quy trinh san xuat acid phosphoric

1








: 


1. 
2. 
3. 
4. 

Môn




2

8 
STT

MSSV

1


3009110108
     
PowerPoint.
2

3009110156

3

3009110248
      
Word.
4

3009110021


3


I. 
1. 
2. 
3. 
II. 
1. 
2. 
2.1. 
2.2. 
2.3. 
2.4. 
2.5. 
3. 
4. 
4.1. Than
4.2. 
4.3. 
4.4. 
5. 
5.1. 
5.2. 
5.3. 
III. 
1. 

1.1. 
1.2. 
2. 
3. 2
IV. 
4.1. 
4.2. 
4.3. 

4

I. TNG QUAN V NGÀNH SN XUT AXIT SUNFURIC
1. c tính ca axit sunfuric.
H
2
SO
4
là axit hot tính mnh
Cht lng, không màu
Kt tinh  nhi 10,45
0
C, sôi  nhi 296,2
0
C
H
2
SO
4
hòa tan SO
3

gi là oleum (20, 25, 30,35  65% SO
3
). Thc t hay
sn xut oleum vì có th to axit vi n khác nhau.

: Axit Sunfuric
2. 
Hi ngành sn xut hóa hc trên th giu trc tip hoc gián
tip s dng axit sunfuric. Có th bt gp axit này trong các ngành sn xut phân
bón (Supephotphat, amoniphotphat), thuc tr sâu, cht git ra tng hp, i
hóa hc, cht do,  phm nhuc, c phm, ch bin du m, vv
3. Tình hình sn xut axit sunfuric  Vit Nam.
 Vic sn xut r phc v cho nn
công nghic nhà. Có th k n 3 công ty sn xut axit sunfuric ln trong

5

 Nhà máy Supephotphat Lâm Thao_Phú Th : sn xut H
2
SO
4
 qung
pyrit phi trn vnh hóa lng nhp khu. Ch bng vii t l phi
trn nguyên liu kt hp ci tin công ngh n công ngh 
ca Liên Xô thành dây chuyn sn xut H
2
SO
4
 ng có, tn dng ngun
nguyên lic và gim tri cht thi gây ô nhim. Nh  

1995 tr lng axit sunfuric luôn t 360 tn/ngày, bi x bay ra gim
xung ti mc tiêu chun và x thi gim t 280 tn xung 80 tn /ngày, thu hi
c toàn b ng axit phi thi b 
2
SO
4
c sn xut theo
p xúc, ch oxi hóa SO
2
thành SO
3

 Nhà máy Supe lân Long Thành_Bn Tren xung H
2
SO
4

t khong 80.000 t i nguyên liu là qung sulfua st, sn xut theo
p xúc (cht xúc tác là V
2
O
5
).
 Nhà máy hóa cht Tân Bình: sn xut H
2
SO
4
p xúc.
H
2

SO
4
tinh ch c sn xut bp xut H
2
SO
4
k thut.



II. SC V CÁC CÔNG NGH SN XUT AXIT SUNFURIC
1. n xut
Có 
 
2
O
5
hoc K
2
O làm xúc tác.
 m.
  axit cao (98 - 99%), tuy nhiên chi phí cao.
tivà tip xúc kép.
Ngày nay trên th gic s dng ch yp xúc kép
vi xúc tác là V
2
O
5.



 


6

  axit ch t 70 -
75%.  c s dng hp sn xut hn hp axit
sunfuric và nitric.
- Quá trình sn xut H
2
SO
4
 tin chính:
 To SO
2
bt nhiên liu ch
 Tinh ch khí (làm sch tp cht có trong khí).
 Chuyn hóa SO
2
thành SO
3.

 Hp th SO
3
bng H
2
O  to H
2
SO
4

.

2. Nguyên liu sn xut axit sunfuric.
Nguyên li sn xut axit sunfuric rt phong phú bao gnh và
các hp cht c. ng axit sunfuric trên th gic sn xut t
các ngun nhiên li
- nh nguyên cht.
- Qung pirit FeS
2
, cha 30-50% S, ln nhiu tp cht và thành phn khác .
- Các ngun cht thi ch (các ngun khí th
2
S, SO
2
, axit
sunfuric thi.)
- Thch cao

 



7

2.1. Lhunh nguyên cht
 là mt nguyên t quan trng có nhiu trong t nhiên.
chim 0,1% khng v  t nguyên t
quan trng nht và có nhiu ng dng trong công nghic s dng
ch yu trong các ngành công ngip sn xut axit sunfuric .
Trong t nhiên,  nh d  t có th tìm thy  gn các sui

c nóng và các khu vc núi la ti nhi gii.
 Vi u ch  qu thiên
nhiên cha kho- hoc tách các hp cht t khí thi ca các
ngành công nghip luyn kim màu, gia công du m, khí thiên nhiên, khí du m.
2.2. Qung pirit
Có 3 loi qu sn xut axit sunfuric là:
Pirit tuyn n
tuyn n ng ca qung lên khong 15-ng ca qung (gi là
tinh qung). Phn bã thi ca quá trình tuyn ni cha kho-
 gi là qung pirit tuyn ni.
Pirit l mt s m có ln c qung pirit, có loi cha ti 3-
5% S làm gim chng ca than. Vì vy, phi loi b có ln pirit. Phn
than cc loi b này cha ti 33 - 42% S và 12 - 18% Cacbon gi là pirit ln than.
 min Bc ta, m  (L cha nhi
(có mu ti 6-8% S). Vic nghiên c kh
k thut rt lc chm bng thi tn dng

ng: thành phn ch yêú là FeS
2
cha khong 55,44% S và 46,56%
Fe. Trong qung có ln nhiu tp cht ca các hp cht cng, chì, km, niken,
bc, vàng, selen, các mui cacbonat, sanfat canxi, magie.

2.3. Các ngun cht thi ch
Khí lò luyn kim màu: khí lò trong quá trình t các kim loi màu t qung
ng, chì, km có cha nhiu SO
2
t nguyên liu r ti sn xut axit
sunfuric.
Khí hydrosunfua (H

2
S) : trong quá trình cc hóa than khong 50% tng
 có trong khí than s c, ch yu  dng H
2
S (chim
8

khong 95%). Vic thu hng H
2
S không nh kinh t mà còn
 mng.
  git hàng t ti
vào khí quyn hàng chc triu tun nhiên liu 
k  sn xut axit sunfuric .
Axit sunfuric thc, tinh ch
du m, sunfua hóa các hp cht h c cht thi cha nhiu H
2
SO
4

(20 - 50%).Vic thu hi axit sunfuric này có ý n mt kinh t ng.
2.4. Thch cao (CaSO
4
.2H
2
O hoc CaSO
4
)
Là mt ngun nguyên li sn xut axit sunfuric vì nhic
trên th gii có m thch cao. ng t thi ta sn xut liên

hp c 
t nhiu nguyên li sn xut axit sunfuric c dùng
sm nht và lâu nht.
V
- n quá trình công ngh, tit kiu
t kic chi phí nguyên linh có giá thành không cao.
- c hn hp khí SO
2
u này quan trng
trong quy trình công ngh sn xup xúc
kép.
- nh cha ít tp chc biy không to ra x nên
dây chuyn sn xuc rút ngn rt nhiu ln.
- 
- 


- 

 

9


2.5. Cht xúc tác
Trong công ngh sn xut axit sunfuric cht quan
trn chuyn hóa SO
2
thành SO
3

. Các cht xúc tác trong quá trình
oxy hóa SO
2
có th chia làm 2 nhóm:
 Nhóm I là các xúc tác cha platin gm platin là cu t hoc mang
trên các cht s cht khác.
 Nhóm th II bao gm các oxit kim loi.
Trong lch s ca công ngh sn xut axit sunfuric, u tiên ph n là
dùng cht xúc tác cht oxit. Trong nh
g gic ta c dùng ph bin nht là vana
 (V
2
O
5
) cùng mt s ph Al
2
O
3
, SiO
2
, K
2
O, CaO. Các cht ph
gia có tác d bc, nâng cao hot tính ca cht xúc tác, ít b
ng c bi các tp cht. Xúc tác platin có ho cao nht, trên xúc tác này xy
ra phn ng ôxy hóa SO
2
din ra  nhi 400
0
C. Xúc tác cha vana m

v trí th hai, còn trên xúc tác Fe
2
O
3
phn ng này ch din ra  nhi 600
0
C.

2
O
5


- V
2
O
5

- 
3. c m s dng nguyên liu
 nhiu loi nguyên li sn xu có
t nguyên li to ra SO
2
t phi tri qua giai don
t tùy theo dng nguyên liu.
 t php nh, nu chy, l loi b
tp cht.   dng lt s 
cháy  c SO
2
t ti 16%.

Quc 50  200 mm vì vy phi tri qua
p, nghi c nhnh (tu thuc vào loi lò).
10

Qung tuyn ni phi s  ging m.
Thp nghi c nhnh.
4. Nhiên ling.
4.1. Than.
Than là ngun nhiên liu chính cung cp nhit trong sut quá trình sn xut
axit sunfuric nht nguyên liu vì có tr ng ln, nhit tr cao, giá
thành r so vi các cht khác. Nhit có ng rt lt
qung pirit. Nhit  càng cao quá trình cháy x
 mt cách tu y s gây nên hing kt khi ca nguyên
liu làm gim rõ rt t ca quá trình và dn tc lò ngng sn xut. Mt
khác nhi  làm gi bn ca lò. Do vng duy trì
nhi ct pirit t 600  800
o
t quá gii hu không có
li.
4.2. ng ôxy thi vào lò.
Ôxy thi vào lò càng nhiu t  quá trình cháy ca qung pirit càng
nhanh, nhit ca quá trình to ra càng ln dn nhi ct
quá nhi thích hp. Ma s làm gim nhi lò do tiêu
tn nhit nóng không khí (O
2
và N
2
) và s pha lng
SO
2

u này không có li cho quá trình ôxy hóa SO
2
thành SO
3
.
Hin nay các nhà máy bu s d t cháy qung pirit.
y hn hng SO
2
cao và ch
4.3. n.
Trong quá trình sn xu       vn hành máy
móc, thit b hong.
4.4. c
c s dnh hp th SO
3
, làm lnh dung di
tun hoàn trong tháp hp th.
5. Quy trình sn xut axit sunfuric.
11

5.1. 
(1) 
2

(2) 
2

(3) 
2


3

(4) 
3

2

2
SO
4
.
5.2.  công ngh

12




























































































































13

5.3. 
 
2

               

 


     




ng thành phn ca khí lò bao gm SO
2,
O
2
,N
2,
c và mt
s tp chi, SO
3,
AS
2

O
3
, SeO
2;
HF; S F
4


- 

               

- 




14


 
 
2
.





2


- 

- AS
2
O
3

SO
2
.
- SeO
2
, TeO
2
, Re
2
O
7

- 
4






- : 


15


2
SO
4

2

2
O
3


- 

2
O
3

silicagel
2
O
3



2





 : 
2

3
.

+ 
2






- 

- 

2

- 
2
SO
4





       
2
      
(

- 
2

2
SO
4


16

- 


2

3



- V
2
O
5
 12 %
-   


- SiO
2


 

3


               
As
2
O
5
. V
2
O
5

Mt s thit b dùng trong oxy hóa SO
2
.
 ng dùng loi tháp oxi hóa có t 4-5 lp xúc tác có truyn
nhit trung gian sau mi lp xúc tác. Hn hp khí SO
2
t qung
không gian gia các ng ca tháp truyn nhit ngt nóng  nh
khí nóng t tháp tii lp xúc tác nhi ca hn h
Vì vy phi cho qua các b phn truyn nhi h nhi xung. Sau lp xúc

tác cui, hn hp khí ra khi tháp tip xúc và vào thit b truyn nhit ng t
nóng hn hp khí mh nhi xun hp
th.
 Thit b i nhit ng
- Thit b i nhi: M khí nguyên liu và
làm ngui hn hp khí cha SO
3
sau chuyn hóa. Khí nóng cha SO
3
ng
t trên xung còn khí ngui cha SO
2
 khong không gian gia các ng t
i lên.
17

- Thit b làm ngui SO
3
: v nguyên tc ging thit b truyn nhit ng: SO
3

 trên xung còn không khí hoc làm ngu i lên.
Thit b t nóng khng: khi nhà máy mi hong hoc chy li sau
khi di ta phi sy xúc tác và nâng dn nhi ca tháp tin
nhi hot tính ca xúc tác. Mun vy phi thi không khí nóng có nhi 450
- 500
0
C qua tháp tip n khi h thng làm vi t nóng
có th s dng khí lò có nhi 650 -700
0

t khí thiên nhiên, hoc s dng
thit b t nóng không khí bn.
 
2

3
.

2












 
3

2

2
SO
4
.


3


x



 b


18







III. 
 sunfuric

1. 

1.1. Khí axit
 Thành phn: ch yu là khí SO
2
, ngoài ra còn có SO
3
và mù H

2
SO
4
.
 Nguyên nhân: phát sinh phn ln: to khí SO
2
, tinh ch khí
SO
2
n tip xúc và quá trình hp th to axit sunfuric; ngoài ra quá trình
t nhiên lio ra SO
2
.
 
2

SO
2
là cht khí không màu, không mùi, kích thích mnh; d hóa lng, d hòa
c vi n thp.  u king: 1 th c hòa tan
40 th tích SO
2
.
SO
2
thuc loi cht ô nhic hi nht và ph bin trong sn xut công
nghip và trong cuc sng sinh hot ci.
 SO
2
rc hi vi sc khe

SO
2
là cht khí gây kích thích mng hô hp. Khi hít th phi SO
2
:
n thp có th gây co tht các loi sng ca ph qun; n cao có
th t nhy  niêm mng hô hp trên và  các nhánh khí ph qun.
SO
2
có th  ng hô hp hoc bt ri vào
h tiêu hóa r tun hoàn.
SO
2
có th nhic qua da gây s chuyn hóa làm gim d tr kim trong
c tiu và kic bt.
19

SO
2
gây ri lon quá trình chuyng, thiu vitamin D và
C, c ch enzym oxidaza.
SO
2
khi b hp thu mng ln có kh nh cho h thng to
huyt và to ra methemoglobin (hemoglobin trong Huyt cu t b chuyn hóa
ng Huyt cu t và kh 
Oxy ca ch; do thiu oxy, da b i thành màu xanh)
SO
2
ng ti cha phi, gây viêm phi, viêm ph qun mãn

tính, gây bnh tim mn cm  nhi mc b
y có th thy, SO
2
là cht gây nhiu tác hi vi sc khe con
ng SO
2
ch yu b thi ra trong quá trình sn xut công nghip. Vì vy
phi có hn mi vng SO
2
trong khí thi.
 SO
2

 i 5,6.
Quá trình t
SO
2
b oxy hóa thành SO
3
nh trioxit).
SO
2
+ OH
-

2
-


(phn ng hóa hp gip cht gc hidroxyl)

HOSO
2
-
+ O
2

2
-
+ SO
3

(phn ng gia hp cht gc HOSO
2
· và O
2
cho ra hp cht gc HO
2
-
và SO
3
)
SO
3
tác dng vc trong không khí to các ht axit sunfuric:
SO
3
(k) + H
2
O(l)  H
2

SO
4
(l)
n ch yu c
  ng.
i vi thy vc (ao, ht s ra trôi các cht dinh
ng, hòa tan các kim loi nt và mang các kim loc xung thy
vc. Các dng ch vào thy v pH ca h, ao gim
20

ác sinh vt trong thy vc không kp hoc không th thích ng
c vu kiy chúng s b suy yu hoc cht hoàn.
i vt và h thc vm xu chua ca
t, hòa tan các nguyên t t cn thi
t, cây ci kém phát trin.
i vi khí quyn: các ht sunphat to thành trong khí quyn dng mù, làm
hn ch tm kh n ánh sáng mt
tri. Trên mt khu vc rng tác hi ca nó là khá ln.
i vi các công trình xây dng và các loi vt liu: n 
axit có kh i vt lii si, kim lo
a và các công trình (cc ) s b  c, trang
thit b b phá hy kt cu khi tip xúc v
axit.
Tóm li thành phn to thành chính là SO
2
, gây ra nhiu tác hi trên
nhic ci sng xã hng.
1.2. Bi
 Nguyên nhân: phát sinh t các quá trình chun b nguyên liu (gia công kích
c nh), vn chuyn nguyên lit nhiên liu, khói

t bi x.
ng bi trong không khí ph thuc vào các loi quc ht x,
cu tt.
 Phân loi bi: dc ht bi ta chia thành:
- Bi tn phn (TSP  Total Suspended Particulate)
- Bi PM10 (PM  ng hi 10
micron.
Hu ht nhng ht bng kính 5-10 xâm nhp và lng  ng
hô hp gia.
Bi hô hp là nhng ht bng hi 5 micron, có
th xâm nhn tn các ph i khí ca h thng hô hp.
21

 Tác hi:
Do nhm trên, bi ng rt ln sc khc
bii dân sng xung quanh nh sn xut phát sinh nhiu
bc mt là nhi công nhân trc tip làm vic trong dây chuyn.
Ngoài ra, khi bi trong không khí bám lên lá cây, s n dn làm
gim hong quang hp. Làm cây b còi cc, có th cht.

  7: 
2. Cht thi rn
Thành phn ch yu là
Các loi x qung t t qung, cha các lot và oxit
tp cht khác.
- Qun chuyn nguyên liu (nc che
ch
- Trong quá trình sn xut có s dng mt s loi cht xúc tác. Nhng cht
này ch s dc trong mt thi  m hoc
không còn kh y chúng s b tht loi cht

thi rn. Trong các ch
2
O
5
, là mt cht rc, làm mt b 
t hng, ng ti h thng hô hp.
- ng sn xut axit, d b rò r các khí axit và mù axit nên
các máy móc trang thit b trong nhà máy rt d b c thay th.
t ngun cht thi rn ln.
 Tác hi:
22

- Cht thi rng b  ra ngoài hoc chôn lp, vm là cha kim
loi nng trong x ng, gây ng ti các loài
sinh vt và c i qua s ng. Ngoài ra, trong cht thi rn
còn mng qung này cha mnh và nhng cht
khác, gây bnh ti
- Do sn xut liên tng cht thi rn s ngày càng nhiu thêm, vì vy
càng làm tn các di chôn lp, và nhng di
toàn cho vic s dng vào bt c mt thi rn nh
ng ln ti các v ca cc kh

: 
3. Cht thi lng
Thành phn gm:
 c thi:
- Do rò r khí axit trong mt s ng s dng
 hp th, tc thi cha mng axit nhnh.
23

- ng khí b rò r s bám vào bi m, to thành các h
xung sàn, bám vào b mt dng c  lau ra sàn nhà hay các
 c thi có tính axit.
- n hp th tt
dc thi.
-     ng khu vc sn xut s mang theo các ht bi, x,
quc thi ca quá trình sn xut.
 Cht thi lu m trong bo trì, sa ch
 Tác hi: do có tính axit, tùy n khác nhau, nc thc
x lý hoc x  tt, khi b thng s trc tip ng ti
h thy sinh vc th ra sông có th làm cht thy sn ci dân nuôi
i ngun, gây bnh v da cho nhi s dt.
Nhng loi tp chc thi nng, du m
 sinh vt.



24

IV. MT S GII PHÁP V V Ô NHIM
4.1. V khí thi
 SO
2

Nguyên nhân rò r khí là:
- Do hiu sut chuyn hóa thp.
- Ch  cháy ct.
- Lt.
- Ch  làm vic .
- B phn tip xúc

 Gii pháp:
- S dng nguyên lit (ging cht thi)
- S d
-  n hóa phn ng

 La ch pháp làm lnh khí.
Các gii pháp trên s giúp gim thing khí SO
2
thi ra nh nâng cao
hiu sut chuyn hóa và hn ch rò r. Tuy nhiên, vn có mng SO
2
b phát tán
i dng khí thi x lý SO
2
. Hin nay có mt s 
lý SO
2

 p th: hp th SO
2
ta có th s dc, dung dch hoc
huyn phù ca mui kim loi kim hoc kim th.
Hp th bc áp dng sm nh loi
b khí SO
2
ra khi khí thi t các lò công nghip.
SO
2
+ H
2

O < ===== > H
+

+ HSO
3
-
25



+ m: r tin, d tìm, d hoàn nguyên

+ m hòa tan ca SO
2
c thp nên phi cng
c ln và thit b hp th có th tích quá ln, quá trình hp th tn nhi
ng  chi phí nhit ln
-Hp th bng huyn phù CaCO
3
sa vôi: