полученными из земли, в основном природными, хотя некоторым удалось создать такие соединения, как Джабиру ибн Хайян, который был первооткрывателем серной кислоты для Впервые в восьмом веке, а затем в последующие века, которые должны были быть тщательно изучены, поскольку они осознали его великие качества и возможные применения, в которых заключалась возможность производства новых артефактов и продуктов, определенный процесс смог стать популярным в те времена трактаты и книги как арабов, так и персов, благодаря исследованиям, проведенным европейскими алхимиками в XNUMX веке.
В Европе того времени, именно в средневековье, серная кислота была известна как купорос, или соединение купороса, как купоросный раствор или купоросное масло, потому что оно присутствует в этом минерале. Слово купорос происходит от латинского vitreus, что означает сульфатные соли, и его перевод на испанский язык будет кристалл.
Этот компонент с самого начала оказался настолько интересным среди алхимиков, что его попытались использовать в качестве философского камня, хотя одним из наиболее распространенных его применений было заставить вещества вступать в реакцию.
Иоганн Глаубер был немецким химиком голландского происхождения, которому удалось получить серную кислоту, или купорос, с помощью процесса сжигание серы нитратом калия в присутствии водяного пара. Это было связано с тем, что при разложении нитрата калия можно было наблюдать, как сера окисляется до SO3 что позже при смешивании с водой удалось получить соединение. Это стало отличным способом коммерциализации серной кислоты, потому что ее было легче производить в массовом порядке.
Примерно к 1746 году начал использоваться метод камеры со свинцовым покрытием, который был намного более устойчивым и простым, чем метод Глаубера, и это, наконец, стабилизировало промышленность по производству этого соединения, вызвав широкую торговлю им. по всему миру.
Уровни концентрации были очень низкими, примерно 40%, но это было улучшено с исследованиями характеристик соединения, что привело к производству новых продуктов, требующих более высоких концентраций, потому что некоторые ученые полагались на древние практики получение алхимиками, именно при сжигании пирита.
Затем, в 1831 году, продавцу уксуса удалось создать гораздо более устойчивый процесс, чем предыдущие, из-за низких затрат, которые он заслужил, чтобы иметь возможность их выполнять, который называется контактным процессом, поскольку он известен тем, что имеет большую часть поставка серной кислоты.
Применение и профилактика серной кислоты
После того, как все аспекты и история того, как это соединение было впервые получено, стали известны, чрезвычайно важно знать, каковы его наиболее распространенные применения и меры предосторожности, которые необходимо принять, потому что в большинстве этих процессов оно нагревается. вещество до такой степени, что оно могло серьезно обжечь кого угодно.
Наиболее распространенные приложения
- некоторые отраслевые процессы для производства деревянных и бумажных изделий требуется серная кислота в них, а также в текстильных изделиях.
- В отраслях производства удобрений отмечается большее потребление и спрос на это соединение, поскольку его компоненты очень эффективны для выработки этих веществ, потому что он действует как естественное удобрение.
- В большинстве случаев это соединение используется в качестве сырья, хотя оно редко отражается в конечном продукте.
- Среди наиболее важных - переработка нефти, обработка стали, производство пигментов, взрывчатые вещества, пластмассы, волокна, детергенты и добыча цветных металлов.
- Он служит методом обработки различных металлов, таких как сталь, медь, ванадий и другие.
- В некоторых странах его использование строго контролируется организациями, подпадающими под действие законов об охране здоровья.
- Его наиболее непосредственное использование, так сказать, заключается в производстве серы, которая вводится путем органической сульфуризации, процесс которой характерен для промышленности моющих средств.
Меры предосторожности
Процессы производства серной кислоты могут быть действительно опасными, потому что в подавляющем большинстве, если не все, соединение нагревается до экстремальных температур, поэтому всегда нужно учитывать, что его нужно заливать в воду, а не наоборот. , так как он может вызвать агрессивные брызги, которые могут вызвать серьезные ожоги кожи.