สูตรกรดซัลฟูริก (H2SO4) คุณสมบัติโครงสร้างและการใช้งาน

กรดกำมะถัน (H₂SW₄₎ เป็นสารประกอบทางเคมีเหลวมันและไม่มีสีละลายในน้ำที่มีการปล่อยความร้อนและการกัดกร่อนต่อโลหะและเนื้อเยื่อ ถ่านไม้และสารอินทรีย์ส่วนใหญ่เมื่อสัมผัสกับมัน แต่ไม่น่าจะทำให้เกิดไฟไหม้.

กรดซัลฟูริกอาจเป็นสิ่งสำคัญที่สุดของสารเคมีอุตสาหกรรมหนักทั้งหมดและการบริโภคมีการอ้างถึงหลายครั้งในฐานะตัวบ่งชี้สถานะทั่วไปของเศรษฐกิจของประเทศ.

การได้รับสารเป็นเวลานานถึงความเข้มข้นต่ำหรือการสัมผัสในระยะสั้นต่อความเข้มข้นสูงอาจส่งผลให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพ การใช้กรดซัลฟูริกที่สำคัญที่สุดคือในอุตสาหกรรมปุ๋ยฟอสเฟต.

การใช้งานที่สำคัญอื่น ๆ ที่พบในการกลั่นปิโตรเลียม, การผลิตเม็ดสี, การดองเหล็ก, การสกัดโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและการผลิตวัตถุระเบิด, ผงซักฟอก, พลาสติก, เส้นใยประดิษฐ์และยา.

ดัชนี

• 1 Vitriol ซึ่งเป็นอดีตของกรดซัลฟิวริก
• 2 สูตร
• 3 โครงสร้างทางเคมี
  • 3.1 ใน 2D
  • 3.2 ในรูปแบบ 3D
• 4 ลักษณะ
  • 4.1 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
  • 4.2 ปฏิกิริยากับอากาศและน้ำ
  • 4.3 ความไวไฟ
  • 4.4 การเกิดปฏิกิริยา
  • 4.5 ความเป็นพิษ 
• 5 ใช้
  • 5.1 ทางอ้อม
  • 5.2 โดยตรง
• 6 การพัฒนาอุตสาหกรรมกรดซัลฟิวริก 
  • 6.1 กระบวนการกรดกำมะถัน
  • 6.2 กล้องตะกั่ว
• 7 การผลิตในปัจจุบัน: กระบวนการติดต่อ 
  • 7.1 กระบวนการติดต่อซ้ำ
• 8 วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตกรดซัลฟูริก
  • 8.1 Pyrite
  • 8.2 ซัลเฟอร์ไดออกไซด์
  • 8.3 การรีไซเคิล
• 9 ผลทางคลินิก
• 10 ความปลอดภัยและความเสี่ยง
  • 10.1 คลาสอันตรายของ GHS
  • 10.2 รหัสของคณะกรรมการที่มีความรอบคอบ
• 11 อ้างอิง

Vitriolo ประวัติของกรดซัลฟิวริก

ในยุคกลางของยุโรปกรดซัลฟิวริกเป็นที่รู้จักในนามกรดกำมะถัน, กรดกำมะถันหรือกรดกำมะถันโดยนักเล่นแร่แปรธาตุ ถือว่าเป็นสารเคมีที่สำคัญที่สุดและพยายามใช้เป็นศิลาอาถรรพ์.

ชาวซูมีรายชื่อของกรดกำมะถันหลายชนิดแล้ว นอกจากนี้ Galen ซึ่งเป็นแพทย์ชาวกรีก Dioscorides และ Pliny the Elder ได้ยกระดับการใช้ทางการแพทย์ของพวกเขา.

ในงานเล่นแร่แปรธาตุขนมผสมน้ำยาได้กล่าวถึงการใช้โลหะของสารvitriólicas กรดกำมะถันเป็นกลุ่มของแร่ธาตุน้ำเลี้ยงที่กรดซัลฟิวริกสามารถรับได้.

สูตร

-สูตร: H₂SW₄

-หมายเลข CAS: 7664-93-9

โครงสร้างทางเคมี

ในแบบ 2D

3D

คุณสมบัติ

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

กรดซัลฟูริกเป็นของกลุ่มปฏิกิริยาของกรดออกซิไดซ์ที่แรง.

ปฏิกิริยากับอากาศและน้ำ

- ปฏิกิริยากับน้ำนั้นมีน้อยมากยกเว้นความเป็นกรดสูงกว่า 80-90% จากนั้นความร้อนของการไฮโดรไลซิสจะรุนแรงมากอาจทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรง.

การลุกไหม้ได้

- กรดออกซิไดซ์ที่แรงมักไม่ติดไฟ พวกเขาสามารถเร่งการเผาไหม้ของวัสดุอื่น ๆ โดยการให้ออกซิเจนไปยังไซต์การเผาไหม้.

- อย่างไรก็ตามกรดซัลฟิวริกมีปฏิกิริยาสูงและสามารถติดไฟได้เมื่อสัมผัสกับวัสดุที่ติดไฟได้.

- เมื่อถูกความร้อนปล่อยควันพิษสูง.

- มันเป็นระเบิดหรือเข้ากันไม่ได้กับสารที่หลากหลาย.

- มันสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างรุนแรงที่อุณหภูมิและความดันสูง.

- อาจทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ.

การเกิดปฏิกิริยา

- กรดกำมะถันเป็นกรดอย่างยิ่ง.

- ทำปฏิกิริยารุนแรงกับโบรมีนเพนตาฟลูออไรด์.

- ระเบิดด้วย Para-nitrotoluene ที่อุณหภูมิ 80 ° C.

- การระเบิดเกิดขึ้นเมื่อกรดซัลฟิวริกเข้มข้นผสมกับโปแตสเซียมเปอร์แมงกาเนตในภาชนะที่มีความชื้น แมงกานีส heptoxide เกิดขึ้นซึ่งจะระเบิดที่อุณหภูมิ 70 ° C.

- ควรผสมสารอะคริโลไนไตรล์กับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นให้เย็นลงไม่เช่นนั้นจะเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนอย่างรุนแรง.

- อุณหภูมิและความดันเพิ่มขึ้นโดยการผสมในกรดซัลฟิวริกคอนเทนเนอร์ปิด (96%) ในส่วนเท่า ๆ กันกับสารใด ๆ ต่อไปนี้: acetonitrile, acrolein, 2-aminoethanol, แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ (28%), สวรรค์, n-butyraldehyde กรดคลอโรซัลโฟนิก, เอธิลีน diamine, เอทิลีนอิมีน, epichlorohydrin, เอทิลีนไซยาไฮดริน, กรดไฮโดรคลอริก (36%), กรดไฮโดรฟลูออริก (48.7%), propiolactone, โพรพีลีนออกไซด์.

- กรดซัลฟูริก (สมาธิ) เป็นอันตรายอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับคาร์ไบด์, โบรเมต, คลอเรต, วัสดุที่ทำให้บริสุทธิ์, รูป, และโลหะผง.

- มันสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันอย่างรุนแรงของอัลลิลคลอไรด์และทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮโปคลอไรท์แบบ exothermically เพื่อผลิตก๊าซคลอรีน.

- การผสมกรด chlorosulfuric และกรดซัลฟิวริก 98% ให้ HCl.

 ความเป็นพิษ 

- กรดซัลฟูริกกัดกร่อนเนื้อเยื่อของร่างกาย การสูดดมไอระเหยของสารอาจทำให้ปอดถูกทำลายอย่างรุนแรง การสัมผัสกับดวงตาอาจทำให้สูญเสียการมองเห็นทั้งหมด การสัมผัสกับผิวหนังสามารถทำให้เกิดเนื้อร้ายอย่างรุนแรงได้.

- การกลืนกรดซัลฟิวริกในปริมาณระหว่าง 1 ช้อนชาและครึ่งออนซ์ของสารเคมีเข้มข้นอาจถึงแก่ชีวิตได้สำหรับผู้ใหญ่ แม้สักสองสามหยดก็อาจถึงแก่ชีวิตได้หากกรดเข้าถึงหลอดลม.

- การได้รับสารเรื้อรังอาจทำให้เกิด tracheobronchitis, เปื่อย, เยื่อบุตาอักเสบและโรคกระเพาะ การเจาะกระเพาะอาหารและเยื่อบุช่องท้องอาจเกิดขึ้นและอาจตามมาด้วยการล่มสลายของการไหลเวียนโลหิต การไหลเวียนของโลหิตมักเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตทันที.

- ผู้ที่มีโรคทางเดินหายใจเรื้อรังโรคระบบทางเดินอาหารหรือประสาทและโรคตาและผิวหนังใด ๆ ที่มีความเสี่ยงมากขึ้น.

การใช้งาน

- กรดซัลฟูริกเป็นหนึ่งในสารเคมีอุตสาหกรรมที่ใช้มากที่สุดในโลก แต่การใช้งานส่วนใหญ่ถือได้ว่าเป็นทางอ้อมการมีส่วนร่วมในฐานะรีเอเจนต์แทนที่จะเป็นส่วนผสม

- กรดซัลฟิวริกส่วนใหญ่จบลงเมื่อกรดที่ใช้ในการผลิตสารประกอบอื่น ๆ หรือเป็นซัลเฟตบางชนิด.

- มีผลิตภัณฑ์จำนวนหนึ่งที่รวมกรดกำมะถันหรือกรดกำมะถัน แต่เกือบทั้งหมดเป็นผลิตภัณฑ์พิเศษที่มีปริมาณต่ำ.

- ประมาณ 19% ของกรดซัลฟูริกที่ผลิตในปี 2557 นั้นถูกใช้ในกระบวนการทางเคมีและส่วนที่เหลือก็ถูกใช้ในงานอุตสาหกรรมและเทคนิคที่หลากหลาย.

- การเติบโตของความต้องการกรดซัลฟิวริกทั่วโลกมีสาเหตุมาจากการลดลงของการผลิต: กรดฟอสฟอริก, ไทเทเนียมไดออกไซด์, กรดไฮโดรฟลูออริก, แอมโมเนียมซัลเฟต.

ทางอ้อม

- ผู้บริโภคกรดซัลฟิวริกที่ใหญ่ที่สุดคืออุตสาหกรรมปุ๋ย คิดเป็นสัดส่วนเพียง 58% ของการบริโภคทั่วโลกในปี 2014 อย่างไรก็ตามสัดส่วนนี้คาดว่าจะลดลงเหลือประมาณ 56% ในปี 2019 ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการเติบโตที่สูงขึ้นของการใช้สารเคมีและอุตสาหกรรมอื่น ๆ.

- การผลิตวัสดุปุ๋ยฟอสเฟตโดยเฉพาะกรดฟอสฟอริกเป็นตลาดหลักสำหรับกรดซัลฟูริก นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการผลิตวัสดุปุ๋ยเช่น triple superphosphate และ mono- และ diammonium phosphates ปริมาณเล็กน้อยใช้สำหรับการผลิต superphosphate และแอมโมเนียมซัลเฟต.

- ในการใช้งานในอุตสาหกรรมอื่น ๆ กรดซัลฟูริกจำนวนมากถูกใช้เป็นสื่อกลางในการทำปฏิกิริยากับปฏิกิริยาการขาดกรดในกระบวนการทางเคมีอินทรีย์และปิโตรเคมีที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเช่นไนเตรตการควบแน่นและการคายน้ำรวมถึงการกลั่นปิโตรเลียม ที่ใช้ในการกลั่นอัลคิเลชั่นและการทำให้บริสุทธิ์ของกลั่นกลั่น.

- ในอุตสาหกรรมเคมีอนินทรีย์การใช้งานมีความโดดเด่นในการผลิตเม็ดสีของ TiO2 กรดไฮโดรคลอริกและกรดไฮโดรฟลูออริก.

- ในอุตสาหกรรมแปรรูปโลหะกรดซัลฟิวริกใช้สำหรับการกัดเหล็กการชะทองแดงยูเรเนียมและแร่วาเนเดียมในการประมวลผลของแร่ธาตุ hydrometallurgical และในการเตรียมการอาบน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อการทำให้บริสุทธิ์และการชุบโลหะ อโลหะ.

- กระบวนการบางอย่างในการผลิตเยื่อไม้ในอุตสาหกรรมกระดาษในการผลิตสิ่งทอบางอย่างในการผลิตเส้นใยเคมีและในการฟอกของผิวหนังยังต้องใช้กรดซัลฟูริก.

โดยตรง

- อาจเป็นการใช้กรดซัลฟูริกที่ใหญ่ที่สุดซึ่งเป็นส่วนผสมของซัลเฟอร์ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอยู่ในกระบวนการของอินทรีย์ซัลโฟเนชั่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตผงซักฟอก.

- ซัลโฟเนชั่นยังมีบทบาทสำคัญในการได้รับสารอินทรีย์และผลิตภัณฑ์ยาอื่น ๆ อีกด้วย.

- แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นหนึ่งในสินค้าอุปโภคบริโภคที่มีกรดซัลฟิวริกที่รู้จักกันดีและเป็นตัวแทนเพียงเล็กน้อยของการใช้กรดซัลฟูริกทั้งหมด.

- ภายใต้เงื่อนไขบางประการกรดซัลฟิวริกถูกนำมาใช้โดยตรงในการเกษตรเพื่อการฟื้นฟูดินที่มีความเป็นด่างสูงเช่นที่พบในพื้นที่ทะเลทรายของสหรัฐอเมริกาตะวันตก อย่างไรก็ตามการใช้งานนี้ไม่สำคัญมากในแง่ของปริมาณรวมของกรดซัลฟูริกที่ใช้.

การพัฒนาอุตสาหกรรมกรดซัลฟิวริก 

กระบวนการกรดกำมะถัน

วิธีที่เก่าแก่ที่สุดในการรับกรดซัลฟูริกคือกระบวนการที่เรียกว่า "กรดกำมะถัน" ซึ่งมีพื้นฐานมาจากการสลายตัวทางความร้อนของกรดกำมะถันซึ่งเป็นซัลเฟตชนิดต่าง ๆ ที่มีแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ.

นักเล่นแร่แปรธาตุชาวเปอร์เซียJābir ibn Hayyān (ยังเป็นที่รู้จักกันในนาม Geber, 721 - 815 AD), Razi (865 - 925 AD) และ Jamal Din al-Watwat (1318 AD) รวมถึงกรดกำมะถันในรายการการจำแนกประเภทแร่ของพวกเขา.

การกล่าวถึงครั้งแรกของ "กระบวนการกรดกำมะถัน" ปรากฏในงานเขียนของ Jabir ibn Hayyan จากนั้นนักเล่นแร่แปรธาตุ St Albert the Great และ Basilius Valentinus ได้อธิบายกระบวนการในรายละเอียดเพิ่มเติม ใช้สารส้มและแคลไซต์ (กรดกำมะถันสีน้ำเงิน) เป็นวัตถุดิบ.

ในตอนท้ายของยุคกลางได้รับกรดซัลฟิวริกในปริมาณเล็กน้อยในภาชนะแก้วซึ่งกำมะถันถูกเผาด้วยดินประสิวในสภาพแวดล้อมที่ชื้น.

กระบวนการกรดกำมะถันถูกใช้ในระดับอุตสาหกรรมตั้งแต่ศตวรรษที่สิบหกเนื่องจากมีความต้องการกรดซัลฟิวริกมากขึ้น.

Vitriolo de Nordhausen

จุดเน้นของการผลิตนั้นมีศูนย์กลางอยู่ที่เมือง Nordhausen ของเยอรมัน (สำหรับสิ่งที่เริ่มถูกเรียกว่า vitriol ในฐานะ "vitriol of Nordhausen") ซึ่งมีการใช้เหล็ก (II) ซัลเฟต (กรดกำมะถันสีเขียว FeSO₄ - 7H₂O) เป็นวัตถุดิบซึ่งถูกทำให้ร้อนและผลของกำมะถันไตรออกไซด์จะถูกนำไปผสมกับน้ำเพื่อให้ได้กรดซัลฟิวริก (น้ำมันกรดกำมะถัน).

กระบวนการนี้ดำเนินการในห้องครัวซึ่งบางแห่งมีหลายระดับในแบบคู่ขนานเพื่อให้ได้ปริมาณน้ำมันกรดกำมะถันในปริมาณที่มากขึ้น.

กล้องตะกั่ว

ในศตวรรษที่ 18 กระบวนการประหยัดมากขึ้นได้รับการพัฒนาสำหรับการผลิตกรดซัลฟูริกที่รู้จักกันในชื่อ "กระบวนการหอการค้าตะกั่ว".

ความเข้มข้นสูงสุดของกรดที่ได้รับคือ 78% ในขณะที่ได้รับ "กรดด่างกระบวนการ" กรดเข้มข้นและ oleum ได้ดังนั้นวิธีนี้ยังคงใช้ในบางภาคของอุตสาหกรรมจนกว่าจะมีลักษณะของ "กระบวนการของ การสัมผัส "ในปี 1870 ซึ่งกรดเข้มข้นสามารถหาได้ในราคาถูกกว่า.

กรดซัลฟูริค oleum หรือ fuming (CAS: 8014-95-7) เป็นวิธีแก้ปัญหาความคงตัวของน้ำมันและสีน้ำตาลเข้มองค์ประกอบของตัวแปรของซัลเฟอร์ออกไซด์ออกไซด์และกรดซัลฟูริกซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยสูตร₂SW₄.xso₃ (โดยที่ x แทนเนื้อหาโมลอิสระของซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI)) ค่าสำหรับ x ของ 1 ให้สูตรเชิงประจักษ์ H₂S₂O₇, ซึ่งสอดคล้องกับกรด disulfuric (หรือกรด pyrosulfuric).

กระบวนการ

กระบวนการของห้องตะกั่วเป็นวิธีอุตสาหกรรมที่ใช้ในการผลิตกรดซัลฟูริกในปริมาณมากก่อนที่จะถูกแทนที่ด้วย "กระบวนการติดต่อ".

ในปี ค.ศ. 1746 ที่เมืองเบอร์มิงแฮมประเทศอังกฤษ John Roebuck เริ่มผลิตกรดซัลฟิวริกในห้องที่มีสารตะกั่วซึ่งมีความแข็งแรงและราคาถูกกว่าภาชนะแก้วที่เคยใช้มาก่อน.

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (จากการเผาไหม้ของธาตุกำมะถันหรือแร่ธาตุโลหะที่มีกำมะถันเช่นไพไรต์) ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับไอน้ำและไนโตรเจนออกไซด์ในห้องขนาดใหญ่ที่มีแผ่นตะกั่ว.

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ละลายและประมาณ 30 นาทีซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถูกออกซิไดซ์เป็นกรดซัลฟูริก.

สิ่งนี้ได้รับการอนุญาตสำหรับอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพของการผลิตกรดซัลฟูริกและด้วยการปรับแต่งที่หลากหลายกระบวนการนี้ยังคงเป็นวิธีมาตรฐานของการผลิตเกือบสองศตวรรษ.

ในปี ค.ศ. 1793 Clemente y Desormes ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยการแนะนำอากาศเสริมในกระบวนการของห้องเก็บตะกั่ว.

ในปี 1827 Gay-Lussac ได้แนะนำวิธีการดูดซับไนโตรเจนออกไซด์จากก๊าซเสียจากห้องเก็บตะกั่ว.

ในปี 1859 โกลเวอร์ได้พัฒนาวิธีการกู้คืนไนโตรเจนออกไซด์จากกรดที่เกิดขึ้นใหม่โดยใช้วิธีการกักเก็บก๊าซร้อนซึ่งทำให้สามารถเร่งกระบวนการด้วยไนโตรเจนออกไซด์ได้อย่างต่อเนื่อง.

2466 ในปีเตอร์เสนแนะนำการปรับปรุงกระบวนการหอคอยที่อนุญาตให้มีการแข่งขันด้วยความเคารพต่อขั้นตอนการติดต่อจนถึงยุค 50.

กระบวนการในห้องนั้นแข็งแกร่งมากในปี 1946 มันยังคงแสดงถึง 25% ของการผลิตกรดซัลฟูริกทั่วโลก.

การผลิตในปัจจุบัน: กระบวนการติดต่อ 

กระบวนการสัมผัสเป็นวิธีการปัจจุบันของการผลิตกรดซัลฟูริกที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรมที่ทันสมัย แพลตตินัมเคยเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยานี้ อย่างไรก็ตาม vanadium pentoxide (V2O5) เป็นที่ต้องการในขณะนี้.

ในปี 1831 ในเมืองบริสตอลประเทศอังกฤษเพเรกรินฟิลลิปส์ได้จดสิทธิบัตรการออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมที่อุณหภูมิสูง.

อย่างไรก็ตามการยอมรับการประดิษฐ์ของเขาและการพัฒนาอย่างเข้มข้นของกระบวนการติดต่อเริ่มเฉพาะหลังจากความต้องการ oleum สำหรับการผลิตสีย้อมเพิ่มขึ้นจากประมาณ 1,872 เป็นต้นไป.

จากนั้นจึงทำการค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งที่ดีกว่าและตรวจสอบเคมีและอุณหพลศาสตร์ของสมดุล SO2 / SO3.

กระบวนการติดต่อสามารถแบ่งออกเป็นห้าขั้นตอน:

1. การรวมกันของซัลเฟอร์และไดออกซิน (O2) เพื่อก่อให้เกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์.
2. การทำให้บริสุทธิ์ของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในหน่วยการทำให้บริสุทธิ์.
3. การเพิ่มส่วนเกินของไดออกซินเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาวานาเดียมเพ็นท็อกไซด์ที่อุณหภูมิ 450 ° C และความดัน 1-2 atm.
4. การก่อตัวของซัลเฟอร์ไตรออกไซด์จะถูกเพิ่มเข้าไปในกรดซัลฟูริกที่ก่อให้เกิด oleum (กรดซัลฟูริก).
5. จากนั้นเติมน้ำมันโอเลมลงในน้ำเพื่อสร้างกรดซัลฟูริกซึ่งมีความเข้มข้นมาก.

ข้อเสียพื้นฐานของกระบวนการของไนโตรเจนออกไซด์ (ในระหว่างกระบวนการของห้องนำ) คือความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกที่ได้รับจะถูก จำกัด ไว้ที่สูงสุด 70-75% ในขณะที่กระบวนการติดต่อสร้างกรดเข้มข้น (98) %).

ด้วยการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาวานาเดียมที่ค่อนข้างไม่แพงสำหรับกระบวนการติดต่อพร้อมกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นการผลิตทั่วโลกของกรดซัลฟิวริกในโรงงานแปรรูปไนโตรเจนออกไซด์ลดลงอย่างต่อเนื่อง.

ในปี 1980 ไม่มีการผลิตกรดในโรงงานกระบวนการไนโตรเจนออกไซด์ในยุโรปตะวันตกและอเมริกาเหนือ.

กระบวนการติดต่อสองครั้ง

กระบวนการดูดซับแบบสัมผัสสองชั้น (DCDA หรือ Double Contact Double Absorption) ได้แนะนำการปรับปรุงกระบวนการติดต่อสำหรับการผลิตกรดซัลฟูริก.

ในปี 1960 ไบเออร์ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรสำหรับกระบวนการเร่งปฏิกิริยาสองชั้นที่เรียกว่า โรงงานแห่งแรกที่ใช้กระบวนการนี้เปิดตัวในปี 2507.

โดยการรวมขั้นตอนการดูดซับ SO₃ เบื้องต้นก่อนขั้นตอนการเร่งปฏิกิริยาขั้นสุดท้ายกระบวนการติดต่อที่ได้รับการปรับปรุงอนุญาตให้เพิ่มการแปลง SO อย่างมาก₂ , ลดการปล่อยก๊าซสู่ชั้นบรรยากาศลงอย่างมาก.

ก๊าซจะถูกส่งกลับไปยังคอลัมน์การดูดซับสุดท้ายซึ่งไม่เพียง แต่ให้ประสิทธิภาพการแปลงค่า SO สูง₂ ถึงดังนั้น₃ (ประมาณ 99.8%) แต่ยังช่วยให้การผลิตกรดซัลฟิวริกเข้มข้นสูงขึ้น.

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระบวนการนี้และกระบวนการติดต่อทั่วไปคือจำนวนขั้นตอนการดูดซึม.

เริ่มต้นในปี 1970 ประเทศอุตสาหกรรมหลักนำกฎระเบียบที่เข้มงวดสำหรับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและกระบวนการดูดซับสองครั้งได้รับการทั่วไปในโรงงานใหม่ อย่างไรก็ตามกระบวนการติดต่อแบบเดิมยังคงถูกนำมาใช้ในประเทศกำลังพัฒนาหลายแห่งที่มีมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่มีความต้องการน้อยกว่า.

แรงผลักดันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับการพัฒนากระบวนการติดต่อในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มการกู้คืนและการใช้ประโยชน์จากพลังงานจำนวนมากที่เกิดขึ้นในกระบวนการ.

ในความเป็นจริงโรงงานกรดซัลฟิวริกขนาดใหญ่ที่ทันสมัยสามารถมองเห็นได้ไม่เพียง แต่เป็นโรงงานเคมี แต่ยังเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อน.

วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตกรดซัลฟูริก

หนาแน่น

ไพไรต์เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตกรดซัลฟูริกจนถึงกลางศตวรรษที่ 20 เมื่อปริมาณกำมะถันในปริมาณสูงเริ่มฟื้นตัวจากกระบวนการกลั่นน้ำมันและการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซธรรมชาติกลายเป็นวัสดุหลัก อุตสาหกรรมพรีเมี่ยม.

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ปัจจุบันซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้มาจากวิธีการต่าง ๆ จากวัตถุดิบหลายชนิด.

ในสหรัฐอเมริกาอุตสาหกรรมมีพื้นฐานมาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ยี่สิบในการได้รับธาตุกำมะถันจากแหล่งใต้ดินโดย "กระบวนการ Frasch".

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นปานกลางมีการผลิตโดยการทำปฏิกิริยาและการทำให้บริสุทธิ์ของกรดซัลฟิวริกในปริมาณมากซึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการอุตสาหกรรมอื่น ๆ.

ใช้แล้ว

การรีไซเคิลกรดนี้มีความสำคัญมากขึ้นจากมุมมองของสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะในประเทศที่พัฒนาแล้วหลัก.

การผลิตกรดกำมะถันตามธาตุกำมะถันและไพไรต์แน่นอนว่าค่อนข้างอ่อนไหวต่อสภาวะตลาดเนื่องจากกรดที่ผลิตจากวัสดุเหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์หลัก.

ในทางกลับกันเมื่อกรดซัลฟูริกเป็นผลพลอยได้ที่ผลิตขึ้นเพื่อกำจัดของเสียจากกระบวนการอื่นระดับของการผลิตจะไม่ถูกกำหนดโดยเงื่อนไขในตลาดกรดซัลฟิวริก แต่โดยสภาวะตลาดสำหรับ ผลิตภัณฑ์หลัก.

ผลทางคลินิก

-กรดซัลฟูริกใช้ในอุตสาหกรรมและในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดในครัวเรือนเช่นน้ำยาล้างห้องน้ำ มันยังใช้ในแบตเตอรี่.

-การบริโภคโดยเจตนาโดยเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นสูงสามารถทำให้เกิดการบาดเจ็บและเสียชีวิตได้ การสัมผัสกับการกลืนกินเหล่านี้หาได้ยากในสหรัฐอเมริกา แต่พบได้ทั่วไปในส่วนอื่น ๆ ของโลก.

-เป็นกรดแก่ที่ทำให้เนื้อเยื่อเสียหายและแข็งตัวของโปรตีน มันกัดกรอนผิวหนังดวงตาจมูกเยื่อเมือกทางเดินหายใจและระบบทางเดินอาหารหรือเนื้อเยื่อใด ๆ.

-ความรุนแรงของการบาดเจ็บนั้นพิจารณาจากความเข้มข้นและระยะเวลาของการสัมผัส.

-สัมผัสที่ไม่รุนแรง (ความเข้มข้นน้อยกว่า 10%) ทำให้เกิดการระคายเคืองผิวหนังทางเดินหายใจส่วนบนและเยื่อบุทางเดินอาหาร.

-ผลทางเดินหายใจจากการได้รับสารสูดดมแบบเฉียบพลัน ได้แก่ การระคายเคืองของจมูกและลำคอ, ไอ, จาม, หลอดลมสะท้อนกลับ, หายใจลำบากและอาการบวมน้ำที่ปอด ความตายสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการพังทลายของระบบไหลเวียนโลหิตฉับพลันช่องว่างบวมและสายการบินที่ถูกบุกรุกหรือการบาดเจ็บของปอดเฉียบพลัน.

-การกลืนกรดซัลฟิวริกสามารถทำให้เกิดอาการปวดท้องทันทีคลื่นไส้น้ำลายไหลและอาเจียนของเยื่อเมือกหรือเลือดออกที่มีลักษณะของ "กาแฟบด" สังเกตอาเจียนเป็นเลือดสดเป็นครั้งคราว.

-การกลืนกรดซัลฟิวริกเข้มข้นสามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนของหลอดอาหารเนื้อร้ายและการเจาะของหลอดอาหารหรือกระเพาะอาหารโดยเฉพาะอย่างยิ่งในไพโลเรอส บางครั้งอาจเกิดการบาดเจ็บที่ลำไส้เล็ก ภาวะแทรกซ้อนภายหลังอาจรวมถึงการตีบและการสร้างทวาร การเผาผลาญกรดอาจพัฒนาหลังจากการกลืนกิน.

-แผลไหม้จากผิวหนังที่รุนแรงสามารถเกิดขึ้นได้กับเนื้อร้ายและรอยแผลเป็น สิ่งเหล่านี้อาจถึงแก่ชีวิตได้หากได้รับผลกระทบจากพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นผิวของร่างกาย.

-ดวงตามีความไวเป็นพิเศษต่อการบาดเจ็บจากการกัดกร่อน การระคายเคืองการฉีกขาดและเยื่อบุตาอักเสบสามารถพัฒนาแม้จะมีความเข้มข้นต่ำของกรดซัลฟูริก การกระเด็นด้วยกรดซัลฟิวริกในสาเหตุที่มีความเข้มข้นสูง: แผลไหม้ของกระจกตา, สูญเสียการมองเห็นและการเจาะทะลุบอลลูนเป็นครั้งคราว.

-การสัมผัสเรื้อรังอาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของปอด, โรคหลอดลมอักเสบเรื้อรัง, เยื่อบุตาอักเสบ, ถุงลมโป่งพอง, การติดเชื้อทางเดินหายใจบ่อยครั้ง, โรคกระเพาะ, การสึกกร่อนของฟันและอาจเป็นมะเร็งของระบบทางเดินหายใจ.

ความปลอดภัยและความเสี่ยง

ข้อความแสดงความเป็นอันตรายของระบบที่กลมกลืนกันทั่วโลกสำหรับการจำแนกและการติดฉลากสารเคมี (SGA)

ระบบความกลมกลืนทั่วโลกสำหรับการจำแนกและการติดฉลากของสารเคมี (SGA) เป็นระบบที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลสร้างขึ้นโดยสหประชาชาติที่ออกแบบมาเพื่อแทนที่มาตรฐานการจำแนกประเภทและการติดฉลากที่ใช้ในประเทศต่างๆผ่านการใช้เกณฑ์สากลที่สอดคล้องกัน ประเทศปี 2558).

ประเภทความเป็นอันตราย (และบทที่เกี่ยวข้องของพวกเขาของ GHS) การจำแนกประเภทและมาตรฐานการติดฉลากและคำแนะนำสำหรับกรดซัลฟิวริกมีดังต่อไปนี้ (European Chemicals Agency, 2017, สหประชาชาติ, 2015, PubChem, 2017): 

ระดับอันตรายของ GHS

H303: อาจเป็นอันตรายหากกลืน [คำเตือนแบบเฉียบพลันความเป็นพิษทางปาก - ประเภทที่ 5] (PubChem, 2017).

H314: ทำให้ผิวหนังไหม้อย่างรุนแรงและบาดเจ็บที่ตา [การกัดกร่อน / การระคายเคืองที่ผิวหนัง - ประเภท 1A, B, C] (PubChem, 2017).

H318: ก่อให้เกิดความเสียหายต่อดวงตาอย่างรุนแรง [อันตรายต่อดวงตาอย่างรุนแรง / การระคายเคืองดวงตา - ประเภทที่ 1] (PubChem, 2017).

H330: อันตรายถึงชีวิตจากการสูดดม [อันตรายพิษเฉียบพลัน, การสูดดม - ประเภทที่ 1, 2] (PubChem, 2017).

H370: ทำให้เกิดความเสียหายต่ออวัยวะ [อันตรายเป็นพิษต่ออวัยวะเป้าหมายโดยเฉพาะ, การได้รับสัมผัสครั้งเดียว - ประเภทที่ 1] (PubChem, 2017).

H372: ทำให้เกิดความเสียหายต่ออวัยวะเมื่อสัมผัสเป็นเวลานานหรือซ้ำหลายครั้ง [อันตรายเป็นพิษต่ออวัยวะเป้าหมายอย่างเฉพาะเจาะจง, การได้รับซ้ำ - หมวดที่ 1] (PubChem, 2017).

H402: เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ [เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมทางน้ำ, อันตรายเฉียบพลัน - หมวดที่ 3] (PubChem, 2017).

รหัสของสภาที่รอบคอบ

P260, P264, P270, P271, P273, P280, P284, P301 + P330 + P331, P303 + P361 + P353, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P307, P310, P312, P312, P312, P312, P312, P312, P312, P312, P312, P321 P363, P403 + P233, P405 และ P501 (PubChem, 2017).

การอ้างอิง

1. Arribas, H. (2012) แผนผังของการผลิตกรดซัลฟิวริกโดยวิธีการติดต่อโดยใช้ไพไรต์เป็นวัตถุดิบ [ภาพ] สืบค้นจาก wikipedia.org.
2. คู่มือเศรษฐศาสตร์เคมี, (2017). กรดกำมะถัน กู้คืนจาก ihs.com.
3. คู่มือเศรษฐศาสตร์เคมี, (2017. ) โลกแห่งกรดซัลฟิวริก - 2013 [ภาพ] กู้คืนจาก ihs.com.
4. ChemIDplus, (2017) โครงสร้าง 3 มิติของ 7664-93-9 - กรดกำมะถัน [ภาพ] สืบค้นจาก: chem.nlm.nih.gov.
5. Codici Ashburnhamiani (1166) รูปของ "Geber" ในศตวรรษที่สิบห้า ห้องสมุด Medicea Laurenziana [ภาพ] สืบค้นจาก wikipedia.org.
6. สำนักงานเคมีภัณฑ์แห่งยุโรป (ECHA), (2017) บทสรุปของการจำแนกประเภทและการติดฉลาก การจัดประเภทให้เป็นแบบเดียวกัน - ภาคผนวก VI ของระเบียบ (EC) หมายเลข 1272/2008 (ระเบียบ CLP). 
7. ธนาคารข้อมูลสารอันตราย (HSDB) TOXNET (2017) กรดกำมะถัน Bethesda, MD, EU: หอสมุดแห่งชาติการแพทย์ ดึงมาจาก: toxnet.nlm.nih.gov.
8. Leyo (2007) สูตรโครงร่างของกรดซัลฟิวริก [ภาพ] สืบค้นจาก: commons.wikimedia.org.
9. สารสกัดจาก บริษัท เนื้อสัตว์ของ Liebig (1929) Albertus Magnus, Chimistes ฉลอง [ภาพ] สืบค้นจาก: wikipedia.org.
10. Müller, H. (2000) กรดกำมะถันและซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ ในสารานุกรมเคมีอุตสาหกรรมของ Ullmann Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA วางจำหน่ายที่: doi.org.
11. สหประชาชาติ (2558) ระบบที่กลมกลืนกันทั่วโลกสำหรับการจำแนกประเภทและการติดฉลากของผลิตภัณฑ์เคมี (SGA) ฉบับที่หกฉบับปรับปรุง New York, United States: สิ่งพิมพ์ของสหประชาชาติ ดึงมาจาก: unece.org.
12. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม, (2017) กรดกำมะถัน - โครงสร้าง PubChem [ภาพ] Bethesda, MD, EU: หอสมุดแห่งชาติการแพทย์ สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
13. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม, (2017) กรดกำมะถัน Bethesda, MD, EU: หอสมุดแห่งชาติการแพทย์ สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
14. การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (NOAA) เคมีภัณฑ์ CAMEO (2017) แผ่นข้อมูลทางเคมี กรดซัลฟูริกใช้ไป ซิลเวอร์สปริง MD สหภาพยุโรป ดึงมาจาก: cameochemicals.noaa.gov.
15. การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (NOAA) เคมีภัณฑ์ CAMEO (2017) แผ่นข้อมูลทางเคมี กรดกำมะถัน ซิลเวอร์สปริง MD สหภาพยุโรป ดึงมาจาก: cameochemicals.noaa.gov.
16. การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (NOAA) เคมีภัณฑ์ CAMEO (2017) แผ่นข้อมูลกลุ่มปฏิกิริยา กรด, ออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง ซิลเวอร์สปริง MD สหภาพยุโรป ดึงมาจาก: cameochemicals.noaa.gov.
17. Oelen, W. (2011) กรดซัลฟูริกบริสุทธิ์บริสุทธิ์ 96 เปอร์เซ็นต์ [ภาพ] สืบค้นจาก: wikipedia.org.
18. Oppenheim, R. (1890) Schwefelsäurefabrik nach dem Bleikammerverfahren in der zweiten Hälfte des 19. Lehrbuch der Technischen Chemie [ภาพ] สืบค้นจาก: wikipedia.org.
19. Priesner, C. (1982) Johann Christian Bernhardt และตายVitriolsäureใน: Chemie ใน unserer Zeit [ภาพ] สืบค้นจาก: wikipedia.org.
20. Stephanb (2006) คอปเปอร์ซัลเฟต [ภาพ] สืบค้นจาก: wikipedia.org.
21. Stolz, D. (1614) แผนภาพ Alchemical Theatrum Chymicum [ภาพ] สืบค้นจาก: wikipedia.org.
22. Wikipedia, (2017) กรดกรดซัลฟิวริก สืบค้นจาก: wikipedia.org.
23. Wikipedia, (2017) กรดกำมะถัน สืบค้นจาก: wikipedia.org.
24. Wikipedia, (2017) Bleikammerverfahren สืบค้นจาก: wikipedia.org.
25. Wikipedia, (2017) กระบวนการติดต่อ สืบค้นจาก: wikipedia.org.
26. Wikipedia, (2017) กระบวนการห้องตะกั่ว สืบค้นจาก: wikipedia.org.
27. Wikipedia, (2017) น้ำมัน สืบค้นจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Oleum
28. Wikipedia, (2017) น้ำมัน สืบค้นจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/%C3%93leum
29. Wikipedia, (2017) ซัลเฟอร์ออกไซด์ สืบค้นจาก: wikipedia.org.
30. Wikipedia, (2017) กระบวนการกรดกำมะถัน สืบค้นจาก: wikipedia.org.
31. Wikipedia, (2017) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ สืบค้นจาก: wikipedia.org.
32. Wikipedia, (2017) ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ สืบค้นจาก: wikipedia.org.
33. Wikipedia, (2017) กรดกำมะถัน สืบค้นจาก: wikipedia.org.
34. Wikipedia, (2017) Vitriolverfahren สืบค้นจาก: wikipedia.org.
35. Wright, J. (1770) นักเล่นแร่แปรธาตุค้นหาหินของปราชญ์ค้นพบฟอสฟอรัสและสวดภาวนาเพื่อให้ข้อสรุปที่ประสบความสำเร็จในการดำเนินงานของเขาเช่นเดียวกับประเพณีโหราศาสตร์ Chymical โบราณ [ภาพ] สืบค้นจาก: wikipedia.org.