اسید سولفوریک یکی از ترکیبات بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف است که توسط کارخانجات صنایع شیمیایی، برای ساخت هزاران ترکیب متنوع دیگر تولید می شود. عمده ترین مصرف اسید سولفوریک برای تولید کودهای سولفاته همانند سولفات آمونیوم است و همچنین تولید اسید فسفریک که آن هم بطور مستقیم برای تولید کودهای فسفاته مورد استفاده قرار می گیرد. میزان قابل توجهی از اسیدسولفوریک برای تولید فلزات استفاده می شود. یکی از روش های اصلی تولید اسید سولفوریک بر پایه فرآیند تماس مستقیم است.

تولید اسید سولفوریک؛ ماده اولیه صنایع شیمیایی

اسید سولفوریک یکی از ترکیبات بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف است که توسط کارخانجات صنایع شیمیایی، برای ساخت هزاران ترکیب متنوع دیگر تولید می شود. عمده ترین مصرف اسید سولفوریک برای تولید کودهای سولفاته همانند سولفات آمونیوم است و همچنین تولید اسید فسفریک که آن هم بطور مستقیم برای تولید کودهای فسفاته مورد استفاده قرار می گیرد. میزان قابل توجهی از اسیدسولفوریک برای تولید فلزات استفاده می شود. یکی از روش های اصلی تولید اسید سولفوریک بر پایه فرآیند تماس مستقیم است.

تولید اسید سولفوریک با فرآیند تماس مستقیم

در فرآیند تولید اسید سولفوریک، ماده اولیه گوگرد با عیار 99% مورد استفاده قرار می گیرد. گوگرد پس از شارژ شدن در داخل حوضچه های بتونی توسط لوله های بخار در دمای 125 درجه سانتیگراد ذوب می شود، پس از آن به داخل کوره احتراق پمپ شده و در آنجا می سوزد و تبدیل به SO2 می شود. این گاز تولید شده به داخل مبدل حرارتی هدایت شده و در مجاورت یک کاتالیزور پنتا اکسید وانادیم تبدیل به گاز SO3 می شود.

در درون برج های جذب، تری اکسید گوگرد SO3 بر روی اسید سولفوریک 98% جذب شده و الئوم تولید می کندکه این الئوم بلافاصله به تانک سیرکوله وارد می شود . علت نام گذاری این تانک به نام تانک سیرکوله این است که اسید سولفوریک در داخل آن و همچنین برج های جذب به طور مداوم در حال چرخش است به عبارتی یک سیکل تولیدی بسته را طی می کند.

با افزودن آب به تانک، الئوم شکسته شده و اسید سولفوریک با غلظتی بالاتر از 98% را تولید می کند و اسید تولید شده توسط لوله های ویژه ای به سمت تانک های ذخیره هدایت می شود. این روند تولید اسید سولفوریک با غلظتهای بالاتر از 98% است.

روش تولید اسید سولفوریک

شیوه تولید اسید سولفوریک که توصیف شد یک شیوه جدید برای تولید این اسید با درجه خلوص بالاتر از 98% است که مصارف خاصی دارد، اما بطورکلی روند تولید اسید سولفوریک به شکل زیر است

استخراج گوگرد

تبدیل گوگرد به دی اکسید گوگرد

تبدیل دی اکسیدگوگرد به تری اکسید گوگرد

تبدیل تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریک

S + O2 → SO2 + q

SO2 +1/2 O2 → SO3 + q

SO3 +H2O →H2SO4 + q

H2SO4 + SO3→ H2S2O7

یکی از مهم ترین منابع تولید گوگرد که ماده اولیه برای تولید اسید سولفوریک است، منابع نفت و گاز طبیعی می باشد. گوگرد هم به شکل ترکیبات آلی و هم سولفید هیدروژن باید از نفت و گاز طبیعی که بعنوان سوخت استفاده می شوند، زدوده شود. یکی دیگر از منابع تولید دی اکسید گوگرد استفاده از شیوه تصفیه فلزات است. بسیاری از سنگ ها در معدن فلزات ترکیبات سولفیدی هستند که پس از حرارت دادن دی اکسید گوگرد و اکسید فلزات را تولید می کنند. نمونه ای از تولید سرب:

2pbs(s) +3o2---------2pbo(s)+ 2so2

اسید سولفوریک یک ماده بسیار پرکاربرد در صنعت و کارخانجات است و شرکت های تولید مواد دارویی و تولید صابون، کارخانه های تولید الکل، تصفیه خانه های آب، پالایشگاههای تولید نفت و کارخانجات تولید کاغذو... برای تولید خود وابسته به آن هستند. همچنین در مواردی که به کنترل PH و تولید ترکیبات سولفات دار نیاز است از اسید سولفوریک استفاده می شود.

بطور کلی از درجات مختلفی از این اسید در صنایع شیمیایی استفاده می شود که مهم ترین آن اسید سولفوریک 98% است. بنابراین تولید اسید سولفوریک با غلظت 98% و بالاتر بدلیل پیچیدگی های تولید آن، اهمیت خاصی دارد.

اسید سولفوریک را می توان در آزمایشگاه در طی واکنش بین دی اکسید گوگرد با پراکسید هیدروژن( آب اکسیژنه) بدست آورد.

SO2 (g) + H2O2 (l) → H۲SO۴

-

یک روش دیگر برای تولید اسید سولفوریک در آزمایشگاه، کاربرد الکترولیز محلول مس ( ll ) است که در آن کاتد باید فلزی مانند مس با رسانایی خوب باشد و آند از جنس زغال یا پلاتین باشد که با محلول واکنش ندهد.

در ایران موارد مصرف اسید سولفوریک با برآورد جهانی آن متفاوت است. در ایران بزرگترین مصرف کننده اسید سولفوریک، صنعت استخراج روی است و کودهای شیمیایی در رتبه بعدی قرار دارد. در تولید مس به روش هیدرومتالوژی نیز از اسید سولفوریک استفاده می شود. بخش عمده ای از تولید اسید سولفوریک در صنعت روی مصرف می شود که این میزان معادل 54/9 است، کودهای شیمیایی3/2 درصد و صنعت مس با 3/4 درصد پایین ترین مصرف اسید سولفوریک را دارد. در سال 1391 میزان مصرف اسید سولفوریک در کشور بالغ بر 800 هزار تن بوده است.