Сірчана кислота – їдка кров промисловості

Постійний попит на цю хімічну речовину доводить, наскільки вона незамінна для світової економіки. H ₂ SO ₄ — це їдка кров промисловості, яка пульсує в незліченних виробничих установках по всьому світу. З сірчаною кислотою працюють професіонали, які працюють у різних галузях промисловості. Вчені використовують його для численних досліджень і експериментів, а також з його допомогою студенти здобувають знання в хімічних лабораторіях. Сьогодні важко уявити функціонування сучасної економіки без сірчаної кислоти . Його властивості роблять його незамінною сировиною та реагентом, який важко витіснити навіть найінноваційнішими хімікатами, представленими на ринку виробниками хімікатів.

Характеристика та властивості H ₂ SO ₄

Сірчана кислота є однією з найсильніших мінеральних кислот. Це масляниста, важка і безбарвна рідина з надзвичайно сильними гігроскопічними властивостями. У концентрованому вигляді він також має сильні окисні властивості. Сірчана кислота надзвичайно добре розчиняється у воді в усіх пропорціях, виділяючи багато тепла. З цієї причини при розведенні вкрай важливо вилити кислоту у воду, а не навпаки. Сірчану кислоту можна виробляти навіть при концентрації 99%, однак втрата оксиду сірки навколо точки кипіння призводить до утворення азеотропу з 98,3%води. З цієї причини концентровану сірчану кислоту зазвичай зберігають у вигляді 98%розчину. Звичайно, H ₂ SO ₄ може існувати в багатьох концентраціях. Найпоширеніші водні розчини сірчаної кислоти:

– 10%- так звана сильно розведена сірчана кислота , зазвичай використовується як дегідрататор, регулятор рН і лабораторний реагент,

– 29-32%- використовується в популярних свинцево-кислотних акумуляторах,

– 62-70%- діє як так звана добривна кислота,

– 77-80%- використовується в процесі отримання H ₂ SO ₄ камерним способом і використовується для виробництва глауберової солі, тобто сульфату натрію (Na ₂ SO ₄ ),

– 98%- згадана раніше концентрована сірчана кислота.

Отримання сульфатної кислоти

У промисловості сірчану кислоту одержують контактним способом окисленням діоксиду сірки, який утворюється в основному при спалюванні сірки або сульфідів металів (наприклад, піриту). Процес виробництва сірчаної кислоти з використанням сірки можна розділити на три етапи. Перший з них передбачає виробництво діоксиду сірки. Потім діоксид сірки окислюється до триоксиду сірки. Остання стадія включає перетворення оксиду сірки (VI) в сірчану кислоту. Спалювання сірки здійснюється в надлишку повітря для повної реакції при тиску близько 0,5 МПа. Весь процес проводиться при температурі близько 150 ^o C в резервуарах, викладених товстим шаром вогнетривкої та кислотостійкої цегли. Розплавлену сірку фільтрують для видалення домішок (в основному це залізо і органічні сполуки). Часто в процес також вводять вапно, щоб зменшити кислотність розплавленої сірки, таким чином обмежуючи її корозійні властивості. Розплавлена ​​сірка перекачується в пальник, де потім спалюється. Потім суміш діоксиду сірки та повітря, що виходить з пальника, пропускають через фільтр, і всі домішки видаляються. На наступному етапі діоксид сірки перетворюється на триоксид сірки шляхом реакції з киснем у присутності каталізатора. Зазвичай використовуваним каталізатором є п’ятиокис ванадію (V ₂ O ₅ ), а як його носій – дисперсний сульфат калію. Підтримуюча функція цього каталізатора зазвичай складається з діоксиду кремнію або алюмосилікатів, які характеризуються дуже високою пористістю, що забезпечує велику площу поверхні для протікання реакції. Швидкість процесу також залежить від температури. На практиці його зберігають у межах приблизно 500°C, щоб забезпечити адекватну швидкість реакції з максимально можливою конверсією. Останній етап у виробництві сірчаної кислоти включає абсорбцію SO ₃ концентрованою H ₂ SO ₄ або олеумом, щоб запобігти утворенню важко конденсованого так званого туману сірчаної кислоти. Сірчана кислота з концентрацією 98%циркулює з такою швидкістю, що щойно поглинений SO ₃ викликає дуже незначне збільшення його концентрації. Весь процес здійснюється при температурі близько 70 ^o C, таким чином максимізуючи ефективність поглинання SO ₃ . Крім того, до резервуара для кислоти додається вода, щоб розбавити кислоту до відповідної концентрації. Потік сірчаної кислоти безперервно зливається та охолоджується пластинчастими теплообмінниками перед тим, як поміщатися в резервуари для зберігання. Загальна конверсія сірки в сірчану кислоту становить близько 99%.

Використання сірчаної кислоти

Сірчана кислота має велике значення в багатьох галузях промисловості. Найбільше споживання H ₂ SO ₄ спостерігається в галузі виробництва добрив. В основному це пов’язано з виробництвом суперфосфатів і фосфату і сульфату амонію. Сірчана кислота також має велике значення для виробництва інших кислот, наприклад соляної, азотної та фосфорної. Він також використовується у виробництві вибухових речовин як одна із сировини для виробництва тротилу. У свою чергу, в нафтохімічній промисловості H ₂ SO ₄ в основному використовується для отримання оліфи, гасу і парафіну. Він також виконує роль каталізатора в реакції отримання ізооктану, який є одним з основних компонентів бензину. Сірчана кислота також використовується в гірничодобувній промисловості та металургії, де вона використовується в процесах збагачення мідної руди. H ₂ SO ₄ також є електролітом у популярних свинцево-кислотних акумуляторах. Крім того, сірчана кислота широко використовується в промисловості миючих засобів (наприклад, у виробництві лаурилсульфату натрію) і в косметичній промисловості, де вона використовується для виробництва сировини і напівфабрикатів (наприклад, нітрату срібла), як а також перекис водню або ароматизатори. Таке широке застосування означає, що за відсутності сірчаної кислоти було б неможливо або просто невигідно здійснювати багато основних і надзвичайно важливих промислових процесів.

Сірчана кислота в PCC Group

PCC Rokita має стабільну позицію постачальника сірчаної кислоти на 77%. H ₂ SO ₄ виробляється в підрозділі Chlorine Business Unit контактним способом, що гарантує дуже високу чистоту і повторюваність отриманого продукту. Пропозиція сірчаної кислоти, представлена ​​групою PCC, адресована насамперед виробникам фосфорних добрив, паперу та глауберової солі, тобто сульфату натрію (Na ₂ SO ₄ ). Останній продукт також можна використовувати у виробництві деревної маси, скла, барвників і миючих засобів. Сульфат натрію також використовується в медицині як проносний засіб. Сірчана кислота є сировиною, незамінною в багатьох технологічних процесах, і її надзвичайно різноманітний ринок стоїть на порозі багатьох викликів. Занепокоєння щодо негативного впливу на навколишнє середовище може компенсувати або навіть послабити попит на цю популярну сировину. Проте фактом є те, що H ₂ SO ₄ , незважаючи на те, що вона присутня в хімії протягом багатьох років, не втрачає своєї популярності і все ще залишається однією з найнеобхіднішої хімічної сировини, що використовується в промисловості в масових масштабах.