Phương Pháp Tiếp Xúc Trong Sản Xuất H₂SO₄
Phương pháp xúc tiếp là technology hiện tại đại và phổ biến chuyển nhất nhằm tạo ra axit sunfuric (H₂SO₄) vào công nghiệp. Phương pháp này có hiệu suất cao, mang đến phép sản xuất H₂SO₄ với mật độ lên đến 98%, đồng thời ít tạo ô nhiễm và độc hại môi trường hơn so cùng với phương thức phòng chì truyền thống.
1. Tổng Quan Về Phương Pháp Tiếp Xúc
Nguyên liệu chủ yếu
Lưu huỳnh (S), quặng pyrit (FeS₂) hoặc khí SO₂ kể từ công nghiệp luyện kim.
Không khí cung cung cấp O₂ nhằm oxi hóa SO₂ thành SO₃.
Sản phẩm thu được
Axit sunfuric đậm đặc (H₂SO₄ 98%) – Dùng vào công nghiệp.
Oleum (H₂S₂O₇) – Dùng để pha chế H₂SO₄ cùng với độ đậm đặc mong ham muốn.
2. Quy Trình Sản Xuất H₂SO₄ Bằng Phương Pháp Tiếp Xúc
Bước 1: Sản Xuất Khí SO₂ (Lưu Huỳnh Điôxit)
Nguyên liệu: Lưu huỳnh (S) hoặc quặng pyrit (FeS₂).
Phản ứng hóa học:
Đốt diêm sinh vào không khí: S + O₂ → SO₂
Hoặc nung quặng pyrit: 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂
Bước 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 tập: 2SO₂ + O₂ → 2SO₃
Bước 3: Hấp Thụ SO₃ Để Tạo H₂SO₄
SO₃ không thể hòa tan trực tiếp vào nước vì sẽ tạo ra sương mù axit sunfuric, vô cùng khó rà soát.
Giải pháp: Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng nhằm tạo Oleum (H₂S₂O₇).
Phản ứng hóa học: SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇
Bước 4: Pha Loãng Oleum Để Thu H₂SO₄ 98%
Phản ứng pha 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 diêm sinh 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 với nước → Thu H₂SO₄ 98%.
4. So Sánh Phương Pháp Tiếp Xúc & Phương Pháp Buồng Chì
Tiêu chí
Phương pháp tiếp xúc (Hiện đại)
Phương pháp buồng chì (Cũ, ít dùng)
Nguyên liệu
Lưu huỳnh (S), quặng pyrit (FeS₂), khí SO₂
SO₂ kể từ đốt lưu huỳnh hoặc khí thải công nghiệp
Xúc tác
V₂O₅
NO₂ (khí oxit nitơ)
Nhiệt độ phản ứng
450 – 500°C
Ở nhiệt độ thông thường
Hiệu suất
98%
60 – 70%
Nồng độ axit nhận được
98%
70% (phải cô sệt thêm)
Tính thân thiện cùng với môi ngôi trường
Ít ô nhiễm hơn
Gây độc hại khí NO₂
5. Ứng Dụng Của H₂SO₄ Công Nghiệp
Sản xuất phân bón: Super photphat (Ca(H₂PO₄)₂), ammonium sunfat ((NH₄)₂SO₄).
Luyện kim: Tẩy cọ kim loại trước Khi mạ.
Xử lý nước thải: thay đổi pH, chủng loại vứt kim chủng loại nặng trĩu.
Sản xuất hóa hóa học: Axit nitric (HNO₃), vật liệu nhựa, thuốc nhuộm.
Chế biến chuyển dầu lửa: Tinh chế xăng dầu, loại bỏ tạp chất hữu cơ.
Ắc quy chì (Pb-Acid): Dùng làm hóa học năng lượng điện phân.
6. Câu Hỏi Thường Gặp Về Phương Pháp Tiếp Xúc
Tại sao không hít vào SO₃ thẳng vào nước để tạo H₂SO₄?
Vì tạo sương mù axit rất nguy hại và khó khăn rà soát.
Tại sao cần thiết xúc tác V₂O₅ trong phản xạ SO₂ + O₂ → SO₃?
Vì phản ứng này diễn ra chậm ở sức nóng độ thường, V₂O₅ góp tăng vận tốc phản xạ và nâng lên hiệu suất lên 98%.
H₂SO₄ có thể tạo ra từ khí thải công nghiệp không?
Có, nhiều nhà máy tận dụng khí SO₂ kể từ công nghiệp luyện kim nhằm tạo ra H₂SO₄, giảm ô nhiễm và độc hại môi trường.
7. Kết Luận – Sản Xuất H₂SO₄ Bằng Phương Pháp Tiếp Xúc
H₂SO₄ công nghiệp được phát triển chủ yếu đuối bởi phương thức tiếp xúc, bao gồm 4 mức độ chủ yếu:
Đốt S hoặc FeS₂ để tạo ra 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 còn có hiệu suất cao (~98%) và ít ô nhiễm và độc hại hơn cách buồng chì.
H₂SO₄ có tương đối nhiều phần mềm vào phân bón, luyện kim, hóa hóa học, dầu lửa và xử lý nước thải.
sản xuất h2so4 trong công nghiệp công nghệ hiện đại, tạo ra H₂SO₄ bằng cách tiếp xúc không chỉ giúp đáp ứng nhu cầu công nghiệp mà còn thêm phần đảm bảo môi trường bằng cơ hội hạn chế khí giả độc hại.