Hóa công nghệ tài liệu giảng dạy

Contents
PHẦN A. HỐ CƠNG NGHIỆP ....................................................................................... XIII
CHƢƠNG 1: ĐẠI CƢƠNG VỀ CƠNG NGHỆ HĨA HỌC- SẢN XUẤT ACID ..........................................1
1. KHÁI NIỆM - VAI TRỊ CỦA CƠNG NGHIỆP HĨA CHẤT TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC
DÂN. ................................................................................................................................................................1
1.1. Một số khái niệm. ................................................................................................................................1
1.2. Vai trị của cơng nghiệp hóa chất trong nền kinh tế quốc dân. .......................................................1
2.

CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT HỐ HỌC. ...................................................1
2.1. Tăng tốc độ phản ứng hóa học ...........................................................................................................2
2.2. Thực hiện các quá trình liên tục tuần hồn kín................................................................................3
2.3. Liên hiệp giữa các xí nghiệp và nhà máy ..........................................................................................3
2.4. Cơ khí hóa và tự động hóa q trình sản xuất .................................................................................3
2.5. Tận dụng các phế thải cơng nghiệp chống ô nhiễm môi trƣờng .....................................................4

3.

NGUYÊN LIỆU, NƢỚC VÀ NĂNG LƢỢNG TRONG CƠNG NGHIỆP HĨA CHẤT. ...............4
3.1. Ngun liệu: .........................................................................................................................................4
3.2. Nƣớc .....................................................................................................................................................4
3.3. Năng lƣợng trong cơng nghiệp hóa chất ...........................................................................................5

4.

MỘT SỐ KỸ THUẬT MỚI TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC.....................................................5
4.1. Các q trình quang hóa ....................................................................................................................5
4.2. Siêu âm:. ...............................................................................................................................................5
4.3. Các q trình hóa bức xạ ...................................................................................................................6
4.4. Các q trình hóa plasma...................................................................................................................6
4.5. Các q trình hóa sinh ........................................................................................................................7

5.

SẢN XUẤT ACID SUFURIC ...............................................................................................................8
5.1. Tính chất và vai trị của acid sulfuric. ...............................................................................................8
5.2. Qui trình sản xuất acid sunfuric ........................................................................................................9
5.3. Nguyên liệu để sản xuất acid sulfuric ................................................................................................9
5.4. Chế tạo hỗn hợp khí SO2 ................................................................................................................. 10
5.5. Tinh chế hỗn hợp khí SO2................................................................................................................ 12
5.6. Oxy hóa SO2 thành SO3 bằng xúc tác rắn (V2O5). ......................................................................... 12
5.7. Hấp thụ SO3 ...................................................................................................................................... 14

6.

TỔNG HỢP AMONIAC VÀ SẢN XUẤT ACID NITRIC.............................................................. 14
6.1. Tầm quan trọng của các hợp chất chứa nitơ ................................................................................. 14
6.2. Tổng hợp NH3. .................................................................................................................................. 15
iv


6.3. Sản xuất acid nitric (HNO3) ............................................................................................................ 18
7.

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID PHOSPHORIC.......................................................................... 20
7.1. Tính chất và ứng dụng ......................................................................................................................20
7.2. Công nghệ sản xuất acid phosphoric. ..............................................................................................21
7.3. Cô đặc acid Phosphoric.....................................................................................................................21

8.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 1............................................................................................................21

CHƢƠNG 2: ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH NACL ................................................................23
1.

MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ỨNG DỤNG.......................................................................................... 23
1.1. Một số khái niệm .............................................................................................................................. 23
1.2. Ứng dụng ........................................................................................................................................... 23

2.

TINH CHẾ NƢỚC MUỐI. ................................................................................................................ 23

3.

CƠNG NGHÊ ĐIỆN PHÂN ĐIỀU CHẾ XƯT – CLOR. ................................................................ 24

4.

CHẾ BIẾN THÀNH PHẨM. ............................................................................................................. 29
4.1. Chế biến kiềm thành phẩm (cô đặc dung dịch NaOH). ................................................................ 29
4.2. Sản xuất Cl2 và H2 thành phẩm ....................................................................................................... 29
4.3. Tổng hợp HCl từ H2 và Cl2 - Sản xuất acid HCl. .......................................................................... 29

5.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 2........................................................................................................... 29

CHƢƠNG 3: CÔNG NGHỆ SILICAT .................................................................................30
1.

SẢN XUẤT THUỶ TINH................................................................................................................... 30
1.1. Nguyên liệu ....................................................................................................................................... 30
1.2. Q trình nấu thủy tinh: ................................................................................................................. 32
1.3. Lị nấu thủy tinh: (phụ lục 2) .......................................................................................................... 33

2.

SẢN XUẤT PORLAND CIMENT (XIMĂNG POOCLĂNG) ...................................................... 33
2.1. Một số khái niệm .............................................................................................................................. 33
2.2. Nguyên liệu sản xuất ximăng........................................................................................................... 34
2.3. Nung luyện Clinker .......................................................................................................................... 34
2.4. Xử lý Clinker và tạo ximăng ........................................................................................................... 35

3.

SẢN XUẤT VÔI XÂY DỰNG ........................................................................................................... 36
3.1. Đặc điểm chung về vôi ..................................................................................................................... 36
3.2. Sản xuất vôi ....................................................................................................................................... 37

4.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 3........................................................................................................... 39

CHƢƠNG 4: SẢN XUẤT GANG THÉP ..............................................................................40
1.

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ GANG THÉP. ........................................................................................ 40
1.1. Tính chất, vai trị của gang thép trong công nghiệp...................................................................... 40
1.2. Các loại gang ..................................................................................................................................... 40

1.3. Các loại thép. .................................................................................................................................... 41
v


2.

LUYỆN GANG.................................................................................................................................... 42
2.1. Nguyên liệu dùng để luyện gang: .................................................................................................... 42
2.2. Lò cao luyện gang:............................................................................................................................ 43
2.3. Nguyên lý của quá trình lị cao ........................................................................................................ 44
2.4. Q trình tạo xỉ. ............................................................................................................................... 45
2.5. Quá trình khử lƣu huỳnh. ............................................................................................................... 45
2.6. Quá trình cháy ở nồi lị và tạo khí .................................................................................................. 45

3.

LUYỆN THÉP. .................................................................................................................................... 46
3.1. Cơ sở hố lí của q trình luyện thép............................................................................................. 46
3.2. Các phƣơng pháp luyện thép .......................................................................................................... 47

4.

MỘT SỐ QUI TRÌNH SẢN XUẤT THÉP ....................................................................................... 48
4.1. Qui trình sản xuất thép truyền thống (Phụ lục 4) ..........................................................................48
4.2. Quy trình sản xuất thép từ thƣợng nguồn của cơng ty Hịa Phát (Phụ lục 5) .............................49
4.3. Qui trình sản xuất thép hiện đại (dây chuyền ngắn) (Phụ lục 6) ..................................................49

CHƢƠNG 5: KĨ THUẬT NHIÊN LIỆU ..............................................................................50
1.

KĨ THUẬT SẢN XUẤT KHÍ THAN. ............................................................................................... 50
1.1. Ý nghĩa của khí than ........................................................................................................................ 50
1.2. Cơ sở hóa lý của q trình sản xuất khí than:............................................................................... 50
1.4. Các kiểu cơng nghệ khí hóa than .................................................................................................... 52

2.

KĨ THUẬT LUYỆN THAN CỐC. .................................................................................................... 57
2.1. Ý nghĩa kinh tế của kĩ thuật cốc hóa. ............................................................................................. 57
2.2. Cơ sở hóa lý của q trình cốc hóa than: ....................................................................................... 57
2.3. Kỹ thuật luyện cốc ............................................................................................................................ 59

3.

KĨ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU MỎ. .................................................................................................... 59
3.1. Tính chất, thành phần hóa học và ý nghĩa của quá trình chế biến dầu mỏ: ............................... 59
3.2. Xử lý dầu thô. ................................................................................................................................... 60
3.3. Chế biến dầu mỏ. .............................................................................................................................. 61
3.4. Chế biến các sản phẩm dầu mỏ ....................................................................................................... 63

4.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 5........................................................................................................... 65

CHƢƠNG 6: KĨ THUẬT SẢN XUẤT MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ .........................66
1.

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT – CHẤT TẨY RỬA ....................... 66
1.1. Khái niệm. ......................................................................................................................................... 66
1.2. Phân loại ............................................................................................................................................ 66

1.3. Nguyên liệu ....................................................................................................................................... 67
1.4. Nguyên tắc sản xuất xà phòng. ........................................................................................................ 67
1.5. Các phƣơng pháp nấu xà bông ....................................................................................................... 68
vi


1.6. Một số qui trình sản xuất xà phịng. ............................................................................................... 68
2.

TỔNG HỢP CHẤT MÀU. ................................................................................................................. 69
2.1. Cấu tạo và màu sắc của các chất ......................................................................................................70
2.2. Màu phẩm nhuộm: ............................................................................................................................71
2.3. Màu thực phẩm .................................................................................................................................72
2.4. Tổng hợp một số chất màu: ..............................................................................................................72

3.

CÔNG NGHỆ ENZYME ................................................................................................................... 74
3.1. Khái miệm, phân loại enzyme. ........................................................................................................ 74
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu enzyme ................................................................................................... 75
3.3. Công nghệ sản xuất enzyme: ........................................................................................................... 84

4.

SẢN XUẤT ETHANOL ..................................................................................................................... 85
4.1. Các phƣơng pháp sản xuất:............................................................................................................. 85

5.

CHẤT DẺO ......................................................................................................................................... 88

5.1. Một số polime dùng làm chất dẻo ................................................................................................... 88
5.2. Một số công nghệ tạo sản phẩm nhựa: ........................................................................................... 89

6.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 6........................................................................................................... 90

CHƢƠNG 7: KĨ THUẬT SẢN XUẤT MỘT SỐ HỢP CHẤT HÓA DƢỢC LIỆU ...............91
1.

ĐẠI CƢƠNG VỀ HÓA DƢỢC LIỆU............................................................................................... 91
1.1. Khái niệm .......................................................................................................................................... 91
1.2. Phân loại ............................................................................................................................................ 91

2.

MỘT SỐ ĐỘNG VẬT DÙNG TRONG DƢỢC LIỆU. ................................................................... 94
2.1. Mật động vật.. ................................................................................................................................... 94
2.2. Các bài thuốc từ sừng động vật....................................................................................................... 95
2.3. Cao động vật. .................................................................................................................................... 95

3.

CÁC CHẤT VÔ CƠ DÙNG TRONG DƢỢC LIỆU: ...................................................................... 96
3.1. Các nguyên tố đa lƣợng: .................................................................................................................. 96
3.2. Các nguyên tố vi lƣợng và siêu vi lƣợng: ....................................................................................... 97
3.3. Các kim loại nặng ............................................................................................................................. 97
3.4. Một số tác dụng của hợp chất kim loại khác ................................................................................. 98

4.

MỘT SỐ THẢO MỘC D NG TRONG DƢỢC LIỆU. ................................................................. 99
4.1. Một số thảo mộc có thành phần các acid hữu cơ: ......................................................................... 99
4.2. Carbohydrat: .................................................................................................................................... 99
4.3. Glycosid tim. ................................................................................................................................... 100
4.4. Saponin. ........................................................................................................................................... 101
4.5. Anthraquinon ................................................................................................................................. 102
4.6. Tanin................................................................................................................................................ 103
vii


4.7. Flavonoid ......................................................................................................................................... 104
4.8. Tinh dầu. ......................................................................................................................................... 106
4.9. Nhựa ................................................................................................................................................ 107
4.1 .Chất b o ......................................................................................................................................... 108
4.11.Alkaloid .......................................................................................................................................... 109
4.12.Kháng sinh thực vật. ..................................................................................................................... 110
5.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 7......................................................................................................... 110

PHẦN B. HOÁ NÔNG NGHIỆP.........................................................................................111
CHƢƠNG 8. PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................111
1.

ĐỐI TƢỢNG VÀ NỘI DUNG NHIỆM VỤ CỦA HĨA NƠNG NGHIỆP. ................................. 111

2.

QUI TRÌNH - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:.......................................................................... 111

3.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 8......................................................................................................... 111

CHƢƠNG 9. HÓA HỌC VỀ DINH DƢỠNG CỦA CÂY TRỒNG .....................................112
1.

THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY TRỒNG........................................................................... 112
1.1. Thành phần ngun tố hóa học trong cây trồng.......................................................................... 112
1.2. Vai trị của các nguyên tố dinh dƣỡng đối với cây trồng ............................................................ 113

2.

DINH DƢỠNG CỦA CÂY XANH TRONG MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ: ............................ 117
2.1. Q trình quang hợp...................................................................................................................... 117

3.

DINH DƢỠNG CỦA CÂY TRỒNG TRONG MƠI TRƢỜNG ĐẤT:......................................... 118
3.1. Đặc tính hấp thụ chất dinh dƣỡng:............................................................................................... 118

4.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 9......................................................................................................... 119

CHƢƠNG 10: THÀNH PHẦN HỐ HỌC CỦA ĐẤT. .......................................................120
1.

Q TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT VÀ KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT: ................................................. 120

1.1. Quá trình hình thành đất: ............................................................................................................. 120
1.2. Các yếu tố tác động đến quá trình hình thành đất. ..................................................................... 122

2.

THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẤT: ......................................................................................... 123
2.1. Khái niệm về đất............................................................................................................................. 123
2.2. Thành phần khí, dung dịch đất và thành phần rắn của đất: ..................................................... 124
2.3. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng tổng số và hàm lƣợng chất dinh dƣỡng dễ tiêu trong đất: ........ 128

3.

TÍNH CHẤT NƠNG HĨA CỦA ĐẤT ............................................................................................ 129
3.1. Keo đất: ........................................................................................................................................... 129
3.2. Phân loại keo đất ............................................................................................................................ 130
3.3. Khả năng hấp phụ của đất ............................................................................................................ 132
3.4. Ảnh hƣởng của keo đất, khả năng hấp phụ đến tính chất đất và chế độ bón phân và cải tạo
đất.. ......................................................................................................................................................... 136

4.

ĐẤT CHUA VÀ BIỆN PHÁP NƠNG HĨA CẢI TẠO ĐẤT CHUA ........................................... 137
viii


4.1. Khái quát về đất chua .................................................................................................................... 137
4.2. Độ chua hiện tại .............................................................................................................................. 138
4.3. Độ chua tiềm tàng: ......................................................................................................................... 138
4.4. Biện pháp nơng hố cải tạo đất chua:........................................................................................... 139
5.

ĐỘ KIỀM CỦA ĐẤT (ĐẤT MẶN): ............................................................................................... 140
5.1. Khái niệm và nguyên nhân ............................................................................................................ 140
5.2. Cải tạo đất kiềm.............................................................................................................................. 140
5.3. Cải tạo đất mặn … ......................................................................................................................... 141

6.

CẢI TẠO ĐẤT PHÈN - ĐẤT BẠC MÀU: ..................................................................................... 142
6.1. Cải tạo đất phèn.............................................................................................................................. 142
6.2. Đất bạc màu. ................................................................................................................................... 143

7.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 1 ....................................................................................................... 143

CHƢƠNG 11. HÓA HỌC VỀ PHÂN BÓN ..........................................................................144
1.

PHÂN BÓN VÀ VAI TRỊ CỦA PHÂN BĨN: .............................................................................. 144
1.1. Định nghĩa phân bón. ..................................................................................................................... 144
1.2. Các loại phân. ................................................................................................................................. 144
1.3. Tình hình sử dụng phân hóa học trên thế giới và ở việt nam..................................................... 144

2.

PHÂN ĐẠM VÀ VAI TRÒ CỦA PHÂN ĐẠM.............................................................................. 144
2.1. Khái niệm phân đạm ...................................................................................................................... 144
2.2. Vai trò của phân đạm..................................................................................................................... 145
2.3. Nitơ và những phản ứng hóa học của các hợp chất chứa nitơ trong đất .................................. 145

2.4. Chu trình biến đổi của nitơ trong tự nhiên .................................................................................. 146
2.5. Các dạng phân đạm........................................................................................................................ 146

3.

PHÂN LÂN VÀ VAI TRÒ CỦA PHOSPHOR TRONG DINH DƢỠNG THỰC VẬT: ........... 150
3.1. Định nghĩa. ...................................................................................................................................... 150
3.2. Một số vai trị chính của phosphor: .............................................................................................. 150
3.3. Phosphor trong đất......................................................................................................................... 151
3.4. Các dạng phân lân .......................................................................................................................... 152

4.

PHÂN KALI ...................................................................................................................................... 154
4.1. Vai trò của kali trong cây .............................................................................................................. 154
4.2. Các loại phân kali ........................................................................................................................... 155

5.

PHÂN HỖN HỢP – PHÂN PHỨC HỢP ........................................................................................ 156
5.1. Phân hỗn hợp .................................................................................................................................. 156
5.2. Phân phức hợp................................................................................................................................ 156
5.3. Lợi ích của việc sử dụng phân hỗn hợp và phân phức hợp ....................................................... 157
ix


6.

PHÂN VI LƢỢNG – VI SINH ......................................................................................................... 157
6.1. Phân vi lƣợng .................................................................................................................................. 157

6.2. Phân vi sinh. .................................................................................................................................... 159

7.

PHÂN HỮU CƠ VÀ PHÂN XANH ................................................................................................ 160
7.1. Phân chuồng: .................................................................................................................................. 160
7.2. Phân xanh ....................................................................................................................................... 162

8.

CHẾ ĐỘ BÓN PHÂN, PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƢỢNG PHÂN CẦN BĨN. .................. 162
8.1. Chế độ bón phân............................................................................................................................. 163
8.2. Các phƣơng pháp xác định lƣợng phân cần bón ......................................................................... 163

9.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 11....................................................................................................... 164

CHƢƠNG 12: HÓA HỌC BẢO VỆ THỰC VẬT ................................................................165
1.

MỘT SỐ KHÁI NIỆM, THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO CHẤT ĐỘC. ....................................... 165
1.1. Một số khái niệm ............................................................................................................................ 165
1.2. Quan hệ giữa thành phần, cấu tạo hóa học và tính độc .............................................................. 166
1.3. Tác động của chất độc: .................................................................................................................. 167

2.

PHÂN LOẠI NHÓM VÀ CÁC DẠNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT. .................................... 168
2.1. Các nhóm thuốc bảo vệ thực vật ................................................................................................... 168

2.2. Các dạng thuốc bảo vệ thực vật .................................................................................................... 168

3.

TÁC DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP PHUN THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT. ............................... 169
3.1. Tác dụng của thuốc bảo vệ thực vật. ............................................................................................ 169
3.2. Phƣơng pháp sử dụng ................................................................................................................... 170

4.

CÁC QUY TẮC TUÂN THỦ KHI SỬ DỤNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT. ........................ 170
4.1. Quy tắc an toàn trong sử dụng thuốc. .......................................................................................... 170
4.2. Hƣớng dẫn pha thuốc bảo vệ thực vật. ........................................................................................ 172
4.3. Triệu chứng nhiễm độc thuốc bảo vệ thực vật và hƣớng dẫn cách sơ cứu: .............................. 172
5. THÔNG TIN CẦN BIẾT NHẬN DIỆN THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT. ................................ 173
5.1. Cách đọc tên và ký hiệu trên nhãn thuốc:.................................................................................... 173
5.2. Thông tin về các nhóm thuốc ........................................................................................................ 174

6.

TIẾP CẬN CÁC MƠ HÌNH NƠNG NGHIỆP SẠCH. .................................................................. 176
6.1. Mơ hình cơng nghệ sinh thái trên đồng ruộng............................................................................. 176
6.2. Quy trình trồng rau an tồn .......................................................................................................... 178
6.4. Trồng rau theo tiêu chuẩn Vietgap ............................................................................................... 180

7.

PHẦN CÂU HỎI CHƢƠNG 12....................................................................................................... 180

PHẦN C. PHẦN THỰC HÀNH ..........................................................................................181

BÀI 1: QUY TẮC VÀ KỸ NĂNG LÀM VIỆC TRONG PHÕNG THÍ NGHIỆM ........181
1.

QUY TẮC LÀM VIỆC VỚI CHẤT ĐỘC, CHẤT DỄ CHÁY, DỄ NỔ ............................................ 181
x


1.1. Các chất độc. .................................................................................................................................... 181
1.2. Các chất dễ cháy, dễ bắt lửa ............................................................................................................. 181
1.3. Các chất dễ nổ .................................................................................................................................. 182
2.

RỬA VÀ LÀM KHƠ DỤNG CỤ....................................................................................................... 182

3.

ĐUN NĨNG ....................................................................................................................................... 183

4.

ĐO VÀ ĐIỀU HOÀ NHIỆT ĐỘ ........................................................................................................ 183

5.

KHUẤY, TRỘN, LẮC ....................................................................................................................... 183

6.

LÀM KHƠ VÀ CHẤT LÀM KHƠ. ................................................................................................... 184
6.1. Làm khơ .......................................................................................................................................... 184

6.2. Các chất làm khơ ............................................................................................................................ 185
ĐUN NĨNG VÀ LÀM LẠNH ........................................................................................................... 185

7.

7.1. Đun nóng ......................................................................................................................................... 185
7.2. Làm lạnh. ........................................................................................................................................ 185
LỌC, GẠN, ÉP, LI TÂM.................................................................................................................... 186

8.

8.1. Lọc dƣới áp suất thƣờng. ............................................................................................................... 186
8.2. Lọc dƣới áp suất thấp .................................................................................................................... 186
PHƢƠNG PHÁP LÀM HAY HƠI DUNG MÔI ................................................................................ 187

9.
10.

CÁCH XỬ LÝ HÓA CHẤT DƢ HAY PHẾ THẢI ....................................................................... 187

11.

CÁCH SƠ CỨU. ............................................................................................................................. 187

12.

PHẦN THỰC HÀNH. .................................................................................................................... 188

BÀI 2: TỔNG HỢP XÀ PHÒNG ...........................................................................................189
1.

Ý NGHĨA ............................................................................................................................................ 189

2.

NGUYÊN TẮC ................................................................................................................................... 189

3.

NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT XÀ PHÒNG. ................................................................................ 189
3.1. Hữu cơ ............................................................................................................................................. 189
3.2. Vơ cơ …. .......................................................................................................................................... 189

4.

THỰC NGHIỆM: ............................................................................................................................... 190
4.1. Hóa chất và dụng cụ ....................................................................................................................... 190
4.2. Tiến hành. ....................................................................................................................................... 190

5.

CÂU HỎI: ........................................................................................................................................... 190

BÀI 3: CARBON – PHẨM MÀU ..........................................................................................191
1.

Ý NGHĨA: .......................................................................................................................................... 191
1.1. Than hoạt tính ............................................................................................................................... 191
1.2. Thuốc nhuộm .................................................................................................................................. 191

2.

NGUYÊN TẮC – NGUYÊN LIỆU: ................................................................................................ 191
2.1. Than hoạt tính … ............................................................................................................................191
xi


2.2. Tổng hợp parared............................................................................................................................191
3.

THỰC NGHIỆM: ............................................................................................................................. 192
3.1. Dụng cụ hóa chất:........................................................................................................................... 192
3.2. Cách tiến hành: .............................................................................................................................. 193

BÀI 4: XÁC ĐỊNH CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐẤT (PHƢƠNG PHÁP WALKLEY – BLACK) 194
1.

MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA: ............................................................................................................... 194

2.

NGUYÊN TẮC:.................................................................................................................................. 194

3.

THỰC NGHIỆM: ............................................................................................................................... 194
3.1. Hóa chất và dụng cụ ......................................................................................................................... 194
3.2. Cách pha: .......................................................................................................................................... 194
3.3. Tiến hành thí nghiệm........................................................................................................................ 195
3.4. Tính kết quả: .................................................................................................................................... 195

4.

CÂU HỎI: ........................................................................................................................................... 196

BÀI 5: XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HẤP PHỤ CỦA ĐẤT (PHƢƠNG PHÁP ALƠSIN) ......197
1.

MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA: ............................................................................................................. 197

2.

NGUYÊN TẮC. ................................................................................................................................. 197

3.

THỰC NGHIỆM: ............................................................................................................................. 197
3.1. Hóa chất và dụng cụ: dùng cho 1 tiểu nhóm từ 2 – 4 sinh viên ................................................... 197
3.2. Tiến hành thí nghiệm: .................................................................................................................... 197

4.

CÂU HỎI: .......................................................................................................................................... 198

BÀI 6: NHẬN DIỆN MỘT SỐ LOẠI PHÂN HÓA HỌC – ..................................................199
NHÓM PHÂN ĐẠM VÀ KALI .............................................................................................199
1.

MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA: ............................................................................................................. 199

2.

NGUYÊN TẮC: ................................................................................................................................ 199
2.1. Nhận diện phân đạm có gốc amoni (NH4+) bằng dung dịch kiềm: ............................................ 199
2.2. Nhận diện phân kali ....................................................................................................................... 199
2.3. Nhận diện gốc Cl- trong phân cloride ........................................................................................... 199
2.4. Nhận diện gốc SO4- trong phân sulfat .......................................................................................... 199
2.5. Nhận diện gốc NO3- trong phân nitrat.......................................................................................... 199
2.6. Nhận diện phân urê ........................................................................................................................ 199

3.

THỰC NGHIỆM: ............................................................................................................................. 199
3.1. Hóa chất và dụng cụ ......................................................................................................................... 199
3.2. Tiến hành thí nghiệm phần định tính: .............................................................................................. 200
3.3. Dùng các phản ứng hóa học đặc trƣng để nhận biết các ion ............................................................ 200

4.

CÂU HỎI: .......................................................................................................................................... 201

xii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Hàm lƣợng tạp chất trong dung dịch xút
Bảng 2. Độ tinh khiết của sản phẩm xút và hàm lƣợng tạp chất
Bảng 3. Hàm lƣợng tạp chất trong sản phẩm xút theo công nghệ màng trao đổi ion
Bảng 4. Thành phần khí than khơ đi từ than cốc và than nâu
Bảng 5. Công thức nấu xà bông

Bảng 6. Công thức nấu Bột giặt
Bảng 7. Mối liên hệ giữa bức sóng hấp thụ vào màu sắc của vật hấp thụ
Bảng 8. Ký hiệu sắc màu của màu của một số nƣớc
Bảng 9. Trọng lƣợng phân tử đƣợc lọc qua các sephadex có ký hiệu từ G10 đến G200
Bảng 10. Khối lƣợng các nguyên tố dinh dƣỡng trong đất
Bảng 11. Hàm lƣợng P tổng số trong đất
Bảng 12. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong bộ phận của cây
Bảng 13. Các biểu tƣợng, cấp độ phân loại nhóm độc.
Bảng 14. Các thông số về thuốc bảo vệ thực vật.
Bảng 18. Một số ý nghĩa của kí hiệu đối với các hóa chất nguy hiểm.
Bảng 19. Giá trị nhiệt độ tùy thuộc vào bản chất của các muối.
Bảng 20. Thông số thành phần acid béo cơ bản.
Bảng 21. Các thông số kỹ thuật của than hoạt tính

26
27
28
51
68
69
70
71
81
128
151
162
166
169
181
185

188
190

xiii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Lị đốt lƣu huỳnh
Hình 2. Lị mái chèo
Hình 3. Lị tầng sơi
Hình 4. Lị phun
Hình 5. Tháp oxi hóa SO2 qua 4 tầng xúc tác.
Hình 6. Sơ đồ một nhà máy sản xuất acid sulfuric - với cơng nghệ đốt lƣu huỳnh và tiếp
xúc kép.
Hình 7: Sơ đồ hấp thụ SO3.
Hình 8. Tháp tổng hợp NH3
Hình 9. Sơ đồ dây chuyền sản xuất HNO3 ở áp suất thƣờng
Hình 10. Sơ đồ lƣu trình cơng nghệ sản xuất acid phosphoric nhiệt luyện.
Hình 11. Thùng điện phân.
Hình 12. Lƣu trình cơng nghệ điện phân NaCl theo phƣơng pháp Catot rắn.
Hình 13. Sơ đồ hệ thống điện phân muối ăn sử dụng catot thuỷ ngân.
Hình 14. Bình điện phân với màng trao đổi ion
Hình 15. Lị quay nung ximăng
Hình 16. Lị luyện gang
Hình 17. Lị hồ quang
Hình 18. Cấu tạo lị hóa khí tầng cố định kiểu ngƣợc chiều.
Hình 19. Lị luyện cốc
Hình 20. Sơ đồ cấu tạo tháp hấp thụ liên tục.
Hình 21. Sơ đồ lƣu trình cơng nghệ chƣng cất dầu mỏ ở áp suất thƣờng.
Hình 22. Sơ đồ tinh chế các sản phẩm dầu mỏ bằng kiềm.

Hình 23. Sơ đồ lƣu trình cracking nhiệt dầu mazut ở áp suất cao.
Hình 24. Phƣơng pháp “Alfa Laval”
Hình 25. Thẩm tích để loại muối (NH4)2SO4 trong kết tủa protein.
Hình 26. Hoạt động của lọc phân tử sephadex
Hình 27. Sơ đồ sản xuất ethanol bằng hydrat hóa trực tiếp ethylen.
Hình 28. Mủ trên thân cây trơm.
Hình 29. Cây cỏ xƣớc
Hình 30. Sơ đồ mối quan hệ giữa cây trồng, đất, phân bón và thuốc bảo vệ thực vật.
Hình 31. Sơ đồ cấu tạo mixen keo (theo N.I. Gorbunov);
Hình 32. Sơ đồ cấu tạo keo âm (theo Gorbunov)
Hình 33. Sơ đồ cấu tạo keo dƣơng (theo Gorbunov)
Hình 34. Sơ đồ cấu tạo keo acid humic
Hình 35. thiết bị trung hịa HNO3 bằng NH3.
Hình 36. Dây chuyền sản xuất Urê của nhà bản quyền Snam Proggeti (Italia).
Hình 37. Các loại máy khuấy
Hình 38. Các loại dụng cụ làm khơ
Hình 39. Cách gấp giấy lọc
Hình 40. Bộ phễu lọc buchner; phễu lọc xốp; phễu lọc sứ …..

10
11
12
12
14
14
14
18
20
21
24

25
27
28
35
43
47
53
59
60
60
62
63
69
79
81
87
100
102
111
129
129
130
130
147
149
183
184
186
186

xiv


PHẦN A. HỐ CƠNG NGHIỆP
CHƢƠNG 1: ĐẠI CƢƠNG VỀ CƠNG NGHỆ HÓA HỌC- SẢN XUẤT ACID
1. KHÁI NIỆM - VAI TRỊ CỦA CƠNG NGHIỆP HĨA CHẤT TRONG NỀN KINH TẾ
QUỐC DÂN.
1.1. Một số khái niệm.
Cơng nghệ hóa học là một quá trình mà điểm khởi nguồn là sự suy nghĩ của nhà hóa học đến bàn
tay, khối óc của các kỹ sƣ, công nhân chuyên nghiệp, các kỹ thuật máy móc hiện đại và điểm cuối
cùng là ngƣời tiêu dùng với chi phí thấp nhất.
Nhà hóa học nghiên cứu quy trình cơng nghệ, tính tốn và viết ra quy trình này trên giấy. Từ
những nghiên cứu về lý thuyết đó, ngƣời ta kiểm nghiệm lại chúng trong phịng thí nghiệm. Sau q
trình kiểm nghiệm, quy trình đƣợc hồn thiện, bổ sung, sửa chữa những điểm cần thiết và thể hiện
lại trên giấy. Nhà kỹ thuật dựa trên quy trình ấy, thiết kế ra máy móc thiết bị, dây chuyền sản xuất.
Những máy móc này đƣợc chuyển tới nhà máy, xí nghiệp và đƣợc vận hành bởi các kỹ sƣ, công
nhân kỹ thuật. Từ đó, biết bao nhiêu sản phẩm cần thiết cho cuộc sống đã ra đời.
Chính q trình đó đã biến những nguyên liệu có sẵn trên hành tinh chúng ta nhƣ các khống
chất, khơng khí, nƣớc và động thực vật, thậm chí cả rác thải thành các sản phẩm hữu ích, phục vụ và
nâng cao cuộc sống cho con ngƣời, thông qua một chuỗi các thao tác trên các thiết bị khác nhau.
Điều này cũng có nghĩa là trong công nghệ sản xuất của bất kỳ một sản phẩm hiện đại nào đều chứa
đựng rất nhiều công đoạn. Mỗi công đoạn ấy lại sử dụng một hay nhiều kỹ thuật đặc thù nhằm đạt
hiệu quả cao nhất.
Công nghệ hóa học hiện nay khơng chỉ bó gọn trong lĩnh vực hóa học mà một nhà cơng nghệ hay
kỹ sƣ hóa học phải là một chuyên gia đa năng. Tức là muốn sản xuất một sản phẩm hóa học nào đó,
họ khơng những phải hiểu sâu sắc về hóa học, hóa - lý mà cịn phải biết tính tốn, thiết kế, lựa chọn
nguyên liệu, năng lƣợng rồi triển khai sản xuất sao cho đạt hiệu quả cao nhất với chi phí thấp nhất.
1.2. Vai trị của cơng nghiệp hóa chất trong nền kinh tế quốc dân.
1.2.1. Nhiệm vụ chủ yếu của cơng nghiệp hố học là:
- Từ ngun liệu đầu điều chế, tổng hợp thành các chất có giá trị khác nhau

- Nghiên cứu q trình sản xuất hồn chỉnh để đạt hiệu quả tốt nhất mà không gây ô nhiễm
môi trƣờng. Không ngừng cải tiến thiết bị để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của sản phẩm.
- Xác định các chế độ kỹ thuật để tăng năng suất, chất lƣợng sản phẩm ổn định.
- Xác định hiệu quả kinh tế và giải quyết hàng loạt các vấn đề kinh tế, kỹ thuật.
1.2.2. Phương hướng hiện nay của ngành hoá học thế giới là giải quyết và phát triển các
mối quan hệ liên quan:
- Đạt tối đa năng suất với một thiết bị sản xuất.
- Cơ khí hố các q trình lao động.
- Tự động hố và điều khiển từ xa, thay các q trình gián đồn thành q trình liên tục.
- Sử dụng tổng hợp nguyên liệu.
- Liên hiệp các xí nghiệp sản xuất hố học liên quan
2. CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT HOÁ HỌC.
Sản phẩm của cơng nghệ hố học đóng vai trị rất quan trọng trong sự phát triển của một quốc
gia. Từ những sản phẩm sử dụng trong sinh hoạt đến các sản phẩm công nghệ cao đều đƣợc sản xuất
từ những nhà máy hố học. Q trình sản xuất hố học ở qui mô công nghiệp phụ thuộc rất nhiều
1


yếu tố. Ngoài việc nghiên cứu động học các chuyển hoá hoá học cơ bản để chọn lựa cấu tạo thiết bị,
xác định các tính chất nhƣ độ bền hố, bền nhiệt, bền cơ học của thiết bị, nó cịn giúp lựa chọn
nguyên liệu và tổ chức lực lƣợng lao động phù hợp. Tổ chức một quá trình sản xuất phải tính đến
yếu tố kinh tế, tính kinh tế phụ thuộc
- Chất lƣợng và giá thành của nguyên liệu.
- Năng lƣợng tiêu tốn cho một đơn vị sản phẩm.
- Trình độ cơ khí hố, tự động hố q trình sản xuất.
Những chỉ tiêu quan trọng đặc trưng cho hiệu quả kinh tế của một q trình cơng nghiệp hố
học:
- Tiêu hao nguyên liệu, nhiên liệu cho một đơn vị sản phẩm thấp nhất.
- Hiệu suất và chất lƣợng sản phẩm cao nhất.
- Giá thành hạ.

Để đáp ứng các nhu cầu đặt ra ở trên, thực tế sản xuất hoá học phải tuân theo một số các nguyên
tắc cơ bản sau
2.1. Tăng tốc độ phản ứng hóa học
Sản xuất hóa học là làm biến đổi thành phần hóa học của nguyên liệu để tạo ra các sản phẩm nhờ
các phản ứng hóa học. Vì vậy, tốc độ của q trình sản xuất phụ thuộc vào tốc độ của các phản ứng
hóa học. Nếu tăng tốc độ của các phản ứng hóa học sẽ tác động đến giá thành sản phẩm.
Giả sử trong một hệ xảy ra phản ứng hóa học giữa hai chất A và B ta có phƣơng trình:
mA + nB = qD

dC
dt
Đó là sự biến thiên nồng độ của các chất tham gia phản ứng/đơn vị thời gian.
- Với phản ứng một chiều diễn ra trong hệ đồng thể: V = k.Cam . Cnb
Phƣơng trình tổng quát biểu thị tốc độ phản ứng: v =

Ca - Nồng độ chất A; Cb - Nồng độ chất B; k - Hằng số tốc độ phản ứng
m, n - Hệ số tỉ lƣợng của các chất tƣơng ứng
- Với phản ứng thuận nghịch và diễn ra trong hệ đồng thể: V = V1 - V2 = k1 . Cam . Cnb  k 2 Cqd
- Nếu phản ứng hóa học xảy ra trong hệ dị thể (giữa khí - lỏng, khí - rắn, lỏng - rắn) thì
ngồi yếu tố nồng độ, tốc độ phản ứng còn phụ thuộc vào diện tiếp xúc của các pha.
V = k. ∆C.F ;
với: ∆C - Các yếu tố nồng độ; F - Diện tích tiếp xúc
2.1.1. Tăng nồng độ các chất tham gia phản ứng
- Các nguyên liệu ban đầu cần phải làm giàu, tức là loại bỏ bớt tạp chất.
- Khuếch tán sản phẩm ra khỏi vùng phản ứng
Làm giảm tốc độ phản ứng nghịch, hoặc hạ thấp nồng độ cân bằng để tăng chênh lệch giữa
nồng độ thực và nồng độ cân bằng.
Các phƣơng pháp thƣờng đƣợc dùng nhƣ sau:
- Sản phẩm ở thể khí: Dùng phƣơng pháp ngƣng tụ hấp thụ sản phẩm ra khỏi vùng phản ứng.
- Sản phẩm ở thể lỏng: Tuỳ theo tính chất của sản phẩm mà có thể thực hiện tách sản phẩm

bằng phƣơng pháp kết tinh, cho bay hơi hoặc hấp thụ vào chất rắn.
- Sản phẩm ở thể rắn: Tháo sản phẩm ra liên tục để tăng nồng độ các cấu tử ban đầu.
2.1.2. Sử dụng xúc tác thích hợp: Dùng xúc tác làm giảm năng lƣợng hoạt hóa E nên tăng
hằng số tốc độ k vì vậy làm tăng vận tốc phản ứng. Trong thực tế, hầu hết các q trình sản xuất hóa
học đều sử dụng các chất xúc tác để làm tăng tốc độ. Rất nhiều quá trình nếu thiếu chất xúc tác,
2


trong điều kiện bình thƣờng phản ứng hóa học xảy ra rất chậm, thậm chí hầu nhƣ khơng xảy ra,
nhƣng khi có mặt xúc tác thích hợp, ở nhiệt độ thích hợp thì phản ứng xảy ra nhanh gấp hàng triệu
lần. Công nghiệp sản xuất các hợp chất hữu cơ càng cần có xúc tác. Ngồi các xúc tác hóa học cịn
có các xúc tác vi sinh.
2.1.3. Tăng nhiệt độ phản ứng: Khi tăng nhiệt độ sẽ tăng hằng số tốc độ của phản ứng.
Trong sản xuất hóa học hầu hết các phản ứng đều diễn ra ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thƣờng, có khi
rất cao.Về mặt lí thuyết nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng, nhƣng ở nhiệt độ cao nhiều chất bị phân
hủy, sự ăn mòn thiết bị rất nhanh, tiêu hao nhiều năng lƣợng cho quá trình sản xuất nên sự tăng nhiệt
độ cần phù hợp với tình hình thực tế sản xuất.
2.1.4. Tăng diện tích tiếp xúc: Nhiều q trình hóa học diễn ra trong hệ dị thể, trong trƣờng
hợp đó phản ứng diễn ra trên ranh giới tiếp xúc giữa hai pha,vì vậy tăng diện tích tiếp xúc giữa
chúng sẽ làm tăng mạnh tốc độ của quá trình.
- Chất rắn thƣờng đƣợc đập, nghiền.
- Chất lỏng đƣa vào thiết bị dƣới dạng dòng chảy hoặc tƣới chảy tràn trên các vật đệm.
- Khuấy trộn.
2.2. Thực hiện các quá trình liên tục tuần hồn kín
Trong sản xuất có những q trình gián đoạn, liên tục, tuần hồn. Q trình liên tục là q trình
đƣợc thực hiện khơng mang tính chu kì; ngun liệu đƣợc đƣa vào đồng thời sản phẩm đƣợc lấy ra
khỏi thiết bị một cách liên tục, các điều kiện phản ứng trong thiết bị ln ln ổn định.Q trình liên
tục có các ƣu điểm sau:
- Năng suất làm việc của thiết bị cao, giảm đƣợc giá thành sản phẩm.
- Do giữ ổn định điều kiện làm việc của thiết bị nên dễ dàng tự động và cơ khí hóa.

- Giảm đƣợc chi phí xây dựng trên một đơn vị sản phẩm.
Đối với những q trình hiệu suất chuyển hóa thấp, cần đƣa các chất ban đầu chƣa phản ứng
quay trở lại điều kiện phản ứng ban đầu để tận dụng triệt để ngun liệu, hiệu suất chuyển hóa. Q
trình nhƣ vậy gọi là q trình liên tục tuần hồn kín.
2.3. Liên hiệp giữa các xí nghiệp và nhà máy: Trong sản xuất hóa học, có thể sản phẩm của
nhà máy này là nguyên liệu của nhà máy khác hoặc nguyên liệu của nhà máy này là phế phẩm của
nhà máy kia, vì vậy, sự liên hiệp sẽ làm giảm bớt chi phí vận chuyển, bảo đảm an tồn sản xuất, góp
phần chống ơ nhiễm mơi trƣờng, từ đó làm giảm giá thành sản phẩm. Do vậy các nhà máy hóa chất
thƣờng xây dựng cạnh nhau tạo ra một khu công nghiệp hóa học rộng lớn gồm nhiều ngành sản xuất.
Ví dụ: liên hiệp hóa chất Việt Trì, liên hiệp hóa chất phân đạm Bắc Giang, liên hiệp các nhà máy
ở Biên Hịa, cụm cơng nghiệp khí điện đạm Phú Mỹ... (sinh viên phân tích cụ thể).
2.4. Cơ khí hóa và tự động hóa q trình sản xuất
Thực hiện cơ khí hóa, tự động hóa q trình sản xuất ngồi mục đích tăng năng suất lao động,
tăng hiệu quả sử dụng các nguồn nguyên liệu còn bởi nguyên nhân sau:
- Các phản ứng hóa học xảy ra trong thiết bị thƣờng ở điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao ổn định
và nghiêm ngặt, con ngƣời rất khó hoặc khơng điều khiển trực tiếp thủ công đƣợc.
- Các nguyên liệu cũng nhƣ các sản phẩm đều là những chất có thể ảnh hƣởng trực tiếp hoặc gián
tiếp đến sức khỏe có khi còn gây cháy, nổ làm thiệt hại đến của cải và tính mạng.
Vậy Cơ khí hóa, tự động hóa quá trình sản xuất là một yêu cầu tất yếu khách quan khơng phải
chỉ vì mục đích kinh tế mà cịn vì an tồn đối với con ngƣời.

3


2.5. Tận dụng các phế thải công nghiệp chống ô nhiễm môi trƣờng: Bên cạnh việc xử lý các
chất độc hại có hại cho sức khỏe, ngƣời ta phải tìm cách biến các chất phế thải thành sản phẩm có
ích cho con ngƣời.
Ví dụ: Trong sản xuất acid sulfuric giai đoạn đốt pirit sắt để tạo khí SO2 đã sinh ra một khối
lƣợng rất lớn Fe2O3, quá trình làm sạch khí SO2 cũng thu đƣợc bụi xỉ, oxide kim loại asen và selen.
- Sử dụng phế thải làm giảm giá thành của sản phẩm chính, chống ơ nhiễm mơi trƣờng

- Trong sản xuất hóa học hiện đại dùng rất nhiều chất xúc tác quý, sau một thời gian làm việc các
chất này mất hoạt tính, ngƣời ta đã tìm cách tái sinh lại để phục hồi hoạt tính của chúng và tiếp tục dùng.
- Chống ô nhiễm môi trƣờng không chỉ sử dụng các phế thải để chế biến thành các sản phẩm có
ích mà cịn phải chuyển hóa các chất thải của nhà máy thành những chất không hoặc ít làm hại mơi trƣờng.
Cơng nghiệp hóa học hàng ngày, hàng giờ đang cung cấp cho con ngƣời những chất mới, những
sản phẩm tiêu dùng phục vụ nhu cầu cuộc sống ngày càng cao, nhƣng
cũng từng ngày, từng giờ đang đƣa vào môi trƣờng khối lƣợng lớn các chất độc, đầu độc chính sự
sống của con ngƣời. Chống ơ nhiễm môi trƣờng trở thành một nguyên tắc của công nghiệp hóa học
và phải là một tiêu chí đầu tiên đƣợc xét duyệt trƣớc khi xây dựng một nhà máy, xí nghiệp.
NGUN LIỆU, NƢỚC VÀ NĂNG LƢỢNG TRONG CƠNG NGHIỆP HĨA CHẤT.
3.1. Nguyên liệu:
Nguyên liệu là tất cả những vật liệu thiên nhiên dùng trong công nghiệp để sản xuất ra sản phẩm.
Ví dụ: khí cốc là nguyên liệu chủ yếu trong tổng hợp hữu cơ.
Theo trạng thái tập hợp, nguyên liệu chia thành ba loại: rắn (than…), lỏng (dầu mỏ), khí (khí
thiên nhiên). Theo thành phần, nguyên liệu gồm hai loại: vô cơ và hữu cơ.
Nguyên liệu theo nguồn gốc: thiên nhiên (than) và nhân tạo (khí cơng nghiệp).
Ngun liệu đóng vai trị rất quan trọng trong cơng nghiệp hóa chất. Nó khơng những ảnh hƣởng
lớn đến chất lƣợng và giá thành sản phẩm mà cịn quyết định cơng nghệ sản xuất sản phẩm và tính
kinh tế của cơng nghệ. Chi phí về nguyên liệu chiếm tới 60% giá thành sản phẩm. Cùng một sản
phẩm có thể sản xuất từ nguyên liệu khác nhau. Từ một nguyên liệu, có thể điều chế nhiều sản phẩm.
Ví dụ: Điều chế rƣợu etylic có thể đi từ tinh bột hoặc etylen. Benzen dùng làm dung môi, là
nguyên liệu quan trọng để điều chế phenol, clorbenzen…
Trong cơng nghiệp hóa chất, ngồi ngun liệu ra cịn có các vật liệu phụ khác nhƣ: chất xúc tác,
dung môi, nhiên liệu, chất trợ dung, chất tẩy rửa, tinh chế.
3.2. Nƣớc
Có ba loại: Nƣớc khí quyển nhƣ nƣớc mƣa; Nƣớc mặt đất bao gồm nƣớc hồ, ao, sông ngòi, nƣớc
biển; Nƣớc ngầm là nƣớc giếng, nƣớc mạch, giếng phun.
Nƣớc có vai trị quan trọng trong cơng nghiệp hóa chất. Vì nƣớc là một trong những nguyên liệu
thiên nhiên đƣợc dùng trong cơng nghiệp hóa chất. Trong cơng nghiệp hóa chất nƣớc đƣợc dùng với
nhiều mục đích khác nhau:

- Dùng nhƣ một chất phản ứng, tham gia trực tiếp vào phản ứng tạo ra sản phẩm.
Ví dụ: nƣớc tham gia vào các phản ứng tạo H2SO4, HNO3, CH3CH2OH.
- Dùng làm dung môi.
- Dùng làm môi trƣờng, tạo bọt trong quá trình tuyển nổi hoặc tuyển bằng các phƣơng pháp
ƣớt, làm môi trƣờng tạo huyền phù và nhũ tƣơng. Nƣớc với số lƣợng lớn là chất tải nhiệt.
Các yêu cầu về chất lượng của nước:
Chất lƣợng của nƣớc đƣợc quyết định bởi các đặc trƣng hóa học và vật lí nhƣ màu, mùi, độ
trong, nhiệt độ, tổng hàm lƣợng muối, độ cứng, tính oxy hóa và độ PH. Độ cứng của nƣớc tạo bởi
muối canxi và magnesium. Có ba loại độ cứng:
3.

4


-

Độ cứng tạm thời, khi nƣớc sôi các muối chuyển thành muối carbonat khơng hịa tan và bị
o

t
kết tủa. Phƣơng trình:
Ca(HCO3)2 
 CaCO3 + H2O + CO2
- Độ cứng vĩnh viễn, muối trong nƣớc sôi ở trạng thái tan.
- Độ cứng toàn phần là tổng hai độ cứng trên.
3.3. Năng lƣợng trong cơng nghiệp hóa chất: Năng lƣợng đƣợc sử dụng khơng những để tiến
hành các q trình cơng nghệ mà cịn dùng để thực hiện các mục đích khác nhƣ vận chuyển nguyên
vật liệu, đập, nghiền… Các dạng năng lƣợng chủ yếu dùng trong cơng nghiệp hóa chất:
- Điện năng: dùng trực tiếp để thực hiện phản ứng hóa học, làm sạch nguyên vật liệu và đƣợc
chuyển hóa thành cơ năng để chạy các máy móc và thiết bị.

- Nhiệt năng: dùng để làm nóng các chất phản ứng, thực hiện các q trình biến đổi vật lí: tăng
nhiệt độ, cô đặc, sấy khô, nấu chảy, chƣng cất…
- Quang năng: năng lƣợng ánh sáng dùng để thực hiện các phản ứng quang hóa.
Trong các dạng năng lƣợng, nhiệt năng là loại đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp hóa học.

4. MỘT SỐ KỸ THUẬT MỚI TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
4.1. Các q trình quang hóa
Quang hóa học là một bộ phận của động hóa học nghiên cứu những phản ứng diễn ra do tác
dụng của ánh sáng nhìn thấy và tử ngoại có bƣớc sóng xấp xỉ từ 8000 đến 200 Ao. Các phản ứng có
thể thực hiện trong pha khí, lỏng và rắn. Chúng có thể là phản ứng phân hủy hay tổng hợp, hoặc
phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng cộng, dime hóa, đồng phân hóa…. Phản ứng quang hóa sử dụng
trong quang hợp của thực vật; chụp ảnh; sự phát huỳnh quang, lân quang; một số phản ứng quang
xúc tác cần chất bán dẫn nhƣ oxide của Zn, Cd, Sn.
4.2. Siêu âm: Sóng siêu âm có chiều dài sóng khoảng 10cm – 10-3 cm, với chiều dài sóng này thì
khơng tạo đủ năng lƣợng để tƣơng tác trực tiếp lên liên kết hóa học (khơng thể làm đứt liên kết hóa
học). Tuy nhiên, sự chiếu xạ siêu âm trong môi trƣờng lỏng lại sản sinh ra một năng lƣợng lớn, do
nó gây nên một hiện tƣợng vật lý đó là cavitation, q trình này phụ thuộc vào môi trƣờng phản ứng
(môi trƣờng đồng thể lỏng rất khác so với cavitation ở bề mặt tiếp xúc rắn-lỏng).
Siêu âm thƣờng sử dụng trong lĩnh vực polymer và nguyên liệu tổng hợp sinh học - nhiều ứng
dụng quan trọng trong các lĩnh vực nhƣ phẩm màu, mùi vị, hƣơng thơm, …. Một ứng dụng khác của
siêu âm là điều chế kim loại dạng vơ định hình. Siêu âm có thể làm lạnh nhanh kim loại nóng chảy,
làm kim loại chuyển từ lỏng sang rắn trƣớc khi nó chuyển sang dạng kết tinh, ứng dụng mới của siêu
âm là tổng hợp những pha đặc biệt ở nhiệt độ thấp. Ví dụ, pentacarbonyl sắt phân hủy với siêu âm
cho ra sắt vơ định hình gần nhƣ tinh chất.
Sử dụng siêu âm trong xúc tác, phản ứng có xúc tác rất quan trọng trong cả phịng thí nghiệm và
ứng dụng trong công nghiệp. Xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng mà không cần phải tăng nồng độ tác
chất. Siêu âm là một ứng dụng rất quan trọng trong cả hai xúc tác đồng thể và dị thể. Xúc tác dị thể
thƣờng đƣợc ứng dụng trong công nghiệp nhiều hơn xúc tác đồng thể - trong công nghiệp khai thác
dầu mỏ, một loạt những sự chuyển hóa xúc tác dị thể đƣợc thực hiện liên tục. Xúc tác cũng đƣợc sử
dụng trong xe hơi để chuyển hóa khí thải làm hạn chế ơ nhiễm. Hơn nữa, siêu âm có một loạt các

ứng dụng trong công nghiệp nhƣ tạo hệ nhũ tƣơng, loại khí bằng dung mơi, tạo hệ phân tán rắn, tạo
hệ keo. Đặc biệt đƣợc ứng dụng trong các quá trình xử lý chất rắn nhƣ cắt, hàn, làm sạch kết tủa.
Trong tƣơng lai, việc sử dụng siêu âm để điều khiển phản ứng hóa học sẽ rất đa dạng. Nó sẽ trở
thành cơng cụ phổ biến gần nhƣ trong bất cứ phản ứng nào có sự hiện diện của một chất rắn và một
chất lỏng. Trong lĩnh vực phát triển xúc tác, siêu âm tạo ra đƣợc bề mặt có diện tích lớn, làm tăng
hoạt tính của chất xúc tác...
5


4.3. Các q trình hóa bức xạ
Các bức xạ năng lƣợng cao có khả năng ion hóa các chất tham gia phản ứng, làm xảy ra các
chuyển hóa hóa học. Các bức xạ ấy là các dao động điện từ tần số cao (tia X, tia γ) và các phân tử có
năng lƣợng cao (các hạt α và β, electron¸ các mảnh vỡ hạt nhân).
Tia bức xạ truyền năng lƣợng cho các chất tham gia phản ứng, kèm theo ion hóa và kích động
electron các phân tử. Ngồi ra, bức xạ còn làm tách electron các lớp trong và truyền năng lƣợng cho
chúng. Các electron thứ cấp lại ion hóa và hoạt hóa các phân tử khác. Dùng bức xạ có thể thay đổi
hoạt độ và độ chọn lọc của xúc tác, nhất là các chất xúc tác bán dẫn, nhờ bố trí lại mạng lƣới tinh
thể, thay đổi cấu trúc electron của xúc tác.
Bức xạ đƣợc dùng trong công nghiệp hóa học theo nhiều hƣớng. Phản ứng tổng hợp hữu cơ theo
cơ chế chuỗi (hoặc gần với chuỗi) đƣợc bức xạ khởi động (clor hóa, sulfonic hóa, sulfoclor hóa, oxy
hóa…). Trong điều chế các hợp chất polime, trùng hợp ethylen, tổng hợp một số monome. Q trình
hóa bức xạ cũng có vai trị quan trọng trong sản xuất chất dẻo cốt thủy tinh, sơn phủ các vật kim
loại, trộn các monome để phủ hay tẩm các vật liệu. Hóa bức xạ cịn làm biến tính các polime, tức
đính mạch các phân tử polime riêng lẽ lại với nhau, nên ngƣời ta có thể tăng đƣợc độ bền cơ học và
độ chịu nhiệt của poliethylen cũng nhƣ làm rắn cao su, từ đó có thể sản xuất các loại màng, ống và
cáp điện bền, chịu nhiệt, hóa rắn các vật bằng cao su.
Hiện nay, ngành kĩ thuật bức xạ nghiên cứu các thiết bị hỗn hợp hóa năng lƣợng, vừa sản xuất
điện năng, vừa sản xuất hóa chất dựa vào bức xạ.
4.4. Các q trình hóa plasma
Plasma là trạng thái thứ tƣ của vật chất (trái đất tồn tại 03 trạng thái của vật chất nhƣ rắn, lỏng và

khí) trong đó bằng cách thêm nhiều năng lƣợng hơn để hơi nƣớc của các loại khí trở thành ion hóa.
q trình ion hóa này làm cho khí trở nên dẫn điện, khí bị ion hóa này đƣợc gọi là plasma. Plasma
khơng phổ biến trên trái đất tuy nhiên trên 99% vật chất trong vũ trụ tồn tại dƣới dạng plasma, vì thế
trong bốn trạng thái vật chất, plasma đƣợc xem nhƣ trạng thái đầu tiên trong vũ trụ.
Ở nhiệt độ rất cao, các nguyên tử bị ion hóa tột độ, chỉ còn các hạt nhân và các electron đã tách
rời khỏi các hạt nhân. Các electron mới bị tách ra chuyển động nhanh trong điện trƣờng và tiếp tục
làm ion hóa các phân tử khác. Hiện tƣợng ion hóa mang tính dây chuyền, số đơng các phân tử trong
chất khí bị ion hóa, và chất khí chuyển sang trạng thái plasma. Theo tính chất nhiệt động lực học, có
plasma nóng (thermal plasma) đƣợc tạo thành ở nhiệt độ, áp suất và năng lƣợng cao, và plasma lạnh
(non-thermal plasma, cold plasma) đƣợc tạo thành ở áp suất thƣờng hoặc chân không, cần ít năng
lƣợng hơn. Tuy nhiên, cả hai loại này có chung đặc điểm là các tia plasma đều chứa một phần hay
tồn bộ phần khí bị ion hóa, bao gồm photon, ion hay điện tử tự do. Công nghệ plasma sử dụng
năng lƣợng điện để tạo ra môi trƣờng ion hóa, làm tăng động năng các hạt electron, ion và các
nguyên tử, hƣớng chúng vào các đối tƣợng cần xử lý với thời gian nhanh và hiệu quả nên rất an tồn,
tiết kiệm. Để đơn giản hóa trong nghiên cứu plasma, ngƣời ta thƣờng chỉ giới hạn trong việc xét các
khối plasma tĩnh tức là các khối plasma có điện tích chuyển động nhƣng tồn khối vẫn đứng n.
Các ví dụ về plasma dễ thấy nhất là mặt trời, các ngơi sao và bóng đèn huỳnh quang.
Kết quả của nghiên cứu đã đƣợc cơng bố trực tuyến trên Tạp chí The American Chemical
Society. Các kỹ sƣ tại Đại học Case Western Reserve, Hoa Kỳ, đã chế tạo pin điện hóa sử dụng
plasma làm điện cực thay vì kim loại. Cơng nghệ mới này đã mở ra hƣớng mới cho việc thiết kế và
sản xuất pin và pin nhiên liệu từ nhiên liệu hydro, vật liệu nano tổng hợp và các loại polyme. Ngồi
ra, plasma cịn đƣợc ứng dụng trong việc cắt kim loại – đây là quy trình sử dụng miệng đầu phun
thích hợp để làm thắt lại luồng khí ion hóa có nhiệt độ rất cao, sao cho có thể sử dụng để làm nóng
chảy và cắt đứt các kim loại. (Nguyễn Lý Tỉnh, 2006, tr. 27).
6


Ngày nay cơng nghệ plasma cịn đƣợc nghiên cứu triển khai trong khởi động lị hơi, khơng phải
dùng dầu mazut để ổn định quá trình cháy trong buồng lửa. Việc áp dụng những công nghệ này cho
phép giảm thiểu sử dụng dầu mazut và than trong ngành nhiệt điện. Điều quan trọng nữa là áp dụng

công nghệ plasma sẽ giảm đƣợc tốc độ ăn mòn nhiệt độ cao đối với bề mặt đốt của lò hơi (tăng tuổi
thọ lò hơi) đồng thời hoàn thiện đƣợc các chỉ tiêu sinh thái.
Plasma lạnh còn đƣợc sử dụng trong việc xử lý nấm mốc, vi khuẩn trong các sản phẩm thô và
khô hoặc xử lý nƣớc uống công cộng, nƣớc thải y tế, khử mùi, diệt khuẩn làm sạch khơng khí, khử
khuẩn dụng cụ y tế, các bao bì thực phẩm nhƣ chai nhựa, nắp đậy mà khơng gây biến tính vật liệu và
không để lại dƣ lƣợng trên sản phẩm. Công nghệ plasma lạnh có thể xử lý việc hình thành màng sinh
học trên bề mặt sản phẩm bằng cách làm sạch và khử trùng các bề mặt thực phẩm, giúp tăng khả
năng chống bám vi khuẩn, nhƣ khử trùng bề mặt khô (thịt, gia cầm, cá và các sản phẩm rau quả tƣơi
sau thu hoạch), thực phẩm dạng hạt (sữa bột, các loại thảo mộc và gia vị) và hạt giống.
Nhân loại hƣớng về điện tổng hợp nhiệt hạch hạt nhân, xem đó nhƣ một nguồn năng lƣợng cứu
cánh. Ngƣợc với phản ứng phân hạch là phản ứng tổng hợp hạt nhân. Tham gia phản ứng tổng hợp
nhiệt hạch thƣờng là hạt nhân hydro nhẹ (H1, ký hiệu H) hoặc các hydro nặng deuterium (H2, ký
hiệu D) và tritium (H3, ký hiệu T). Các nhiên liệu này có thể tách dễ dàng từ nƣớc biển, hoặc tổng
hợp không mấy tốn kém trong quy mô công nghiệp từ các nguyên tử hydrogen. (H.M, STINFO, SỐ
4, 2015).
4.5. Các q trình hóa sinh
Hóa sinh là môn khoa học nghiên cứu đến những cấu trúc và q trình hóa học diễn ra trong cơ
thể sinh vật. Nhờ các phản ứng mà các vi sinh vật tác động rất lớn đến môi trƣờng xung quanh, làm
tăng sự phức tạp của cuộc sống. Từ xa xƣa, ngƣời ta biết sử dụng các vi sinh vật trong việc sản xuất
thực phẩm nhƣ rƣợu, bia, dấm, nƣớc mắm, tƣơng….. Thời gian gần đây, ngƣời ta phát hiện rằng nhờ
enzyme mà các vi sinh vật thực hiện đƣợc các phản ứng chuyển hóa.
Các enzyme có tính chất xúc tác cho các phản ứng hóa sinh. Hoạt tính xúc tác của enzyme rất
lớn, độ chọn lọc rất cao, hoạt động ở nhiệt độ và áp suất thƣờng. Phản ứng của enzyme không yêu
cầu nhiều năng lƣợng. Tuy nhiên, enzyme không chịu đƣợc nhiệt độ cao (>40 – 50 oC), môi trƣờng
acid, kiềm mạnh hay muối kim loại nặng trong thời gian dài.
Ở các mỏ, lƣu huỳnh tồn tại các vi khuẩn Thiobacillus ferrooxydeans và Thiobacillus thioparus;
với mỏ quặng hố antimonit có Stibiobacter, Thiobacillus "Y"; với pyrit yếm khí trong than và
những khống sản khác có Thiobacillus neapolitanus, Leptospirillium. Phổ biến ở nhiều mỏ quặng
sulfur là khuẩn Thiobacillus ferrooxydeans. Ngồi ra cịn có một số vi khuẩn thực hiện chức năng
khử để tách kim loại hoặc khoáng vật trong hầm mỏ hay mỏ dầu, có tên chung là khuẩn khử sulfat.

Vi khuẩn sinh tồn trong điều kiện của sự phong hoá các khống vật quặng (các sulfur và arsenur) do
chúng bị kích thích phát triển với tốc độ tăng trƣởng nhanh (từ một cá thể phân ra thành 60 -70 cá
thể trong một ngày đêm), cho nên hoạt động sống của vi khuẩn đã làm cho năng lƣợng và cơ cấu của
đối tƣợng chuyển hố mạnh.
Ngồi ra, ngƣời ta dùng mẫu ngun các vi sinh vật hay mô của các sinh vật cao cấp làm xúc tác
trong các sản xuất (gọi là lên men), các men này đƣợc sử dụng thực hiện các phản ứng sinh hóa. Tuy
nhiên, phƣơng pháp trên làm giảm độ chọn lọc của q trình hóa học nên ngƣời ta tách enzyme ra để
dùng trực tiếp. Hầu hết các enzyme trong cơ thể đều ở dạng liên kết với màng còn cơ chất đi qua
màng để enzyme chuyển hóa nó thành sản phẩm. Trong cơng nghiệp thƣờng sử dụng enzyme ở dạng
hòa tan, thƣờng chỉ sử dụng đƣợc một lần và đó là lí do để ngƣời ta tạo ra enzyme không tan.
Một trong những ứng dụng chế phẩm enzyme đáng đƣợc chú ý nhất trong thời gian gần đây là
dùng chất mang để gắn phức enzyme xúc tác cho phản ứng nhiều bƣớc. Ví dụ tổng hợp glutathion,
7


acid béo, alcaloid, sản xuất hormone…Cũng bằng cách tạo phức, ngƣời ta gắn vi sinh vật để sử dụng
trong công nghệ xử lý nƣớc thải, sản xuất alcohol, amino acid…
Việc nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm enzyme ngày càng đƣợc chú trọng ở các lĩnh vực khác
nhau. Trong 20 năm cuối thế kỷ XX và các năm dầu của thế kỷ XXI các enzyme khác nhau đã đƣợc
ứng dụng. Ở Việt Nam bƣớc đầu đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng các enzyme trong chế biến nông
sản, thực phẩm, nhất là trong lĩnh vực sản xuất bia, rƣợu, chế biến tinh bột. Việc nghiên cứu các
enzyme phục vụ nông nghiệp, cơng nghiệp cũng đƣợc quan tâm và có các kết quả đáng khích lệ. Ví
dụ, chế phẩm enzyme mới ra đời phục vụ nơng nghiệp E2001 có tác dụng tăng độ phì nhiêu đất, tăng
năng suất cây trồng. Đã có các nghiên cứu ứng dụng protease trong sản xuất rƣợu bia, rút ngắn thời
kỳ lên men cũng nhƣ sản xuất nƣớc mắm ngắn ngày bằng công nghệ enzyme protease. Enzyme
amylase cũng đƣợc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong sản xuất đƣờng bột, maltodextrin, mạch nha
- glucose, siro, glucose – fructose ở quy mơ cơng nghiệp. (Hóa học ngày nay, 2013).
5.

SẢN XUẤT ACID SUFURIC

5.1. Tính chất và vai trị của acid sulfuric.
5.1.1. Tính chất của acid sulfuric.
- Là một chất lỏng sánh nhƣ dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần
nƣớc (H2SO4 98% có D = 1,84 g/cm3), chuyển sang màu vàng đen khi có lẫn tạp chất, tan trong
nƣớc theo một tỷ lệ bất kỳ và toả nhiệt mạnh tạo ra các hyđrat. Acid sulfuric đặc rất háo nƣớc nên có
thể tạo hỗn hợp với nƣớc ở bất kì tỉ lệ nào, tạo thành các loại hiđrat: H2SO4.H2O, H2SO4.2H2O, và
H2SO4.4H2O. Hỗn hợp này ở nồng độ 98,3% có tỉ trọng là 1,86 tấn/cm3, nhiệt độ sơi là 338 0C. Nó
có thể hút nƣớc của các tế bào thực vật, động vật, gỗ, tinh bột làm chúng bị cháy thành than và hòa
tan các oxide kim loại và đa số các kim loại.
- Thuộc nhóm chất hoạt động mạnh, đặc biệt có tính oxy hóa mạnh khi đun nóng. Ngƣời ta
thƣờng oxy hóa SO2 trên xúc tác rắn thành SO3, nên đƣợc gọi là phƣơng pháp tiếp xúc. Sản xuất
đƣợc H2SO4 nồng độ trên 98%. H2SO4 cũng tạo với SO3 thành các hợp chất: H2SO4.SO3,
H2SO4.2SO3. Dung dịch của SO3 trong H2SO4 gọi là oleum.
5.1.2.
Vai trị của acid sulfuric.
Acid sulfuric là một hóa chất thƣơng mại rất quan trọng đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong nền
kinh tế quốc dân và cũng là một sản phẩm có khối lƣợng lớn của cơng nghiệp hóa học. Hàng năm,
các nƣớc trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4, sử dụng để sản xuất phân bón
(superphosphat,amoniphosphat), thuốc trừ sâu, chất giặt tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo,
sơn màu, nhơm sulfat, phẩm nhuộm, dƣợc phẩm, chế biến dầu mỏ, ngành luyện kim, mạ điện v.v….
Với những đặc tính quan trọng của acid sulfuric và nhu cầu lớn của nền sản xuất cơng nghiệp
hố học mà hầu nhƣ mọi ngành sản xuất hóa học trên thế giới đều trực tiếp hoặc gián tiếp sử dụng
acid sulfuric. Vai trị quan trọng đó đƣợc thể hiện rất cụ thể thơng qua tình hình sản xuất acid
sulfuric trên thế giới và trong nƣớc.
Tình hình xản suất acid sulfuric trên thế giới: Theo Global acid sulfuric thống kê của năm nƣớc
đứng đầu thế giới về sản xuất acid sulfuric là Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Nga và Morocco trong năm
2012 tốc độ sản xuất của acid này khoảng 230,7 triệu tấn; năm 2014 khoảng 284,3 triệu tấn và sẽ
vƣợt quá 267 triệu tấn trong năm 2016. Các nƣớc XHCN ở Châu Á vẫn là thị trƣờng chính, chiếm
khoảng 23% lƣợng tiêu thụ trên thế giới, tiếp theo là Mỹ tiêu thụ khoảng 20%. Các nƣớc Ở Châu
Phi, Trung và Nam Mỹ, Tây âu tiêu thụ khoảng 10%. Các cơng ty hóa chất trong nƣớc đang sản xuất

acid tại khu vực Miền Bắc có Nhà máy Nhà máy Supe phosphat Lâm Thao- Phú Thọ, Phân đạm Hà
Bắc, Phân lân Nung chảy Văn Điển và các nhà máy sản xuất pin điện…. Khu vực miền Nam có
Cơng ty Hóa chất Cơ bản miền Nam gồm 04 đơn vị trực thuộc là Nhà máy Hóa Chất Biên Hịa
8


(VICACO), Nhà máy Hóa Chất Tân Bình (COPHATA), Nhà máy Hóa Chất Đồng Nai và Nhà máy
Hóa Chất Thủ Đức. (Merchant Research & Consulting, 2014).
5.2. Qui trình sản xuất acid sunfuric
Có ba cơng nghệ thơng dụng để sản xuất acid sulfuric là công nghệ tiếp xúc, công nghệ NOx và
công nghệ CaSO4. Nhƣng phổ biến nhất là công nghệ tiếp xúc. Nguyên lý chung của các công nghệ
tiến hành qua 3 giai đoạn:
5.2.1. Ðiều chế SO2:
Khí SO2 đƣợc điều chế từ nhiều nguồn khác nhau, có thể từ lƣu huỳnh và quặng pyrit,
chalkopyrit, sphalerit, galenit, CaSO4, các loại khí rửa, khí thải chứa lƣu huỳnh oxyde,....
5.2.2. Oxy hóa SO2 thành SO3: SO2 đƣợc oxy hóa thành SO3 trong các thiết bị tiếp xúc
xt
 2SO3
có sử dụng xúc tác.
2SO2 + O2 
5.2.3. Hấp thụ SO3: SO3 đƣợc hấp thụ trong acid loãng hoặc nƣớc để thành H2SO4 theo

 H2SO4
phản ứng:
SO3 + H2O 
5.3. Nguyên liệu để sản xuất acid sulfuric: Nguyên liệu sản xuất H2SO4 rất phong phú bao
gồm: lƣu huỳnh và các hợp chất của nó nhƣ lƣu huỳnh và quặng pyrit, chalkopyrit, sphalerit, galenit,
CaSO4, các loại khí rửa, khí thải chứa lƣu huỳnh oxyd,.... Nguyên liệu có những ý nghĩa nhất định,
phần lớn dựa vào nguyên liệu có sẳn của mỗi nƣớc. Ở Mỹ chủ yếu sử dụng nguyên liệu lƣu huỳnh,
còn các nƣớc khác phần lớn đều sử dụng quặng pyrit để sản xuất acid sulfuric. Những nguồn ngun

liệu khác cũng có những ý nghĩa nhất định, ví dụ trƣớc đây ở Đức sử dụng khá nhiều nguyên liệu
CaSO4 cho sản xuất acid sulfuric, do khơng có quặng pyrit trong khi có nhiều nguyên liệu CaSO4,
sản xuất acid sulfuric theo phƣơng pháp này đƣợc tiến hành song song với sản xuất ximăng để đạt
hiệu quả kinh tế cao hơn.
5.3.1. Lưu huỳnh (S): Lƣu huỳnh là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất H2SO4. Trong tự
nhiên có các mỏ lƣu huỳnh. Quá trình sản xuất H2SO4 từ lƣu huỳnh đơn giản hơn các nguồn nguyên
liệu khác bởi vì nhiệt độ đốt cháy lƣu huỳnh thấp và quá trình tinh chế SO2 đơn giản. Các nƣớc có
nhiều lƣu huỳnh là Mỹ, Nga, Canada….
5.3.2. Quặng pirit (FeS2): Thành phần chủ yếu của quặng pirit là FeS2, ngồi ra cịn có
pirit của kim loại màu, các hợp chất của niken, asen, Selen, đồng silic, nhơm, canxi, bạc, vàng. Vì
vậy hàm lƣợng S trong quặng chỉ khoảng 50%. Ở Việt Nam, hàm lƣợng S trong quặng chỉ khoảng
15% nên chƣa dùng trực tiếp làm nguyên liệu sản xuất acid sulfuric, phần lớn các cơng ty hóa chất
phải nhập ngun liệu từ nƣớc ngồi. Pirit sắt nguyên chất chứa 53,44% S và 46,56% Fe, có màu
vàng tƣơi.
Đối với các quặng nghèo (hàm lƣợng lƣu huỳnh thấp <15%) thì chúng ta nên làm giàu quặng
bằng phƣơng pháp tuyển nổi hoặc trộn quặng pirit nghèo với quặng lƣu huỳnh.
5.3.3. Thạch cao: Thành phần chính của thạch cao là CaSO4.2H2O hoặc CaSO4 khan.
Thƣờng thƣờng ngƣời ta dùng thạch cao vừa để sản xuất acid sulfuric vừa sản xuất ximăng bằng
cách nung thạch cao với than và đất sét trong lị quay thu đƣợc SO2 và CaO. Khí SO2 dùng sản xuất
acid sulfuric phần xỉ còn lại trộn với phụ gia làm ximăng theo phản ứng:
CaSO4 + C → SO2 + CaO + CO
5.3.4. Các chất phế thải cơng nghiệp chứa hợp chất của lưu huỳnh
Khí thải của lị luyện gang thép, lị luyện kim màu…có chứa SO2 với hàm lƣợng tƣơng đối
lớn có thể dùng để sản xuất H2SO4. Khí hydro sulfur H2S sinh ra trong lị cốc hoặc tách ra từ quá
trình chế biến dầu mỏ cũng đƣợc dùng làm nguồn nguyên liệu điều chế khí SO2 để sản xuất H2SO4.
9


Một số ngành gia cơng kim loại có nƣớc thải chứa nhiều acid H2SO4 cũng đƣợc sử dụng để thu hồi
cung cấp H2SO4 cho các ngành không cần H2SO4 độ tinh khiết.

o

t
Phản ứng từ khí sulfua hydro: 2 H2S + 3O2 
 2SO2 + 2H2O

5.4. Chế tạo hỗn hợp khí SO2
5.4.1. Nguyên liệu ban đầu là S
Theo thống kê, sản lƣợng acid sulfuric trên thế giới đƣợc sản xuất từ lƣu huỳnh, oxy và nƣớc
là 65% theo công nghệ tiếp xúc. Trong giai đoạn đầu quặng bị nấu chảy trong một lị làm việc bán
liên tục, có nhiều ngăn. Dùng khơng khí để nóng để đốt quặng chứa lƣu huỳnh làm tan chảy, hóa hơi
lƣu huỳnh, một phần có thể bị cháy thành khí SO2 - khí này đƣợc thu hồi để sản xuất acid sulfuric.
Quặng chứa trên 18% lƣu huỳnh mới dùng làm nguyên liệu. Hiệu suất tách lƣu huỳnh bằng phƣơng
pháp này có thể đạt tới 98%. Sau khi thu đƣợc lƣu huỳnh từ quặng, qua các giai đoạn tinh chế, lƣu
huỳnh đƣợc hóa lỏng và phun vào lị đốt cùng với khơng khí.
o

t
 SO2 (khí) + Q (20,7kJ)
S (rắn) + O2 (khí) 
Phản ứng khơng thuận
nghịch. Tốc độ phản ứng tăng khi
nhiệt độ và nồng độ các chất oxy
hóa trong hỗn hợp khí tăng. Nhiệt
độ phản ứng tăng nhờ nhiệt tỏa ra
trong quá trình phản ứng. Tùy theo
cấu tạo của lị nhiệt độ có thể trong
khoảng 1200 0C thì phản ứng diễn
ra rất nhanh và lƣu huỳnh cháy
Hình 1. Lị đốt lƣu huỳnh

1. Cửa; 2. Vỏ thép; 3. Lớp gạch chịu lửa
hồn tồn. Ngƣời ta có thể điều
chỉnh nhiệt độ bằng cách dùng khơng khí bổ sung vào lò đốt, lƣu huỳnh phải đập nhỏ, nấu chảy, lọc
để loại bỏ tạp chất, lƣu huỳnh dạng lỏng đƣợc nén đƣa vào lị đốt sẽ hóa hơi và cháy thành khí SO2
đạt giá trị khoảng 16%.
Cấu tạo lị: lị đốt lƣu huỳnh có cấu trúc hình ống chia làm nhiều ngăn, lƣu huỳnh bị đốt cháy hoàn
toàn ở ngăn cuối cùng, vỏ lị bằng thép, phía trong lát gạch chịu lửa. (Phùng Tiến Đạt và Trần Thị
Bính, 2004, tr.84).

5.4.2. Nguyên liệu ban đầu là quặng pirit:
 Các phản ứng xảy ra trong lò đốt pirit
+ Khi đốt ở nhiệt độ khoảng 600 0C và thiếu oxy quặng pirit phân hủy thành hơi S2 và FeS.
2FeS2
+ Ở nhiệt độ cao S2 cháy.

o

600 C

 2FeS + S2(h) ∆H > 0
o

t C cao
S2 + 2O2 
2SO2

∆H < 0

o

t C cao
 4SO2 + 2Fe2O3 ∆H < 0
+ Sau đó FeS tiếp tục cháy: 4FeS + 7O2 
 Các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình đốt pirit:
 Nhiệt độ: Đây là quá trình đốt cháy nguyên liệu rắn nên nhiệt độ cao, quá trình đốt pirit
càng nhanh. Do quá trình tỏa nhiệt nên chỉ cung cấp nhiệt cho phản ứng lúc đầu, sau đó q trình tự
diễn ra. Phản ứng càng mảnh liệt nhiệt tỏa ra càng nhiều làm cho nhiệt phản ứng tăng nhanh có thể
vƣợt 850 0C.
Nhiệt quá cao khiến cho nguyên liệu nóng chảy kết khối làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa
quặng và oxy khơng khí nên tốc độ phản ứng giảm và quặng trong lị chuyển động khó khăn. Trong
thực tế sản xuất, nhiệt độ lò từ 600 – 800 0C, nhiệt độ này còn phụ thuộc vào cấu tạo lò đốt.

10


 Diện tích tiếp xúc giữa ngun liệu và khơng khí: Cùng một khối lƣợng, bề mặt của
quặng càng lớn thì tốc độ phản ứng càng nhanh. Kích thƣớc quặng trƣớc khi đƣa vào lò còn phụ
thuộc vào cấu trúc của lị:
- Lị mái chèo thì kích thƣớc từ 6-8 mm.
- Lị tầng sơi kích thƣớc từ 2-5 mm.
- Lị phun quặng có kích thƣớc nhỏ hơn.
 Tốc độ thổi oxy vào lò: Tốc độ thổi oxy vào lò càng lớn thì quặng pirit cháy càng nhanh vì
nồng độ oxy trong lị tăng. Tốc độ thổi khơng khí càng nhanh sẽ mang theo nhiều nitơ của khơng khí
vào hỗn hợp khí làm giảm nồng độ SO2 của hổn hợp khí sau phản ứng và kéo nhiều bụi theo khí
SO2. Điều chỉnh khơng khí vào lị đốt sao cho hỗn hợp khí thu đƣợc chứa khoảng 7% SO2, 11% O2.
 Cấu trúc tinh thể và thành phần của quặng: Tốc độ cháy của pirit sắt còn phụ thuộc vào
cấu tạo tinh thể của nó và các tạp chất chứa trong đó. Nếu quặng có cấu trúc tinh thể đặc khít thì tốc
độ phản ứng cháy chậm hơn, trong quặng có lẫn quặng carbonat sẽ tốn nhiệt.
 Các loại lò đốt pirit:
 Lị mái chèo:

- Cấu tạo: Có nhiều tầng, hình trụ cao khoảng 8m kể cả giá
đỡ, đƣờng kính 6m,vỏ bằng thép, phía trong xây gạch chịu lửa. Lị có
7 tầng để đốt quặng và phần trên cùng của lò dùng để sấy khô quặng
trƣớc khi đƣa vào tầng đốt. Thứ tự của lị đánh từ trên xuống. Tầng
trên cùng có cửa dùng để dẫn hỗn hợp khí SO2 thu đƣợc sau phản
ứng sang giai đoạn tinh chế. Tầng cuối cùng có các cửa cho khơng
Hình 2. Lị mái chèo
khí vào lị. Các tầng cịn lại có các cửa để sữa chữa lị và bổ sung
thêm khơng khí. Giữa lị có 1 trục quay bằng gang đƣờng kính khoảng 0,9 m gắng với các địn cào
có răng cào để đảo trộn và cào quặng chuyển động từ tầng 1 xuống tầng 7. Khi quay trục lị đóng vai
trị 1 máy khuấy. Trong lị có hệ thống dẫn khí lạnh làm nguội trục lị và hệ thống địn cào. Phía dƣới
của tầng lị cuối cùng là lổ tháo xỉ.
- Q trình hoạt động: Quặng đƣợc đổ từ bể chứa vào tầng sấy trên đỉnh lị, các răng cào đảo
quặng và cào nó từ phía thành lị vào gần trục lị, qua các khe hở sát trục lò, quặng rơi xuống tầng 1.
Nhiệt độ khoảng 850-900 0C, quặng bắt đầu phân hủy thành hơi S2 và FeS. Một phần S2 bị đốt cháy
ở phần này. Tiếp đó hệ thống răng cào ở tầng 1 lại đảo và cào quặng từ trục lò ra phía thành lị qua
khe hở rơi xuống tầng 2, cứ thế quặng đƣợc chuyển thành xỉ theo ống tháo xỉ (Fe2O3 và Fe3O4) ở
phía dƣới ra khỏi lị. Hỗn hợp khí SO2 đƣợc lấy ra ở đỉnh lị. Khơng khí để đốt quặng đi theo các cửa
ở tầng 7 theo chiều ngƣợc lại với chiều đi của quặng. Áp suất trong lị đốt thấp hơn áp suất ngồi khí
quyển để hổn hợp khí SO2 khơng bay ra làm ơ nhiểm mơi trƣờng. Kích thƣớc
quặng cho vào lị 6-8 mm.
- Ƣu khuyết điểm: Cấu tạo phức tạp, năng suất thấp, tốn nhiều chi
phí, lƣu huỳnh cháy khơng hồn tồn. Cƣờng độ làm việc khoảng 185
kg/m3, hàm lƣợng SO2 thu đƣợc9%, hàm lƣợng S trong xỉ 2%, độ bụi 10
kg/m3.
 Lò tầng sôi: dùng để đốt quặng tuyển nổi, quặng nguyên
khai hoặc quặng sulfur khác. Quặng luôn ở trạng thái chuyển động giống
Hình 3. Lị tầng sơi
nhƣ hiện tƣợng sơi của chất lỏng.
- Cấu tạo của lị: phía dƣới lị đốt có 1 lƣới thép, trên lƣới thép là quặng pyrit, không khí thổi

từ phía dƣới lị qua lƣới thép làm cho quặng trên lƣới thép chuyển động liên tục giống nhƣ sôi. Ở
11


trạng thái lơ lửng, quặng tiếp xúc tốt với không khí và bị đốt cháy rất nhanh tạo SO2. Xỉ quặng theo
lổ tháo xỉ ở phần dƣới, khí SO2 lấy ra ở phía trên.
- Ƣu khuyết điểm: Năng suất cao hơn lò bơi chèo, đốt pirit ở nhiệt độ cao hơn, cƣờng độ làm
việc lớn từ 1000 – 1800 kg/m3, hàm lƣợng SO2 thu đƣợc 15%, hàm lƣợng S trong xỉ 0,5%, nhiệt độ
khoảng 800 oC, độ bụi 300 kg/m3, kích thƣớc quặng là 6 mm. Quặng đƣợc đốt cháy tốt nên đƣợc sử
dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất H2SO4 và luyện kim. Lị tầng sơi đƣợc sử dụng rộng rãi.
 Lò phun: Dùng để đốt quặng tuyển nổi hoặc tuyển khơ.
- Cấu tạo: Lị cao khoảng 10 m, đƣờng kính 4 m, cấu tạo
rỗng. Đốt quặng pirit ở dạng bụi có hàm lƣợng lƣu huỳnh thấp.
Cơng suất lớn hơn lị mái chèo.
- Q trình hoạt động: Quặng đƣợc khơng khí phun vào
từ phía đáy lị. Ở trạng thái nhƣ vậy quặng bị đốt cháy. Quá trình
phản ứng xảy ra trong tồn bộ thể tích của lị. Bổ sung khơng
khí vào lị từ đỉnh lỏ, xỉ lị rơi xuống đáy lị.
- Ƣu khuyết điểm: Cơng suất cao nhƣng hỗn hợp khí
Hình 4: Lị phun
SO2 có rất nhiều bụi, gây khó khăn cho q trình tinh chế.
Cƣờng độ làm việc từ 700-1000 kg/m3, nên tốc độ phản ứng cao hơn, hàm lƣợng SO2 trong sản
phẩm khí có thể đạt 13%, hàm lƣợng S trong xỉ 1-1,5%; nhiệt độ khoảng 1100 oC, khí ra khỏi lị có
nhiệt độ 1000 oC, vì vậy có khả năng tận dụng nhiệt, độ bụi > 100 kg/m3.
5.5. Tinh chế hỗn hợp khí SO2.
Do hỗn hợp khí SO2 ra khỏi lị đốt ngồi SO2 (khoảng 70%) cịn có nhiều tạp chất nhƣ: bụi, các
oxide của asen và selen, mù H2SO4, hơi nƣớc, các hợp chất của flo… Nên phải loại tạp chất ra khỏi
hỗn hợp khí, nếu khơng chúng làm mất tác dụng của chất xúc tác hoặc làm H2SO4 nhiễm bẩn.
5.5.1. Tách bụi ra khỏi hỗn hợp khí: Nhờ hệ thống lắng cơ học (máy lắng bụi ly tâm) gọi
là xyclon và máy lọc điện khơ, tách hạt bụi có kích thƣớc lớn ra, do có sự va đập vào thành máy nhờ

vào điện trƣờng mạnh có khả năng ion hóa các chất khí, các ion dƣơng và electron sẽ chuyển động
về các cực trái dấu; các electron gặp hạt bụi làm cho hạt bụi cùng tích điện âm, cùng di chuyển về
cực dƣơng bị giữ lại và tách ra khỏi dịng khí, các hạt bụi nhỏ sẽ dịng khí trong tháp.
5.5.2. Tách asen oxide va selen oxyde: Cho hỗn hợp khí qua các tháp rửa từ phía đáy lên,
tƣới dung dịch H2SO4 trên đỉnh tháp xuống. Nhiệt độ của hỗn hợp khí giảm, hơi asen oxyde và selen
oxyde bị đóng rắn rơi xuống đáy tháp. Thu hồi asen oxide và selen oxide ở dạng sạch làm nguyên
liệu cho sản xuất khác. Asen và selen oxyde sẽ làm ngộ độc xúc tác oxy hóa SO2, nên cần phải tách.
5.5.3. Tách mù H2SO4: Do trong dịng khí có hơi nƣớc nên 1 lƣợng nhỏ SO3 kết hợp với
chúng tạo ra những giọt rất nhỏ H2SO4, nhƣ sƣơng mù đi theo dịng khí ăn mịn các đƣờng ống và
làm hỏng xúc tác. Tách mù H2SO4 nhờ các máy lọc điện ƣớt. Nguyên lí tƣơng tự nhƣ tách bụi bằng
lọc điện khô.
5.5.4. Tách hơi nước (làm khô hỗn hợp SO2): Sau giai đoạn rửa khí, khí mang theo nhiều
hơi nƣớc nếu qua xúc tác sẽ làm cho xúc tác bị ẩm và vỡ vụn, nên phải làm khơ khí bằng cách cho
khí đi qua các tháp tƣới H2SO4(đđ) 98% . Sau khi tinh chế, hổn hợp khí có độ ẩm 0,01% và nhiệt độ 50
o
C tiếp tục đi vào hệ thống oxy hoá SO2 thành SO3.
5.6. Oxy hóa SO2 thành SO3 bằng xúc tác rắn (V2O5).
5.6.1. Phương pháp Nitro: Bản chất là thực hiện quá trình oxy hóa SO2 thành SO3 nhờ sự có
mặt của các oxide N2O3, NO2, đây là chất chuyển tiếp oxy của không khí theo phản ứng:

 H2SO4 + NO;
 H2SO4 + 2NO
SO2 + NO2 + H2O 
SO2 + N2O3 + H2O 
NO hình thành phản ứng trực tiếp với oxy của khơng khí:
12


NO + O2 
hoặc

NO + NO2 
 2NO2
 N2O3
Quá trình oxy hóa SO2 thành H2SO4 trong pha lỏng bao gồm nhiều quá trình nối tiếp nhau
xảy ra trên ranh giới pha lỏng – khí. Vì thế, tốc độ của q trình khơng chỉ phụ thuộc vào sự khuếch
tán mà cịn phụ thuộc vào tốc độ của phản ứng hóa học. Tuy nhiên, phƣơng pháp này gây ô nhiễm
môi trƣờng rất mạnh do các oxide nitơ khi bị thảy ra ngoài. Vì vậy, phƣơng pháp này ngày nay
khơng đƣợc sử dụng nữa.
5.6.2. Phương pháp tiếp xúc: Oxy hoá SO2 bằng xúc tác V2O5 bằng phản ứng:
2SO2 + O2

V2 O5
toC

2SO3 △H < 0

 Cơ sở lý thuyết: Phản ứng giữa SO2 và O2 ở điều kiện thƣờng và ở nhiệt độ cao hầu nhƣ
không xảy ra. Mặt khác SO3 lại không bền ở nhiệt độ cao, dễ bị phân hủy thành SO2 và O2. Nhƣ vậy
phản ứng oxy hóa SO2 bằng O2 là một quá trình thuận nghịch và tỏa nhiệt. Trong thực tế sản xuất
ngƣời ta duy trì nhiệt độ khoảng 450 oC, dùng xúc tác là vanadi oxide (V2O5). Theo ngun lý
chun dịch cân bằng thì ta có các yếu tố.
- Xúc tác: Thời kỳ đầu ngƣời ta dùng Pt làm chất xúc tác, Pt có hoạt tính cao, nhƣng không
kinh tế. Những năm gần đây ngƣời ta dùng vanadi oxide V2O5 vì có hoạt tính cao hơn, có thể trộn
thêm Al2O3, SiO2, K2O, CaO và V2O5.
- Nồng độ của các chất tham gia phản ứng: Nồng độ của O2 trong hỗn hợp khí tăng, nên tốc
độ của phản ứng tăng, vì vậy cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành SO3, đồng thời hiệu suất
chuyển hóa SO2 thành SO3 cũng tăng. Trong sản xuất, oxy hóa SO2 trên xúc tác vanadi oxide ở nhiệt
độ gần bằng 450 oC, hàm lƣợng của oxy trong hỗn hợp khí 11% cịn SO2 là 7% thì độ chuyển hóa
của SO2 có thể đạt đƣợc 98%.
- Áp suất: Khi tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí. Đối với

phản ứng trên, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận tạo SO3. Nhƣng do thực hiện trong bình kín
nếu ta tăng áp suất thì có thể nguy hiểm gây nổ bình. Nên ít đƣợc thực hiện.
- Diện tích bề mặt tiếp xúc: Để phản ứng xảy ra, các chất phản ứng phải tiếp xúc với chất
xúc tác. Để tăng diện tích tiếp xúc, xúc tác phải đƣợc chế tạo ở dạng viên có cấu trúc xốp.
- Thời gian tiếp xúc: Thời gian tiếp xúc giữa chất xúc tác và chất phản ứng tăng thì độ
chuyển hóa tăng.
 Thiết bị oxy hóa: Thiết bị tại cơng ty superphosphat Lâm Thao đã biến một công nghệ cũ
của Liên Xô thành dây chuyền sản xuất H2SO4 chƣa từng có, tận dụng đƣợc nguyên liệu pyrit trong
nƣớc và giảm triệt để chất thải gây ô nhiễm (nhƣ khói bụi, SO2 và acid) chỉ bằng việc thay đổi tỷ lệ
nguyên liệu, kết hợp với cải tiến các cơng nghệ đốt lị.
Nguồn ngun liệu là quặng pyrit (của công ty Giáp Lai, Việt Nam) phối trộn lƣu huỳnh hóa
lỏng nhập khẩu. Đây là một giải pháp cơng nghệ chƣa từng có (trên thế giới hiện thịnh hành hai loại
công nghệ sản xuất acid sulfuric: đốt pyrit hoặc đốt lƣu huỳnh trong lò tiêu chuẩn), trong khi dây
chuyền sản xuất của nhà máy sử dụng lò phi tiêu chuẩn và nguyên liệu hỗn hợp. Để thực hiện giải
pháp này, nhà máy đã nghiên cứu, lắp đặt hệ thống thiết bị trộn pyrit với lƣu huỳnh theo những tỷ lệ
khác nhau, nhằm tìm ra tỷ lệ ƣu việt nhất; tính tốn các thơng số kỹ thuật nhƣ lƣu lƣợng khí thổi vào
lị, chiều cao lớp sơi hợp lý, nhiệt độ lớp sơi, nồng độ khí SO2 ra khỏi lị, thay thế xúc tác… Nhà máy
hố chất Tân Bình acid sulfuric kỹ thuật: đƣợc sản xuất từ nguyên liệu lƣu huỳnh theo phƣơng pháp
tiếp xúc. Sơ đồ một nhà máy sản xuất acid sulfuric thông thƣờng hiện nay trên thế giới, với công
nghệ đốt lƣu huỳnh và tiếp xúc kép nhƣ sau:

13


Hình 6. Sơ đồ nhà máy sản xuất acid sulfuric - với công nghệ đốt
lƣu huỳnh và tiếp xúc k p.
1. Chất xúc tác; 2. Sàn đỡ xúc tác; 3.Ống trao đổi nhiệt
Hình 5. Tháp oxi hóa SO2

qua 4 tầng xúc tác.

5.7. Hấp thụ SO3: Đây là giai đoạn cuối cùng trong quá trình sản xuất H2SO4, đƣợc thực hiện
trong các tháp hấp thụ thơng qua phản ứng: SO3 (khí) + H2O (lỏng) → H2SO4 (lỏng) ∆H <0
Trong sản xuất không dùng trực tiếp H2O hấp thụ SO3, tức là khơng dùng nƣớc tƣới lên tháp hấp
thụ SO3 vì khi đó tạo thành “mù” acid, là những hạt nhỏ H2SO4 không ngƣng tụ thành những giọt
lớn để tạo thành H2SO4 lỏng mà theo dịng khí bay ra ngồi trời theo ống thải khói. Làm tổn thất một
phần H2SO4 và ơ nhiễm mơi trƣờng. Bên cạnh đó, SO3 cũng bị hấp thụ bởi H2SO4 để tạo ra oleum
(H2SO4.SO3), chất này sau đó bị làm lỗng để tạo thành acid
sulfuric. Để khắc phục hiện tƣợng trên, SO3 hấp thụ nƣớc tạo
thành “mù” acid sulfuric, ngƣời ta dùng oleum để hấp thụ (dung
dịch SO3 trong H2SO4 đậm đặc). Oleum hòa tan SO3 tự do tạo
thành dung dịch acid sulfuric. Oleum sau đó phản ứng với nƣớc
để tạo H2SO4 đậm đặc. Ngƣời ta thƣờng dùng hai tháp hấp thụ
đặt liền nhau để hấp thụ hồn tồn SO3 trong hỗn hợp khí
(99%). Làm nguội khí SO3 đến 30 oC, giữ nhiệt độ trong tháp
Hình 7. Sơ đồ hấp thụ SO3.
không quá 60 oC, bằng cách làm nguội dung dịch tƣới.
1. Tháp làm lạnh ống chùm; 2, 3.
Tháp hấp thụ; 4. Thùng chứa;
Dây chuyền và thiết bị của quá trình hấp thụ SO3: Trƣớc khi
5. Bơm; 6. Làm lạnh.
SO3 đi vào tháp hấp thụ đƣợc làm lạnh nhờ thiết bị làm lạnh
o
bằng nƣớc trong các hệ thống ống chùm (1) đến nhiệt độ dƣới 60 C, sau đó liên tiếp đi qua tháp (2)
và (3). Từ đỉnh tháp (2) ngƣời ta tƣới oleum có hàm lƣợng SO3 tự do nhỏ hơn 1% so với oleum
thành phẩm, còn từ đỉnh tháp (3) ngƣời ta tƣới dung dịch H2SO4 98% ± 0,5%. Chất lỏng thu đƣợc từ
các tháp lại đƣợc làm lạnh nhờ các dàn làm lạnh (6) và tƣới tuần hoàn lên đỉnh tháp. Hiệu suất của
quá trình hấp thụ đạt trên 99%. (Phùng Tiến Đạt, Trần Thị Bính, 2004).
6. TỔNG HỢP AMONIAC VÀ SẢN XUẤT ACID NITRIC
6.1. Tầm quan trọng của các hợp chất chứa nitơ: Các hợp chất của nitơ có vai trị rất quan

trọng trong đời sống động, thực vật và con ngƣời. Nitơ có trong thành phần của các chất protid nên
có ngƣời nói nitơ là ngun tố của sự sống. Trong cơng nghiệp: tạo mơi trƣờng trung tính khi hàn
kim loại, bảo vệ chất dễ oxy hóa, sử dụng trong các bóng đèn, bơm các chất lỏng dễ cháy... Hợp chất
14