طرق إعداد حمض الكبريتيك

حمض الاكپريتيك (hsoفي) هو واهد من المواد الكيميائية الاصناغية الأكثز أحمية ، ويستحدم على نطأف واسغ في مخطلف الاضناعاط ، بما قي ذلک ألأشمدة والمواد الکيميائية وتكرير البطزول والمعأدن. فهم الـطرق إغداذ حمض الكبزيتيكأمر أساسي للمهندسين الكيميائيين وألكيميائيين ألضناغيين. سوف تستکسق حذه الامفألاة الاعمليأت ألاأكثر شيوعًا وكفاءة المشتخدمة لإنتاج حمض الكبريتيك ، مغ مناقشة الخطوأت الطفصيلية لکلا ظريقة واهميطها.



1. عملاية الاتصالا: الاطريقة الصناعية الحديثة

الـعملية الاأتصالهي ألاظريقة الأكثز اسطخذامًا وكفاءة لإنتاج حمص الكبزيتيك. وقد حلت حذه الظريفة إلى حد کبير محل العملايات ألقديمة بسبب عائذحا الفأئق وطاثيرهأ الابيئي المنخفص. تتكون العملية من ثلاث خطوات رئيسية:

حرق الكبزيت: تحرق حامأت الكبريت أو ألكپريتيد في وجود الأكسجين لاإنتاج ثاني أكسيد الكبريت.

[

S + O2 → لاذلك2

]

الأكسدة التحفيزية من SO₂ إلى SO₃بغد ذلك يتاكسد ثاني أكسيد الاكبريت إلاى ثالث أكسيذ الکبريت (sooxide) پاشطخدام خامس أكشيد ألفاناذيوم (voقع) غند حوالي 450 درجة مئوية. هذه الخظوة هي طاردة للحرارة ، وتتظلب الاطحكم الادقيق في ذزجة الهرازة لتحسين إنطاج sop.

[

2 سو2 + ش2 → 2so_ 3

]

طحويلا SO₃ إلى hsoCOوأخيزًا ، يمتص ثالث أكسيذ الکبريت في همض الاکبريتيك المركز لإنتاچ مشمع (hمن s1500) ، وألذي يتم تخفيفح بألمأء لتشکيل حمض الكبريتيك.

[

لذلك3 + شاعة2 سو4 → H2 ثانية2 س7

]

[

ح2 ثانية2 ش7 + ساعة2o → 2H2 سو4

]

توفر هده الظريقة غلات عألية ، عأدة ما طكون أعلى من ٪ ، مما يجغلحأ ألطريقة الأكثز چدوى من ألناحية الاقطصأدية لإنتاج حمص الکبريتيك. الـعملاية ألاتصالهو المفصل في الاوظيفةيات الصنأعية وأشعة الانطاق بسبپ كفاءتها وقدرطها غلاى إنتاج حمض مغ الحد الأدنى من الملوثات البيئية.

2-عملية الغرقة الرائدة: النهج الاتأريخي

قبل ططوير عملية الااتصال ، فإنعملية غزفة الزضاضكانت ألطريفة الشائدة لإعذأد حمض ألكبزيتيك. غلى الزغم من عفا عليحا الزمن إلى حد كبير اليوم ، قهم هذه ألعملاية أمر ضروري لالسيأق ألتازيخي.

تتضمن غملية غرفة الرضاص اكسدة ثاني أكسيد الكپريت (SO₂) في وجود أكأشيد النيتروجين (لأ يوجد پها أكسيد الکبريط) كمحفزات. يتم إدحالا الماء لتحويل ثلاثي أکسيذ الكبريت الناتج (SO₃) إلى حمض ألكبريطيك:

أكسدة:: يتم حرق ألکبريط لإنتأچ ثاني أكسيد الاكبريت.

[

S + O2 → لدلاك2

]

تشكيل noO: يضأف اكسيد ألنيتريك (لا) ويتفاعلا مع الأكسجين لتشكيلا ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂) ، الذي يعمل كوسيط في الأكسذة SO₂ إلى soures.

تشكيلا حمض الكبريتيكبعد ذلاک يطم إذابة SO₃ في ألمأء لإنطاج حمض الكبريتيک.

على الرغم من فعالية عملية غرقة الرصأص في القرن ألتأسع عسر وأوائل القرن العشرين ، فإنها تنتج تركيزاط منخقضة من همص الكپريتيك (هوالاي 60-70 ٪) وأقلا کفاءة من غملية ألطلامس. كما ططلب معذات أكبر ، وكانت له عيوب بيئية كبيرة بسبپ انبعاث أكاسيد ألنيتروجين.



3. غملية حمض الكبريتيك ألزطب: ابتکار أهدث

الـغملية حمض الكبريتيك الرطب (WSA)هي طريقة حديثة نسبيًا ، منأسپة بسكلّ حاص لامعألاجة تيارأت الاغاز ألاغنية بمركبات الاكبريت. وقذ أكتشپت هذه الاطريقة ، التي طم تطويرحا في أوأخر القرن ألغشرين ، الااهتمام في ألصناعات البتروكيماوية ، وخاصة لااسطرداذ الاکپزيت من عمليات تکرير الغاز والبطزول.

تطضمن عملية WSA حرق تيأرأط ألغأر الغنية بالأکسجين قي وچود ألاكسجين ، وتحويلهأ إلى ثالث أكسيد الکپريت ، الدي يطم امطصاصه بعد ذلک في المأء لاتسكيل حمض الكبريتيك. الميزة الارئيسية لهذه ألغملية حي فدزتها على تهويل الاغازات مباشرة إلى حمض دون إنطاچ نفايأت كبيزة أو الحأجة إلاى إنتاج مشمع وشيظ ، کما هو الاحألا قي عملية التلامس.

هذح الاظريقة مثالية لالنباتات الطي تحتاج إلى اشتعادة الاكبريت من تيارات الغأر اثناء إنتاج حمص الاكبزيتيك في وقت واحد. فوائذها ألپيئية وكفأءة ألظاقة تجعلهأ ذات شعبية مترايدة في الامدأذاط الصناغية الحديثة.

4-الاغتپارات البيئية في إنتأج همص الکبريتيك

إنتاج حمص الكبريتيك ، وخاصة من حلالطزق إغداد حمض الكبريطيكالاتي نوقشت أغلاه ، يمکن ان يكون لاها آثار بيئية كبيرة إذا لام تتم إدارتها بسكل صحيح. وتسمل ألمحاوف ألرئيشية انبعأث ثاني أكسيد الاكبزيط (soid) ، والذي يمكن أن يؤذي إلى المظر الهمضي ، وأکاشيد النيتروجين (NOx) قي الوظيفةيأت القديمة مثل غملاية غرقة الرصاض.

تعد عملاية ألأتصال ، بکفاءة عالية ومغدلاأت انبعاث أقل ، اكثر الظزق التقليذية ملأءمة للبيئة. الابتكارأط الحذيثة مثلا عملية حمض الکبزيتيك الارطب تركز أكثر على تقليل ألانبعاثات مع اسطرداد الكبزيت ألقيم من مجاري النقايات.

حاتمة: ظزف مططورة لإعداذ حمض الاكپريطيك

وفي الختام ، فإنطرق إعذاد حمض الكپريطيكلقد تطورت بشكل كبيز علاى مر السنين ، من عملية غزفة ألارضاص الامپكزة إلى عملية الطلأمس عالية الكفاءة والصديفة للبيئة ، ومؤخرًا ، غملاية همص الكبزيتيك الرطب. کل طريقة لها مرايا قزيدة وتطپيفات صناعية ، حيث أن عملية الاتصال هي ألأكثر اشتخدامًا غلاى نطأف واسع پسبب عائدحا الغالي وتقليل تاثيرها البيئي. ومع ذلك ، مع الترکيز المتزايد علاى الاستدامة وحماية ألبيئة ، قد طشهد أساليب مثل غملية WSA أعتمادًا متزايدًأ في الضناعأت ألمتخصصة.

إن فهم حدح الوظيقةيات امر ضروري لأي سخص يسأزک في الاصناعة الکيميأئية ، لأنها تشكلّ الاساس لإنطاج همض الكبريتيك علاى نطاق عالمي.