Các bước sản xuất H2SO4 bằng phương pháp tiếp xúc
Phương Pháp Tiếp Xúc Trong Sản Xuất H₂SO₄
Phương pháp xúc tiếp là technology hiện tại đại và phổ biến đổi nhất nhằm tạo ra axit sunfuric (H₂SO₄) vào công nghiệp. Phương pháp này có hiệu suất cao, đến phép phát triển H₂SO₄ cùng với nồng độ lên đến 98%, bên cạnh đó ít khiến độc hại môi trường hơn so với phương thức buồng chì truyền thống lâu đời.
1. Tổng Quan Về Phương Pháp Tiếp Xúc
Nguyên liệu chủ yếu
Lưu huỳnh (S), quặng pyrit (FeS₂) hoặc khí SO₂ từ công nghiệp luyện kim.
Không khí cung cấp O₂ nhằm oxi hóa SO₂ thành SO₃.
Sản phẩm thu được
Axit sunfuric đậm sệt (H₂SO₄ 98%) – Dùng trong công nghiệp.
Oleum (H₂S₂O₇) – Dùng để pha trộn H₂SO₄ với độ đậm đặc mong 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 ko khí: S + O₂ → SO₂
Hoặc nung quặng pyrit: 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂
Cách 2: Oxi Hóa SO₂ Thành SO₃
Điều kiện 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 ko thể hòa tan thẳng vào nước vì sẽ tạo ra sương mù axit sunfuric, vô cùng khó kiểm tra.
Giải pháp: Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng nhằm tạo nên Oleum (H₂S₂O₇).
Phản ứng hóa học tập: SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇
Cách 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 lưu hoàng hoặc FeS₂ → Tạo SO₂.
Oxi hóa SO₂ thành SO₃ (xúc tác V₂O₅, 450°C).
Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng → Tạo Oleum.
sản xuất h2so4 trong công nghiệp 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 lưu hoàng hoặc khí thải công nghiệp
Xúc tác
V₂O₅
NO₂ (khí oxit nitơ)
Nhiệt độ phản ứng
450 – 500°C
Ở sức nóng độ thường
Hiệu suất
98%
60 – 70%
Nồng độ axit nhận được
98%
70% (phải cô quánh thêm)
Tính thân thiện với môi trường
Ít độc hại rộng
Gây ô nhiễm và 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 chủng loại trước lúc mạ.
Xử lý nước thải: thay đổi pH, chủng loại quăng quật kim chủng loại nặng.
Sản xuất hóa hóa học: Axit nitric (HNO₃), vật liệu nhựa, thuốc nhuộm.
Chế biến dầu lửa: Tinh chế xăng dầu, chủng loại bỏ tạp chất cơ học.
Ắc quy chì (Pb-Acid): Dùng làm chất điện phân.
6. Câu Hỏi Thường Gặp Về Phương Pháp Tiếp Xúc
Tại sao ko hấp thụ SO₃ thẳng vào nước nhằm tạo nên H₂SO₄?
Vì tạo sương mù axit vô cùng nguy khốn và khó khăn kiểm tra.
Tại sao cần xúc tác V₂O₅ vào phản xạ SO₂ + O₂ → SO₃?
Vì phản ứng này diễn ra chậm chạp ở sức nóng độ thường, V₂O₅ góp tăng vận tốc phản xạ và nâng cao hiệu suất lên 98%.
H₂SO₄ hoàn toàn có thể tạo ra kể từ khí thải công nghiệp không?
Có, nhiều nhà cửa máy tận dụng khí SO₂ kể từ công nghiệp luyện kim để phát triển H₂SO₄, tránh ô nhiễm và độc hại môi trường.
7. Kết Luận – Sản Xuất H₂SO₄ Bằng Phương Pháp Tiếp Xúc
H₂SO₄ công nghiệp được tạo ra nhà yếu bằng phương pháp tiếp xúc, 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 oleum.
Pha loãng oleum với nước nhằm thu H₂SO₄ 98%.
Phương pháp này có hiệu suất cao (~98%) và ít ô nhiễm hơn phương pháp phòng chì.
H₂SO₄ có nhiều ứng dụng vào phân bón, luyện kim, hóa hóa học, dầu lửa và xử lý nước thải.
Nhờ công nghệ phát triển, sản xuất H₂SO₄ bằng phương thức xúc tiếp ko chỉ góp thỏa mãn nhu cầu nhu cầu công nghiệp mà còn phải góp thêm phần đảm bảo môi trường bởi cách hạn chế khí giả độc hại.