Λήψη θειικού οξέος και οι εφαρμογές του

2025 Συγγραφέας: Howard Calhoun | calhoun@techconfronts.com. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-24 13:14

Σήμερα, το θειικό οξύ παράγεται κυρίως με δύο βιομηχανικές μεθόδους: επαφής και νιτρώδους. Η μέθοδος επαφής είναι πιο προοδευτική και στη Ρωσία χρησιμοποιείται ευρύτερα από τη νιτρώδους μέθοδο, δηλαδή τη μέθοδο του πύργου.

Η λήψη θειικού οξέος ξεκινά με την καύση θειούχων πρώτων υλών, όπως οι σιδηροπυρίτες. Σε ειδικούς φούρνους πυρίτη, λαμβάνεται το λεγόμενο αέριο καβουρδίσματος, το οποίο περιέχει περίπου 9% διοξείδιο του θείου. Αυτό το βήμα είναι το ίδιο τόσο για μεθόδους επαφής όσο και για μεθόδους νιτρωδών.

Στη συνέχεια, είναι απαραίτητο να οξειδωθεί ο προκύπτων θειούχος ανυδρίτης σε θειικό ανυδρίτη. Ωστόσο, πρέπει πρώτα να καθαριστεί από μια σειρά από ακαθαρσίες που παρεμβαίνουν στην περαιτέρω διαδικασία. Το αέριο ψησίματος καθαρίζεται από τη σκόνη σε ηλεκτροστατικούς κατακρημνιστές ή σε συσκευές κυκλώνα και στη συνέχεια τροφοδοτείται σε μια συσκευή που περιέχει στερεές μάζες επαφής, όπου το διοξείδιο του θείου SO₂ οξειδώνεται σε θειικό ανυδρίτη SO3_.

Αυτή η εξώθερμη αντίδραση είναι αναστρέψιμη - μια αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί στην αποσύνθεση του σχηματιζόμενου θειικού ανυδρίτη. Από την άλλη πλευρά, καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, ο ρυθμός της άμεσης αντίδρασης είναι πολύ χαμηλός. Να γιατίη θερμοκρασία στη συσκευή επαφής διατηρείται εντός 480oС ρυθμίζοντας τον ρυθμό διέλευσης του μίγματος αερίων.

Επιπλέον, με τη μέθοδο επαφής, σχηματίζεται θειικό οξύ όταν ο θειικός ανυδρίτης συνδυάζεται με νερό.

Η μέθοδος του αζώτου χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται από οξείδια του αζώτου. Η παραγωγή θειικού οξέος με αυτή τη μέθοδο πυροδοτείται από το σχηματισμό θειικού οξέος από την αλληλεπίδραση του διοξειδίου του θείου από το αέριο ψησίματος με το νερό. Επιπλέον, το προκύπτον θειικό οξύ οξειδώνεται από νιτρικό οξύ, το οποίο οδηγεί στον σχηματισμό μονοξειδίου του αζώτου και θειικού οξέος.

Αυτό το μείγμα αντίδρασης τροφοδοτείται σε έναν ειδικό πύργο. Ταυτόχρονα, ρυθμίζοντας τη ροή του αερίου, διασφαλίζεται ότι το μείγμα αερίων που εισέρχεται στον πύργο απορρόφησης περιέχει διοξείδιο του αζώτου και μονοξείδιο σε αναλογία 1:1, τα οποία είναι απαραίτητα για τη λήψη νιτρώδους ανυδρίτη.

Τέλος, η αλληλεπίδραση θειικού οξέος και νιτρώδους ανυδρίτη παράγει NOHSO_{4 - νιτροζυλοθειικό οξύ.}

Το νιτροζυλοθειικό οξύ που προκύπτει τροφοδοτείται στον πύργο παραγωγής, όπου αποσυντίθεται με νερό, απελευθερώνει νιτρώδες ανυδρίτη:

2NOHSO₄+ N₂O=N₂O ₃ + 2Н₂SO_{4, που οξειδώνει το θειικό οξύ που σχηματίζεται στον πύργο.}

Το μονοξείδιο του αζώτου που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης επιστρέφει ξανά στον οξειδωτικό πύργο και μπαίνει σε νέο κύκλο.

Προς το παρόν λαμβάνεται στη ΡωσίαΤο θειικό οξύ παράγεται κυρίως με τη μέθοδο της επαφής. Η νιτρώδης μέθοδος χρησιμοποιείται σπάνια.

Η χρήση του θειικού οξέος είναι πολύ ευρεία και ποικίλη.

Το μεγαλύτερο μέρος πηγαίνει στην παραγωγή χημικών ινών και ορυκτών λιπασμάτων, χρειάζεται για την παραγωγή φαρμάκων και βαφών. Με τη βοήθεια θειικού οξέος, αιθυλικής και άλλων αλκοολών, λαμβάνονται απορρυπαντικά και φυτοφάρμακα.

Τα διαλύματά του χρησιμοποιούνται στην κλωστοϋφαντουργία, στη βιομηχανία τροφίμων, σε διεργασίες νίτρωσης και για την παραγωγή εκρηκτικών. Το θειικό οξύ μπαταρίας χρησιμεύει ως ηλεκτρολύτης για την έκχυση σε μπαταρίες μολύβδου, οι οποίες χρησιμοποιούνται ευρέως στις μεταφορές.