Phương Pháp Tiếp Xúc Trong Sản Xuất H₂SO₄
Phương pháp tiếp xúc là technology hiện tại đại và phổ biến nhất nhằm sản xuất axit sunfuric (H₂SO₄) vào công nghiệp. Phương pháp này còn có hiệu suất cao, đến phép sản xuất H₂SO₄ với nồng độ lên đến 98%, mặt khác ít gây ô nhiễm môi ngôi trường rộng so cùng với phương pháp phòng chì truyền thống.
1. Tổng Quan Về Phương Pháp Tiếp Xúc
Nguyên liệu chính
Lưu huỳnh (S), quặng pyrit (FeS₂) hoặc khí SO₂ kể từ công nghiệp luyện kim.
Không khí cung cấp cho O₂ nhằm oxi hóa SO₂ thành SO₃.
Sản phẩm nhận được
Axit sunfuric đậm quánh (H₂SO₄ 98%) – Dùng vào công nghiệp.
Oleum (H₂S₂O₇) – Dùng nhằm điều chế H₂SO₄ cùng với nồng độ mong mong muốn.
2. Quy Trình Sản Xuất H₂SO₄ Bằng Phương Pháp Tiếp Xúc
Cách 1: Sản Xuất Khí SO₂ (Lưu Huỳnh Điôxit)
Nguyên liệu: Lưu huỳnh (S) hoặc quặng pyrit (FeS₂).
Phản ứng hóa học:
Đốt lưu huỳnh vào không khí: S + O₂ → SO₂
Hoặc nung quặng pyrit: 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂
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: 2SO₂ + O₂ → 2SO₃
Cách 3: Hấp Thụ SO₃ Để Tạo H₂SO₄
SO₃ không thể hòa tan thẳng vào nước vì sẽ tạo ra sương mù axit sunfuric, rất khó kiểm tra.
Giải pháp: Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng để tạo Oleum (H₂S₂O₇).
Phản ứng hóa học: SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇
Cách 4: Pha Loãng Oleum Để Thu H₂SO₄ 98%
Phản ứng trộn loãng: H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄
Mục tiêu: Thu được axit sunfuric 98% tinh khiết, sẵn sàng sử dụng vào công nghiệp.
3. Sơ Đồ Quy Trình Sản Xuất H₂SO₄
Đốt lưu hoàng hoặc FeS₂ → Tạo SO₂.
Oxi hóa SO₂ thành SO₃ (xúc tác V₂O₅, 450°C).
Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng → Tạo Oleum.
Pha loãng Oleum cùng với nước → Thu H₂SO₄ 98%.
4. So Sánh Phương Pháp Tiếp Xúc & Phương Pháp Buồng Chì
Tiêu chí
Phương pháp xúc tiếp (Hiện đại)
Phương pháp buồng chì (Cũ, ít dùng)
Nguyên liệu
Lưu huỳnh (S), quặng pyrit (FeS₂), khí SO₂
SO₂ kể từ đốt diêm sinh hoặc khí thải công nghiệp
Xúc tác
V₂O₅
NO₂ (khí oxit nitơ)
Nhiệt độ phản xạ
450 – 500°C
Ở nhiệt độ thông thường
Hiệu suất
98%
60 – 70%
Nồng độ axit thu được
98%
70% (phải cô quánh thêm)
Tính thân thiện cùng với môi ngôi trường
Ít ô nhiễm và độc hại hơn
Gây độc hại khí NO₂
5. Ứng Dụng Của H₂SO₄ Công Nghiệp
Sản xuất phân bón: sản xuất sulfuric acid photphat (Ca(H₂PO₄)₂), ammonium sunfat ((NH₄)₂SO₄).
Luyện kim: Tẩy cọ kim chủng loại trước lúc mạ.
Xử lý nước thải: Điều chỉnh pH, chủng loại quăng quật kim loại nặng.
Sản xuất hóa hóa học: Axit nitric (HNO₃), vật liệu nhựa, thuốc nhuộm.
Chế biến đổi dầu lửa: Tinh chế xăng dầu, chủng loại quăng quật tạp chất cơ học.
Ắc quy chì (Pb-Acid): Dùng thực hiện hóa học điện phân.
6. Câu Hỏi Thường Gặp Về Phương Pháp Tiếp Xúc
Tại sao không hít vào SO₃ thẳng vào nước nhằm tạo nên H₂SO₄?
Vì tạo ra sương mù axit cực kỳ nguy khốn và khó khăn kiểm soát.
Tại sao cần thiết xúc tác V₂O₅ trong phản xạ SO₂ + O₂ → SO₃?
Vì phản xạ này ra mắt chậm ở sức nóng độ thường, V₂O₅ giúp tăng tốc độ phản xạ và nâng lên hiệu suất lên 98%.
H₂SO₄ hoàn toàn có thể phát triển từ khí thải công nghiệp không?
Có, nhiều Nhà CửA máy tận dụng khí SO₂ từ công nghiệp luyện kim nhằm phát triển H₂SO₄, tránh ô nhiễm môi ngôi trường.
7. Kết Luận – Sản Xuất H₂SO₄ Bằng Phương Pháp Tiếp Xúc
H₂SO₄ công nghiệp được sản xuất chủ yếu đuối bởi phương thức xúc tiếp, gồm 4 mức độ chính:
Đốt S hoặc FeS₂ nhằm tạo SO₂.
Oxi hóa SO₂ thành SO₃ (xúc tác V₂O₅).
Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng nhằm tạo ra oleum.
Pha loãng oleum với nước để thu H₂SO₄ 98%.
Phương pháp này có hiệu suất cao (~98%) và ít độc hại rộng cách buồng chì.
H₂SO₄ có tương đối nhiều ứng dụng vào phân bón, luyện kim, hóa hóa học, dầu lửa và xử lý nước thải.
Nhờ technology hiện đại, phát triển H₂SO₄ bằng phương pháp tiếp xúc không chỉ góp đáp ứng yêu cầu công nghiệp mà còn góp thêm phần bảo vệ môi ngôi trường bởi cách giảm khí giả độc sợ.