Plik Kwas Siarkowy (H.dwapołudniowy zachód4) Jest ciekłym, oleistym i bezbarwnym związkiem chemicznym, rozpuszczalnym w wodzie z wydzielaniem ciepła i korodującym metale i tkaniny. Karbonizuje drewno i większość materii organicznej w kontakcie z nim, ale jest mało prawdopodobne, aby spowodował pożar.
Kwas siarkowy jest prawdopodobnie najważniejszym ze wszystkich ciężkich chemikaliów przemysłowych, a jego zużycie było wielokrotnie cytowane jako wskaźnik ogólnego stanu gospodarki danego kraju..
Długotrwałe narażenie na niskie stężenia lub krótkotrwałe narażenie na wysokie stężenia może powodować niekorzystne skutki zdrowotne. Zdecydowanie najważniejszym zastosowaniem kwasu siarkowego jest przemysł nawozów fosforowych.
Inne ważne zastosowania to rafinacja ropy naftowej, produkcja pigmentów, wytrawianie stali, wydobywanie metali nieżelaznych oraz produkcja materiałów wybuchowych, detergentów, tworzyw sztucznych, włókien sztucznych i farmaceutyków..
Indeks artykułów
W średniowiecznej Europie kwas siarkowy był przez alchemików znany jako witriol, olej witriolowy lub likier witriolowy. Uważano go za najważniejszą substancję chemiczną i próbowano go wykorzystać jako kamień filozoficzny.
Sumerowie mieli już listę różnych rodzajów witrioli. Ponadto Galen, grecki lekarz Dioscorides i Pliniusz Starszy podnieśli jej medyczne zastosowanie.
W hellenistycznych pracach alchemicznych wspominano już o metalurgicznych zastosowaniach substancji witriolicznych. Vitriol to grupa minerałów szklistych, z których można uzyskać kwas siarkowy.
-Formuła: Hdwapołudniowy zachód4
-Numer CAS: 7664-93-9
Kwas siarkowy należy do reaktywnej grupy silnych kwasów utleniających.
- Reakcja z wodą jest znikoma, chyba że kwasowość przekracza 80-90%, wtedy ciepło hydrolizy jest ekstremalne, może powodować poważne oparzenia.
- Silne kwasy utleniające są na ogół niepalne. Mogą przyspieszać spalanie innych materiałów, dostarczając tlen do miejsca spalania.
- Jednak kwas siarkowy jest wysoce reaktywny i w kontakcie z nimi może zapalić drobno rozdrobnione materiały palne..
- Po podgrzaniu wydziela silnie toksyczne opary.
- Jest wybuchowy lub niekompatybilny z wieloma różnymi substancjami.
- Może ulegać gwałtownym zmianom chemicznym w wysokich temperaturach i ciśnieniu.
- Może gwałtownie reagować z wodą.
- Kwas siarkowy jest silnie kwaśny.
- Reaguje gwałtownie z pentafluorkiem bromu.
- Wybuchać z para-nitrotoluenem w 80 ° C.
- Wybuch następuje, gdy stężony kwas siarkowy miesza się z krystalicznym nadmanganianem potasu w pojemniku zawierającym wilgoć. Powstaje heptoksyd manganu, który wybucha w temperaturze 70 ° C.
- Mieszanina akrylonitrylu ze stężonym kwasem siarkowym musi być dobrze schłodzona, w przeciwnym razie nastąpi gwałtowna reakcja egzotermiczna.
- Wzrost temperatury i ciśnienia, gdy kwas siarkowy (96%) miesza się w równych porcjach w zamkniętym pojemniku z dowolną z następujących substancji: acetonitryl, akroleina, 2-aminoetanol, wodorotlenek amonu (28%), anilina, aldehyd n-butyrowy, chlorosulfonowy kwas, etylenodiamina, etylenoimina, epichlorohydryna, cyjanohydryna etylenu, kwas solny (36%), kwas fluorowodorowy (48,7%), tlenek propylenu, wodorotlenek sodu, monomer styrenu.
- Kwas siarkowy (stężony) jest wyjątkowo niebezpieczny w kontakcie z węglikami, bromianami, chloranami, podkładami, pikrynianami i sproszkowanymi metalami..
- Może wywoływać gwałtowną polimeryzację chlorku allilu i reagować egzotermicznie z podchlorynem sodu, tworząc gazowy chlor.
- Mieszanie kwasu chlorosiarkowego i 98% kwasu siarkowego daje HCl.
- Kwas siarkowy działa żrąco na wszystkie tkanki organizmu. Wdychanie oparów może spowodować poważne uszkodzenie płuc. Kontakt z oczami może spowodować całkowitą utratę wzroku. Kontakt ze skórą może spowodować ciężką martwicę.
- Połknięcie kwasu siarkowego w ilości od 1 łyżeczki do pół uncji skoncentrowanej substancji chemicznej może być śmiertelne dla osoby dorosłej. Nawet kilka kropli może być śmiertelne, jeśli kwas dostanie się do tchawicy.
- Przewlekłe narażenie może powodować zapalenie tchawicy i oskrzeli, zapalenie jamy ustnej, zapalenie spojówek i zapalenie żołądka. Może wystąpić perforacja żołądka i zapalenie otrzewnej, po których może nastąpić zapaść krążeniowa. Szok krążeniowy jest często bezpośrednią przyczyną śmierci.
- Osoby z przewlekłymi chorobami układu oddechowego, przewodu pokarmowego lub układu nerwowego oraz z wszelkimi chorobami oczu i skóry są narażone na zwiększone ryzyko.
- Kwas siarkowy to jedna z najpowszechniej stosowanych chemikaliów przemysłowych na świecie. Ale większość jego zastosowań można uznać za pośrednie, jako odczynnik, a nie składnik.
- Większość kwasu siarkowego kończy się jako kwas zużyty do produkcji innych związków lub jako pewnego rodzaju pozostałość siarczanowa.
- Wiele produktów zawiera siarkę lub kwas siarkowy, ale prawie wszystkie z nich to specjalne produkty o małej objętości..
- Około 19% kwasu siarkowego wyprodukowanego w 2014 roku zostało zużyte w około dwudziestu procesach chemicznych, a reszta została zużyta w wielu różnych zastosowaniach przemysłowych i technicznych.
- Wzrost zapotrzebowania na kwas siarkowy na świecie w kolejności malejącej wynika z produkcji: kwasu fosforowego, dwutlenku tytanu, kwasu fluorowodorowego, siarczanu amonu oraz w przetwórstwie uranu i zastosowaniach metalurgicznych.
- Zdecydowanie największym konsumentem kwasu siarkowego jest przemysł nawozowy. Stanowiło to nieco ponad 58% całkowitego światowego zużycia w 2014 r. Jednak oczekuje się, że odsetek ten spadnie do około 56% do 2019 r., Głównie w wyniku wyższego wzrostu innych zastosowań chemicznych i przemysłowych..
- Głównym rynkiem zbytu kwasu siarkowego jest produkcja fosforanowych materiałów nawozowych, zwłaszcza kwasu fosforowego. Jest również używany do produkcji materiałów nawozowych, takich jak superfosfat potrójny oraz fosforany mono- i dwuamonowe. Mniejsze ilości są wykorzystywane do produkcji superfosfatu i siarczanu amonu.
- W innych zastosowaniach przemysłowych znaczne ilości kwasu siarkowego są wykorzystywane jako ośrodek reakcji odwadniania kwasu, w chemii organicznej i procesach petrochemicznych obejmujących reakcje, takie jak nitrowanie, kondensacja i odwodnienie, a także w rafinacji ropy naftowej. rafinacja, alkilacja i oczyszczanie surowych destylatów.
- W przemyśle chemii nieorganicznej jego zastosowanie wyróżnia się przy produkcji pigmentów TiO2, kwasu solnego i kwasu fluorowodorowego..
- W przemyśle metalurgicznym kwas siarkowy jest stosowany do wytrawiania stali, ługowania rud miedzi, uranu i wanadu w hydrometalurgicznej obróbce minerałów oraz do przygotowania kąpieli elektrolitycznych do oczyszczania i powlekania metali. żelazawy.
- Niektóre procesy produkcji pulpy drzewnej w przemyśle papierniczym, przy produkcji niektórych tekstyliów, przy produkcji włókien chemicznych oraz przy garbowaniu skór również wymagają kwasu siarkowego..
- Prawdopodobnie największe zastosowanie kwasu siarkowego, w którym siarka jest wprowadzana do produktu końcowego, występuje w procesie organicznego sulfonowania, zwłaszcza do produkcji detergentów..
- Sulfonowanie odgrywa również ważną rolę w otrzymywaniu innych organicznych chemikaliów i drobnych farmaceutyków..
- Akumulatory kwasowo-ołowiowe to jedne z najbardziej znanych produktów konsumenckich zawierających kwas siarkowy, które stanowią jedynie niewielki ułamek całkowitego zużycia kwasu siarkowego..
- W pewnych warunkach kwas siarkowy jest stosowany bezpośrednio w rolnictwie do rekultywacji silnie zasadowych gleb, takich jak te występujące w pustynnych regionach zachodnich Stanów Zjednoczonych. Jednak to zastosowanie nie jest bardzo ważne ze względu na całkowitą objętość użytego kwasu siarkowego..
Najstarszą metodą otrzymywania kwasu siarkowego jest tzw. „Proces witriolowy”, polegający na termicznym rozkładzie witrioli, czyli różnego rodzaju siarczanów pochodzenia naturalnego..
Perscy alchemicy, Jābir ibn Hayyān (znany również jako Geber, 721 - 815 ne), Razi (865 - 925 ne) i Jamal Din al-Watwat (1318 ne), umieścili witriol na swoich listach klasyfikacji minerałów.
Pierwsza wzmianka o „procesie witriolu” pojawia się w pismach Jabira ibn Hayyana. Następnie alchemicy św. Albert Wielki i Basilius Valentinus bardziej szczegółowo opisali ten proces. Surowcami były ałun i chalkantyt (niebieski witriol).
Pod koniec średniowiecza kwas siarkowy pozyskiwano w niewielkich ilościach w szklanych pojemnikach, w których w wilgotnym środowisku spalano siarkę z saletrą..
Proces witriolu był stosowany na skalę przemysłową od XVI wieku ze względu na większe zapotrzebowanie na kwas siarkowy.
Produkcja skupiała się w niemieckim mieście Nordhausen (dlatego witriol zaczęto nazywać „witriolem Nordhausen”), gdzie siarczan żelaza (II) (zielony witriol, FeSO4 - 7HdwaO) jako surowiec, który został podgrzany, a powstały trójtlenek siarki został zmieszany z wodą w celu uzyskania kwasu siarkowego (olej witriolu).
Proces prowadzono w galerach, z których niektóre miały kilka poziomów równolegle, aby uzyskać większe ilości oleju witriolowego..
W XVIII wieku opracowano bardziej ekonomiczny proces produkcji kwasu siarkowego, zwany „procesem w komorze ołowianej”..
Do tego czasu maksymalne stężenie otrzymanego kwasu wynosiło 78%, natomiast przy „procesie witriolu” otrzymywano stężony kwas i oleum, więc metoda ta była stosowana w niektórych sektorach przemysłu aż do pojawienia się „procesu kontaktu” w 1870 r., dzięki której stężony kwas można było uzyskać taniej.
Oleum lub dymiący kwas siarkowy (CAS: 8014-95-7) to roztwór o oleistej konsystencji i ciemnobrązowej barwie, o zmiennym składzie trójtlenku siarki i kwasu siarkowego, który można opisać wzorem Hdwapołudniowy zachód4.xSO3 (gdzie x oznacza wolną zawartość molową tlenku siarki (VI)). Wartość x równa 1 daje wzór empiryczny HdwaSdwaLUB7, odpowiadający kwasowi disiarkowemu (lub kwasowi pirosiarkowemu).
Proces w komorze ołowianej był metodą przemysłową stosowaną do produkcji kwasu siarkowego w dużych ilościach, zanim został on zastąpiony przez „proces kontaktowy”.
W 1746 roku w Birmingham w Anglii John Roebuck rozpoczął produkcję kwasu siarkowego w komorach wyłożonych ołowiem, które były mocniejsze i tańsze niż wcześniej używane szklane pojemniki i mogły być znacznie większe..
Dwutlenek siarki (ze spalania siarki elementarnej lub minerałów metalicznych zawierających siarkę, takich jak piryt) wprowadzano wraz z parą wodną i tlenkiem azotu w dużych komorach wyłożonych blachami ołowianymi..
Dwutlenek siarki i dwutlenek azotu rozpuściły się i w ciągu około 30 minut dwutlenek siarki został utleniony do kwasu siarkowego..
Pozwoliło to na efektywne uprzemysłowienie produkcji kwasu siarkowego i przy różnych udoskonaleniach proces ten pozostawał standardową metodą produkcji przez blisko dwa stulecia..
W 1793 roku Clemente i Desormes osiągnęli lepsze wyniki, wprowadzając dodatkowe powietrze do procesu w komorze ołowianej..
W 1827 roku Gay-Lussac wprowadził metodę pochłaniania tlenków azotu z gazów odlotowych komory ołowianej..
W 1859 roku Glover opracował metodę odzyskiwania tlenków azotu z nowo powstałego kwasu poprzez odpędzanie gorącymi gazami, co umożliwiło ciągłe prowadzenie procesu katalizy tlenkiem azotu..
W 1923 roku Petersen wprowadził ulepszony proces budowy wieży, który pozwolił mu konkurować z procesem kontaktowym aż do lat pięćdziesiątych XX wieku..
Proces komorowy stał się tak solidny, że w 1946 r. Nadal stanowił 25% światowej produkcji kwasu siarkowego..
Proces kontaktowy jest obecnie stosowaną metodą wytwarzania kwasu siarkowego w wysokich stężeniach, niezbędną w nowoczesnych procesach przemysłowych. Katalizatorem tej reakcji była platyna. Jednak obecnie preferowany jest pięciotlenek wanadu (V2O5).
W 1831 roku w Bristolu w Anglii Peregrine Phillips opatentował utlenianie dwutlenku siarki do trójtlenku siarki przy użyciu katalizatora platynowego w podwyższonych temperaturach..
Jednak przyjęcie jego wynalazku i intensywny rozwój procesu kontaktowego rozpoczęły się dopiero po wzroście zapotrzebowania na oleum do produkcji barwnika od około 1872 roku..
Następnie poszukiwano lepszych katalizatorów stałych oraz badano chemię i termodynamikę równowagi SO2 / SO3..
Proces kontaktu można podzielić na pięć etapów:
Podstawową wadą procesów tlenków azotu (podczas procesu w komorze ołowianej) jest to, że stężenie otrzymanego kwasu siarkowego jest ograniczone do maksymalnie 70-75%, podczas gdy w procesie kontaktowym powstaje kwas stężony (98%).
Wraz z rozwojem stosunkowo niedrogich katalizatorów wanadowych do procesu kontaktowego, w połączeniu z rosnącym zapotrzebowaniem na stężony kwas siarkowy, globalna produkcja kwasu siarkowego w zakładach przetwórstwa tlenku azotu systematycznie spadała..
Do 1980 r. Praktycznie żaden kwas nie był produkowany w zakładach przetwórstwa tlenku azotu w Europie Zachodniej i Ameryce Północnej.
Proces podwójnego kontaktu podwójnej absorpcji (DCDA lub Double Contact Double Absorption) wprowadził ulepszenia w procesie kontaktowym do produkcji kwasu siarkowego.
W 1960 roku Bayer złożył wniosek patentowy na tzw. Proces podwójnej katalizy. Pierwsza instalacja, w której zastosowano ten proces, została uruchomiona w 1964 roku.
Poprzez włączenie etapu absorpcji SO3 Przed końcowymi etapami katalitycznymi ulepszony proces kontaktowy pozwolił na znaczny wzrost konwersji SO.dwa , znaczne zmniejszenie jego emisji do atmosfery.
Gazy są kierowane z powrotem przez końcową kolumnę absorpcyjną, uzyskując nie tylko wysoką wydajność konwersji SOdwa na tak3 (ok. 99,8%), ale także pozwalające na produkcję kwasu siarkowego o wyższym stężeniu.
Zasadnicza różnica między tym procesem a zwykłym procesem kontaktowym polega na liczbie etapów wchłaniania..
Począwszy od lat 70-tych główne kraje uprzemysłowione wprowadziły ostrzejsze przepisy dotyczące ochrony środowiska, a proces podwójnego przejęcia stał się bardziej powszechny w nowych zakładach. Jednak konwencjonalny proces kontaktowy jest nadal stosowany w wielu krajach rozwijających się o mniej rygorystycznych normach środowiskowych..
Największy impuls dla obecnego rozwoju procesu kontaktowego ukierunkowany jest na zwiększenie odzysku i wykorzystania dużej ilości energii wytwarzanej w procesie..
W rzeczywistości duża nowoczesna fabryka kwasu siarkowego może być postrzegana nie tylko jako fabryka chemiczna, ale także jako elektrociepłownia..
Piryt był dominującym surowcem w produkcji kwasu siarkowego do połowy XX wieku, kiedy to z procesu rafinacji ropy naftowej i oczyszczania gazu ziemnego zaczęto odzyskiwać duże ilości siarki elementarnej, stając się główną premią przemysłu materiałowego..
Obecnie dwutlenek siarki pozyskiwany jest różnymi metodami, z różnych surowców.
W Stanach Zjednoczonych przemysł od początku XX wieku opiera się na pozyskiwaniu siarki elementarnej z podziemnych złóż metodą „Frascha Process”..
Umiarkowanie stężony kwas siarkowy jest również wytwarzany przez ponowne zatężanie i oczyszczanie dużych ilości kwasu siarkowego otrzymywanego jako produkt uboczny innych procesów przemysłowych..
Recykling tego kwasu jest coraz ważniejszy z punktu widzenia środowiska, zwłaszcza w głównych krajach rozwiniętych..
Produkcja kwasu siarkowego na bazie siarki elementarnej i pirytu jest oczywiście stosunkowo wrażliwa na warunki rynkowe, ponieważ kwas wytwarzany z tych materiałów stanowi produkt podstawowy..
Natomiast gdy kwas siarkowy jest produktem ubocznym, wytwarzanym w celu usunięcia odpadów z innego procesu, poziom jego produkcji nie jest podyktowany warunkami na rynku kwasu siarkowego, ale warunkami rynkowymi dla produktu pierwotnego..
-Kwas siarkowy jest stosowany w przemyśle oraz w niektórych domowych środkach czyszczących, takich jak środki do czyszczenia łazienek. Używany również w bateriach.
-Celowe połknięcie, szczególnie produktów o wysokim stężeniu, może spowodować poważne obrażenia i śmierć. Te narażenia na spożycie są rzadkie w Stanach Zjednoczonych, ale są powszechne w innych częściach świata..
-Jest to silny kwas, który powoduje uszkodzenie tkanek i krzepnięcie białek. Działa żrąco na skórę, oczy, nos, błony śluzowe, drogi oddechowe i przewód pokarmowy lub każdą tkankę, z którą się styka..
-Ciężkość urazu zależy od koncentracji i czasu trwania kontaktu.
-Łagodniejsze narażenia (stężenia poniżej 10%) powodują jedynie podrażnienie skóry, górnych dróg oddechowych i błony śluzowej przewodu pokarmowego.
-Skutki oddechowe ostrego narażenia inhalacyjnego obejmują: podrażnienie nosa i gardła, kaszel, kichanie, odruchowy skurcz oskrzeli, duszność i obrzęk płuc. Śmierć może nastąpić w wyniku nagłego zapaści krążenia, obrzęku głośni i zajęcia dróg oddechowych lub ostrego uszkodzenia płuc.
-Spożycie kwasu siarkowego może spowodować natychmiastowy ból w nadbrzuszu, nudności, ślinienie i wymioty śluzu lub materiału krwotocznego, który wygląda jak „fusy z kawy”. Sporadycznie obserwuje się wymioty świeżą krwią.
-Spożycie stężonego kwasu siarkowego może prowadzić do korozji przełyku, martwicy i perforacji przełyku lub żołądka, zwłaszcza w odźwierniku. Sporadycznie dochodzi do uszkodzenia jelita cienkiego. Późniejsze powikłania mogą obejmować zwężenie i tworzenie przetok. Po spożyciu może rozwinąć się kwasica metaboliczna.
-Mogą wystąpić poważne oparzenia skóry z martwicą i bliznami. Mogą one być śmiertelne, jeśli dotknięta zostanie wystarczająco duża powierzchnia ciała..
-Oko jest szczególnie wrażliwe na uszkodzenia spowodowane korozją. Podrażnienie, łzawienie i zapalenie spojówek może rozwinąć się nawet przy niskim stężeniu kwasu siarkowego. Rozpryski z kwasem siarkowym w wysokich stężeniach powodują: oparzenia rogówki, utratę wzroku i sporadycznie perforację globu.
-Przewlekłe narażenie może wiązać się ze zmianami w czynności płuc, przewlekłym zapaleniem oskrzeli, zapaleniem spojówek, rozedmą płuc, częstymi infekcjami dróg oddechowych, zapaleniem żołądka, erozją szkliwa zębów i prawdopodobnie rakiem dróg oddechowych..
Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (GHS) to system uzgodniony na szczeblu międzynarodowym, stworzony przez ONZ, mający na celu zastąpienie różnych norm klasyfikacji i oznakowania stosowanych w różnych krajach poprzez stosowanie spójnych kryteriów na poziomie globalnym (ONZ, 2015 ).
Klasy zagrożeń (i odpowiadający im rozdział GHS), normy klasyfikacji i oznakowania oraz zalecenia dotyczące kwasu siarkowego są następujące (Europejska Agencja Chemikaliów, 2017; Organizacja Narodów Zjednoczonych, 2015; PubChem, 2017):
H303: Może być szkodliwy po połknięciu [Ostrzeżenie Ostra toksyczność, droga pokarmowa - Kategoria 5] (PubChem, 2017).
H314: Powoduje poważne oparzenia skóry i uszkodzenia oczu [Niebezpieczeństwo Działanie żrące / drażniące na skórę - Kategoria 1A, B, C] (PubChem, 2017).
H318: Powoduje poważne uszkodzenie oczu [Niebezpieczeństwo Poważne uszkodzenie oczu / działanie drażniące na oczy - Kategoria 1] (PubChem, 2017).
H330: śmiertelne przez wdychanie [Zagrożenie Ostra toksyczność, wdychanie - Kategoria 1, 2] (PubChem, 2017).
H370: Powoduje uszkodzenie narządów [Zagrożenie Działanie toksyczne na narządy docelowe, narażenie jednorazowe - Kategoria 1] (PubChem, 2017).
H372: Powoduje uszkodzenie narządów poprzez długotrwałe lub powtarzane narażenie [Niebezpieczeństwo Działanie toksyczne na narządy docelowe, powtarzane narażenie - Kategoria 1] (PubChem, 2017).
H402: Działa szkodliwie na organizmy wodne [Stwarzające zagrożenie dla środowiska wodnego, zagrożenie ostre - Kategoria 3] (PubChem, 2017).
P260, P264, P270, P271, P273, P280, P284, P301 + P330 + P331, P303 + P361 + P353, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P307 + P311, P310, P312, P314, P320, P321, P363, P403 + P233, P405 i P501 (PubChem, 2017).
Jeszcze bez komentarzy