تولید اسید سولفوریک به روش دو جذبی

اسید سولفوریک نسوز

قدیمی ترین مدرک موجود در مورد اسید سولفوریک به قرن هشتم میلادی برمی گردد که در آن جابربن حیان طوسی در مورد تقطیر شوره با زاج سبز سخن می کوید،اما کشف آن به زکریای رازی دیگر دانشمند ایرانی قرن ۱۰ میلادی نسبت داده می شود.او اسید سولفوریک را از طریق تقطیر خشک کانی هایی که شامل سولفات آهن که زاج سبز نامیده می شود و سولفات مس که کات کبود نامیده می شوند به دست می آورد. حرارت هریک از این ترکیبات باعث تجزیه ی آنها و ایجاد اکسید آهن،اکسید مس و آب می گردد.ترکیب آب و تری اکسید گوگرد حاصل شده ،محلول رقیق اسید سولفوریک را ایجاد می کند.این روش با ترجمه متون علمی و کتاب های دانشمندان مسلمان ایرانی توسط شیمیدان های اروپایی در قرون وسطی مانند آلبرت ماگنوس در اروپا شناخته شد و به این دلیل اسید سولفوریک را شیمیدان های قرون وسطی،به نام جوهر گوگرد شناختند.از آن تاریخ به بعد ،مدارک زیادی در مورد اسید سولفوریک موجود می باشد ولی تنها در قرن ۱۶ میلادی بود که محققان در مورد خواص و روش های گوناگون تولید اسید سولفوریک شروع به تحقیق نمودند.

در قرن ۱۸ میلادی تولید صنعتی اسید سولفوریک از روش سوزاندن گوگرد در حضور نیتریت پتاسیم (KNO3) , و آب در کشور انگلستان آغاز گردید.در این روش گوگرد و نیتریت پتاسیم به نسبت ۸ به یک مخلوط و در زیر یک فلاسک شیشه ای بخار سوزانده می شدند که در نتیجه آ« اسید سولفوریک تشکیل شده و پس از کندانس شده روی سطح شیشه جمغ آوری می گردید.روش های اولیه ی تولید صنعتی اسید سولفوریک بازده خیلی کمی داشتند و نمی توانستند به بیش از ۵۰ درصد برسند.ولی حتی با وجود این بازده کم مقدار تولید اسید سولفوریک همچنان سیر صعودی خود را طی می کرد.

با رشد تقاضای اسید سولفوریک و افزایش مصرف آن روش های دیگری برای افزایش سرعت و مقدار و مقدار تولید آن به کار گرفته شد و مجفظه های سربی جایگزین فلاسک شیشه ای برا یانجام واکنش بین گوگرد و نیتریت پتاسیم شدند.

با این همه صنایع رنگرزی و سایر صنایع شیمیایی خواهان اسید سولفوریک با غلظت بالاتر بودند.این امر با روش تقطیر خشک کانی ها شبیه همان روش اول رازی ممکن شد.سولفید آهن در اثر حرارت در هوا تولید سولفات آهن می کند و فرآورده ی حاصل با گرمادهی بیشتر اکسید شده و تولید سولفات آهن می کند که در اثر حرارت در ۴۸۰ درجه ی سانتیگراد تجزیه شده و اکسید آهن و تری اکسید گوگرد ایجاد می کند.عبور دادن آرام تر اکسید گوگرد از میان آب ،اسید سلفوریک با غلظت بالا تولید می کند.

در سال ۱۸۲۷ معرفی برج های سربی برای بازیافت اکسیدهای نیتروژن توسط "گیلوساک"قدم مهمی در تولید اسیدسولفوریک براشته شد و نخستین بهینه سازی انجام یافته بر روی آن مبتنی بر افزودن هوای محیط به سیستم به منظور پیشرفت بیشتر واکنش بود .همچنین به جای استفاده از سیسستم نا پیوسته(Batch) از سیستم پیوسته ی سوزاندن گوگرد در آن استفاده گردید.۳۲ سال بعد "جان گلاور" اولین برج حذف نیتروژن و افزایش غلظت اسید سولفوریک را معرفی کرد.برج های گیلوساک و گلاور بخش های اصلی سیستمی را که ما امروز به نام "فرآیند تولید اسید سولفوریک اتاق سربی" می شناسیم،تشکیل می دهند.

سیستم یاد شده همچنان به عنوان روش اصلی تولید بود تا اینکه فرآیند Contact توسط "فیلیپس" در سال ۱۸۳۱ انجام گردید.

سرانجام در سال ۱۹۰۱ شرکت BASF فرآیند Contact را متولد کرد و اولین کارخانه ی اسید سولفوریک را به روش مذکور در خاک آمریکا بنا نمود.

اسید سولفوریک جزو مواد شیمیایی پراستفاده می باشد که به طور مثال در کارخانه های تولید کود شیمیایی،استخراج فلزات،سنتز های شیمیایی،تصفیه ی پساب ها و پالایشگاه های نفتی به صورت عمده مصرف می شود.

در اهمیت اسیدسولفوریک لازم به ذکر است بدانیم که کمتر محصول ساخت دست بشر است که در تولید آن اسید سولفوریک به طور مستقیم یا غیر مستقیم دخالت نداشته باشد.

یک واحد اسید سلفوریک تک جذبی متشکل است از یک یا چند بستر کاتیلیستی (که به طور سری قرار گرفته اند) و یک برج جذب که در ادامه ی آنها قرار دارد.واکنش تبدیل SO3 به SO3 بسته به غلظت SO2O2 و نیز درصد تبدیل مورد نیاز در این سیستم صورت می گیرد.بنابر تجربیات موجود استفاده از بیش از چهار بستر افزایش بازده تاثیر بسیار کمی دارد چرا که پیش رفت واکنش تعادلی بعد از چهار بستر بسیار کم خواهد شد.بازده واکنش در واحدهای تک جذبی بسته به غلظت SO2O2  وتعداد بسترهای کاتالیستی به طور معمول بین ۹۵% تا ۹۹% می باشد.

با توجه به آلودگی های زیست محیطی سیستم تک جذبی ، واحد های دو جذبی در تولید اسید سولفوریک مورد توجه قرار گرفته است . واحدهای اسید سولفوریکی که از سیستم جذب دوگانه بهره می برند دو برج جذب دارند که  برج های جذب میانی (Intermedate Absorbing Tower) و جذب نهایی (Finale Absorbing Tower) نامیده می شوند.برج جذب اولی بعد از یک سری بسترهای کاتالیستی که بسته به طراحی واحد شامل ۱و۲و۳ بستر می باشد قرار می گیرد و SO3 موجود در گاز (که در این بستر تولید شده است)به وسیله ی اسید سولفوریک در آن جذب می شود.

گاز جروجی از برج میانی که هنوز دارا یگاز SO است پس ازاینکه به دمای عملیاتی کاتالیست می رسد دوباره به COnverter بازگردانده می شود.بعد از اینکه همه ی واکنش ها انجام شد SO3 دوباره تولید شده در برج جذب نهایی به وسیله ی اسید سولفوریک گرفته و جذب می شود.

شرکت مواد نسوز پاسارگاد سابقه طولانی در امر تولید و اجرای لاینینگ های ضد اسید و نسوز طرح های تولید اسید سولفوریک دارد و یک نام شناخته شده برای صاحبان این صنایع می باشد و تا کنون ده ها پروژه کارخانه اسید سولفوریک اجرا نموده است . ما می توانیم در زمینه ساخت کوره سوخت گوگرد و کاتالیزور همچنین لاینینگ ضد اسید برج های خشک ، جذب و تقطیر ، مبدل ها و مخازن سیرکولاسیون اسید و طراحی واحد های دو جذبی  به شما کمک کنیم . همچنین این شرکت انواع پکینگ های سرامیکی مورد نیاز این صنایع را تولید میکند


مطالب مرتبط:

پروژه های اجرایی

کاشی و اجر ضد اسید 

ملات ضد اسید