سولفوریک اسید و یا جوهر گوگرد (Oil of Vitrio) اولین بار توسط جابر بن حیان کشف شد. وی توانست با تقطیر کردن کانیهایی دارای سولفات آهن و مس دو سولفاته، سولفوریک اسید را تولید کند. پس از جابر بن حیان در قرن 18 میلادی، جان گلوبر سولفوریک اسید را از طریق سوزاندن گوگرد و نیترات سودیم در مجاورت بخار آب به دست آورد.
کاربرد سولفوریک اسید در امور پالایش نفت
سولفوریک اسید و یا جوهر گوگرد (Oil of Vitrio) اولین بار توسط جابر بن حیان کشف شد. وی توانست با تقطیر کردن کانیهایی دارای سولفات آهن و مس دو سولفاته، سولفوریک اسید را تولید کند. پس از جابر بن حیان در قرن 18 میلادی، جان گلوبر سولفوریک اسید را از طریق سوزاندن گوگرد و نیترات سودیم در مجاورت بخار آب به دست آورد.
تاریخچه کشف اسید سولفوریک
سولفوریک اسید و یا جوهر گوگرد (Oil of Vitrio) اولین بار توسط جابر بن حیان کشف شد. وی توانست با تقطیر کردن کانیهایی دارای سولفات آهن و مس دو سولفاته، سولفوریک اسید را تولید کند. پس از جابر بن حیان در قرن 18 میلادی، جان گلوبر سولفوریک اسید را از طریق سوزاندن گوگرد و نیترات سودیم در مجاورت بخار آب به دست آورد. در سال 1827 میلادی زمانی که برجهای سربی برای اولین بار توسط گیلو ساک در جهت بازیافت اکسیدهای نیتروژن به کار گرفته شد، با وارد کردن هوای محیط به سیستم برای پیشبرد بیشتر واکنش یک پیشرفت بزرگ در تولید اسید سولفوریک به وجود آمد. در ابتدا برای تولید سولفوریک اسید از یک سیستم ناپیوسته استفاده میشد ولی بعدها برای پیشرفت بهتر واکنش سیستم پیوسته سوزاندن گوگرد جایگزین سیستم اولیه شد. سالها بعد جان گلاور توانست با حذف نیتروژن غلظت سولفوریک اسید را افزایش دهد. روش تقطیر خشک که مشابه همان روش جابر بن حیان است بهترین روش برای تولید سولفوریک اسید و یا جوهر گوگرد با غلظت بالا است چرا که بیشتر صنایعی که نیازمند سولفوریک اسید هستند، این محصول را با غلظت بالا نیاز دارند. در روش تقطیر خشک سولفید آهن در اثر حرارت در هوا تولید سولفات آهن II میکند و فراورده حاصل با حرارت اضافی اکسید شده و تولید سولفات آهن III میکند. سپس در 480 درجه سلسیوس سولفات آهن تجزیه شده و اکسید آهن و سولفات ایجاد میکند. سپس محصولات را به آرامی از مجاورت بخار آب عبور داده تا سولفوریک اسید با غلظت بالاتری تولید شود. هرچند امروزه تجهیزات پیشرفتهتری برای تولید سولفوریک اسید در کارخانجات تولید این محصول به کار گرفته میشود اما اصول اولیه و پایهای تولید آن ثابت مانده است. امروزه تمامی کارخانجات و صنایعی که سولفوریک اسید تولید میکنند به دنبال کاهش آلودگی ناشی از تولید این ماده، بازدهی بیشتر و کاهش هزینههای تولید هستند.
سولفوریک اسید چیست؟
سولفوریک اسید یک اسید بسیار قوی با فرمولاسیون H2SO4 است که به جوهر گوگرد نیز معروف است و کاربرد بسیار وسیعی در صنعت دارد. مولکول این اسید کاملاً قطبی است و به همین دلیل با هر نسبتی در آب حل میشود. محلول این اسید در آب بیرنگ است و به صورت مایع در صنعت کاربرد دارد. تماس با این ماده میتواند باعث التهاب شدید و سوختگی پوست و چشمها شده و حتی ممکن است موجب نابینایی کامل و دائمی فرد شود. به هیچ وجه نباید سولفوریک اسید را استنشاق کرد زیرا میتواند از طریق تحریک سیستم تنفسی باعث بروز سرفه و یا تنگی نفس شده و در صورت تداوم استنشاق موجب آب آوردن ریهها میشود.
کاربردهای سولفوریک اسید در صنعت
سولفوریک اسید یکی از پرکاربردترین مادههای صنعتی است که در امور پالایش نفت، صنایع شیمیایی، تهیه کودهای شیمیایی برای کشاورزی، صنایع رنگرزی و صنایع فولاد و متالورژی به صورت گسترده کاربرد دارد.
کاربرد سولفوریک اسید در امور پالایش نفت
برای توضیح کاربرد سولفوریک اسید در امور پالایش نفت ابتدا توضیحی اجمال در مورد پالایش نفت میدهیم. پس از استخراج نفت خام به دلیل اینکه این ماده دارای مخلوطهای بسیار پیچیدهای بوده و علاوه بر هیدروکربنهای مختلف دارای ترکیباتی شامل گوگرد و اکسید فلزات میباشد. این ترکیبات بهشدت محیط زیست را آلوده میکنند و در دستگاهها و تجهیزات پالایشگاه خوردگی ایجاد کرده و همچنین کاتالیزورهای واحدهای پالایشگاه را از مسیر واکنش خارج میکنند. همچنین با ایجاد ناپایداری در فرآوردههای پالایشی کیفیت این فرآوردهها را بهشدت پایین میآورند. برای به حداقل رساندن این اثرات از دو نوع تصفیهی شیمیایی و تصفیه با هیدروژن استفاده میشود. پالایش با اسیدسولفوریک یک نوع تصفیهی شیمیایی است که در پالایشگاهها استفاده میشود.
عملیات با اسید سولفوریک
از اسید سولفوریک به عنوان یک روش تصفیه شیمیایی برای پالایش فرآوردههایی مانند بنزینها و نفت سفید استفاده میشود. به دلیل بیرنگ بودن اسید سولفوریک استفادهی آن در موادی مانند بنزین و نفت سفید که رنگ ندارند، کاربرد بیشتری دارد. هدف از این عملیات خنثی کردن ترکیبات بازی، حذف و از بین بردن ترکیبات اکسیژندار که موجب ناپایداری فرآوردهها میشوند و اکسیده کردن مرکاپتانها به صورت دیسولفیدهای کم ضررتر است. یک کاربرد دیگر اسید سولفوریک، تبدیل کردن ترکیبات اتیلنی به استرهای محلول در اسید است. پس از اتمام مراحل پالایش با توجه به مقدار اسید سولفوریک استفاده شده در فرآیند، میزان گوگرد و دیگر مواد ناخالصی کاهش مییابد. هرچند پس از پایان پالایش هنوز هم موادی همچون استرها، دیسولفیدها، سولفورها و صمغهایی که در نتیجهی پلیمری شدن به وجود آمدهاند، باقی میمانند که در مراحل بعدی پالایش و تصفیه میشوند.