Sản xuất axit sunfuric từ lưu huỳnh trioxit trong công nghiệp

HP: HÓA CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG
SVTH: VĂN THÀNH ĐẠT
GVHDThs-GVC: TÔ KIM THI
Không chỉ là 160 mà là 160 triệu tấn, đó là lượng axit sunfuric mà trung bình các quốc gia trên thế giới tiêu thụ ( Theo Wikipedia)
SO3 + H2O → H2SO4 ∆H < 0

∆H < 0 → Phản ứng bất lợi về nhiệt
Vì vậy để tăng hiệu xuất và tốc độ hấp thụ SO3 cần phải làm nguội khí SO3 trước khi vào tháp hấp thụ
→ Hấp thụ SO3 là quá trình tỏa nhiệt. Trường hợp này gần giống như quá trình hòa tan SO3 trong H2SO4 cho nên nhiệt độ của quá trình hấp thụ càng thấp thì tốc độ hấp thụ SO3 càng nhanh
Khí SO3
KK
KK
Tháp làm lạnh ống chùm
Khí SO3 sau khi được làm nguội đến 30oC được dẫn qua 2 tháp hấp thụ đặt liền nhau để hấp thụ hoàn toàn SO3 (nhiệt độ trong tháp không quá 60oC)
Tháp hấp thụ?
THÁP HẤP THỤ SO3
10m
Vỏ tháp bằng thép
Gạch chịu axit
Các đệm rỗng hình trụ bằng Sứ hoặc chất dẻo
SO3
H2SO4
Khí và chất lỏng đi ngược chiều nhau
Khí SO3
Thùng chứa
Bơm
Làm lạnh
Tháp hấp thụ
Trong sản xuất không dùng trực tiếp nước để hấp thụ SO3 mà người ta dùng oleum
THÁP HẤP THỤ THỨ NHẤT
Khí SO3
Thùng chứa
Bơm
Làm lạnh
Tháp hấp thụ
THÁP HẤP THỤ THỨ HAI
Quá trình liên tục tuần hoàn và khép kín
Trong công nghiệp người ta không dùng nước để hấp thụ vì tạo ra mù axit sunfuric nên người ta dùng axit H2SO4 để hấp thụ SO3. Phản ứng giữa SO3 và dung dịch axit là phản ứng dị thể.
Để tăng tốc độ phản ứng người ta phải dẫn ngược dòng trong tháp hấp thụ qua đệm rỗng hình trụ bằng sứ, SO3 được dẫn từ dưới lên,axit được phun từ trên xuống thu được 1 phần oleum dưới đáy tháp thứ nhất dẫn ra qua thùng chứa. 1 phần khí không hấp thụ được dẫn qua tháp thứ hai, nguyên lí làm việc của tháp thứ hai giống tháp thứ nhất.
Tại tháp thứ 2 khí SO3 không hấp thụ (Lương SO3 lớn hơn 1,5% về thể tích) được xử lí và cho quay lại ban đầu. Quá trình liên tục tuần hoàn và khép kín.
Nguyên tắc hoạt động:
Nhà máy sản xuất axit sunfuric
Xử lý khí SO3 dư như thế nào?
Khí SO3 có dư không và có bị thoát ra ngoài môi trường không?
Nếu lượng SO3 vẫn không hấp thụ nhỏ hơn 1,5% về thể tích thì sẽ được xử lí bằng phương pháp hấp thụ để tạo ra sản phẩm thương mại…
Có thể xử lý SO3 dư bằng phương pháp hấp thụ (hòa tan chọn lọc vào chất lỏng)
Dd Kiềm:NaOH, Ca(OH)2
SO3 được hấp thụ theo phản ứng:
2NaOH + SO3 →Na2SO4 + H2O
QT tái sinh lại NaOH thực hiện nhờ phản ứng:
Na2SO4 + Ca(OH)2
→ CaSO4 + 2NaOH
Sử dụng huyền phù đá vôi
CaCO3 + SO3 → CaSO4 + CO2
CaSO4 tạo thành có thể được sử dụng để làm vật liệu xây dựng như xi măng, gạch men, kỹ thuật nặn tượng…hay trong y tế để được sử dụng để bó bột hoặc dùng làm khung xương...