Θειικός Οξικός (H2SO4) Τύπος, Ιδιότητες, Δομή και Χρήσεις

Το θειικό οξύ (Η₂Έτσι₄₎ είναι μια υγρή χημική ένωση, ελαιώδης και άχρωμη, διαλυτή στο νερό με απελευθέρωση θερμότητας και διαβρωτική σε μέταλλα και ιστούς. Carbonizes το ξύλο και τα περισσότερα οργανικά υλικά όταν έρχεται σε επαφή με αυτό, αλλά είναι απίθανο να προκαλέσει πυρκαγιά.

Το θειικό οξύ είναι ίσως το πιο σημαντικό από όλα τα βαριά βιομηχανικά χημικά και η κατανάλωσή του έχει αναφερθεί πολλές φορές ως δείκτης της γενικής κατάστασης της οικονομίας ενός έθνους.

Η παρατεταμένη έκθεση σε χαμηλές συγκεντρώσεις ή βραχυχρόνια έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία. Μέχρι στιγμής, η σημαντικότερη χρήση θειικού οξέος είναι στη βιομηχανία φωσφορικών λιπασμάτων.

Άλλες σημαντικές εφαρμογές εντοπίζονται στη διύλιση πετρελαίου, στην παραγωγή χρωστικών ουσιών, στην αποστείρωση χάλυβα, στην εκχύλιση μη σιδηρούχων μετάλλων και στην κατασκευή εκρηκτικών, απορρυπαντικών, πλαστικών, τεχνητών ινών και φαρμακευτικών προϊόντων.

Ευρετήριο

• 1 Vitriol, το προηγούμενο θειικό οξύ
• 2 Φόρμουλα
• 3 Χημική δομή
  • 3.1 Στο 2D
  • 3.2 Σε 3D
• 4 Χαρακτηριστικά
  • 4.1 Φυσικές και χημικές ιδιότητες
  • 4.2 Αντιδράσεις με αέρα και νερό
  • 4.3 Ευφλεκτότητα
  • 4.4 Δραστικότητα
  • 4.5 Τοξικότητα 
• 5 Χρήσεις
  • 5.1 Έμμεση
  • 5.2 Άμεση
• 6 Η ανάπτυξη της βιομηχανίας θειικού οξέος 
  • 6.1 Διαδικασία Vitriol
  • 6.2 Κάμερες μολύβδου
• 7 Τρέχουσα παραγωγή: διαδικασία επαφής 
  • 7.1 Διπλή διαδικασία επαφής
• 8 Πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή θειικού οξέος
  • 8.1 Πυρίτης
  • 8.2 Διοξείδιο του θείου
  • 8.3 Ανακύκλωση
• 9 Κλινικές Επιδράσεις
• 10 Ασφάλεια και κίνδυνοι
  • 10.1 Κλάσεις κινδύνου του GHS
  • 10.2 Κώδικες εποπτικών συμβουλίων
• 11 Αναφορές

Vitriolo, το ιστορικό του θειικού οξέος

Στη μεσαιωνική Ευρώπη, το θειικό οξύ ήταν γνωστό ως αλουμίνιο, βιτριόλιο, βιτριολικό έλαιο ή λικέρ βιτριόλης. Θεωρήθηκε το πιο σημαντικό χημικό προϊόν και προσπάθησε να χρησιμοποιηθεί ως πέτρα φιλόσοφου.

Οι Σουμέριοι είχαν ήδη μια λίστα με διάφορους τύπους βιτριολίου. Επιπλέον, ο Galen, ο Έλληνας γιατρός Dioscorides και ο Πλίνιος ο Γέροντας αύξησαν την ιατρική τους χρήση.

Στα ελληνιστικά αλχημικά έργα έχουν ήδη αναφερθεί οι μεταλλουργικές χρήσεις των υαλοειδών ουσιών. Το Vitriol είναι μια ομάδα υαλώδους ορυκτής από την οποία μπορεί να ληφθεί θειικό οξύ.

Φόρμουλα

-Φόρμουλα: Η₂Έτσι₄

-Αριθ. Cas: 7664-93-9

Χημική δομή

Στο 2D

3D

Χαρακτηριστικά

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το θειικό οξύ ανήκει στην δραστική ομάδα ισχυρών οξειδωτικών οξέων.

Αντιδράσεις με αέρα και νερό

- Η αντίδραση με το νερό είναι αμελητέα εκτός αν η οξύτητα είναι πάνω από 80-90%, τότε η θερμότητα της υδρόλυσης είναι ακραία, μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα.

Αναφλεξιμότητα

- Τα ισχυρά οξειδωτικά οξέα είναι γενικά μη εύφλεκτα. Μπορούν να επιταχύνουν την καύση άλλων υλικών παρέχοντας οξυγόνο στη θέση καύσης.

- Ωστόσο, το θειικό οξύ είναι εξαιρετικά αντιδραστικό και ικανό να αναφλέγει λεπτότατα εύφλεκτα καύσιμα υλικά όταν έρχονται σε επαφή μαζί τους.

- Όταν θερμαίνεται, εκπέμπει πολύ τοξικά αναθυμιάσεις.

- Είναι εκρηκτικό ή ασυμβίβαστο με μια τεράστια ποικιλία ουσιών.

- Μπορεί να υποστεί βίαιες χημικές αλλαγές σε υψηλές θερμοκρασίες και πίεση.

- Μπορεί να αντιδράσει βίαια με νερό.

Δραστικότητα

- Το θειικό οξύ είναι έντονα όξινο.

- Αντιδρά βίαια με πενταφθοριούχο βρώμιο.

- Εκτοξεύεται με παρα-νιτροτολουόλιο στους 80 ° C.

- Έκρηξη συμβαίνει όταν το πυκνό θειικό οξύ αναμιγνύεται με κρυσταλλικό υπερμαγγανικό κάλιο σε περιέκτη που περιέχει υγρασία. Εμφανίζεται επταξείδιο μαγγανίου, το οποίο εκρήγνυται στους 70 ° C.

- Το μείγμα ακρυλονιτριλίου με πυκνό θειικό οξύ θα πρέπει να διατηρείται καλά κρυωμένο, διαφορετικά θα υπάρξει έντονη εξωθερμική αντίδραση.

- Η αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης με ανάμιξη σε ένα κλειστό δοχείο θειικού οξέος (96%) σε ίσα μέρη με οποιαδήποτε από τις ακόλουθες ουσίες: ακετονιτρίλιο, ακρολεΐνη, 2-αμινοαιθανόλη, υδροξείδιο του αμμωνίου (28%), ανιλίνη, η-βουτυραλδεΰδη, χλωροσουλφονικό οξύ, αιθυλενο διαμίνη, αιθυλενοϊμίνη, επιχλωρυδρίνη, αιθυλένιο κυανοϋδρίνη, υδρογόνου (36%) οξύ, υδροφθορικό (48,7%) οξύ, προπιολακτόνη, οξείδιο του προπυλενίου, το υδροξείδιο του νατρίου, μονομερούς στυρολίου.

- Το θειικό οξύ (συμπύκνωμα) είναι εξαιρετικά επικίνδυνο σε επαφή με καρβίδια, βρωμικά, χλωρικά άλατα, διογκωτικά υλικά, πικρικά και κονιοποιημένα μέταλλα.

- Μπορεί να προκαλέσει βίαιο πολυμερισμό αλλυλοχλωριδίου και αντιδρά εξωθερμικά με υποχλωριώδες νάτριο για την παραγωγή αερίου χλωρίου.

- Η ανάμιξη χλωροσουλφουρικού οξέος και 98% θειικού οξέος δίνει HCl.

 Τοξικότητα 

- Το θειικό οξύ είναι διαβρωτικό για όλους τους ιστούς του σώματος. Η εισπνοή ατμών μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στους πνεύμονες. Η επαφή με τα μάτια μπορεί να οδηγήσει σε πλήρη απώλεια της όρασης. Η επαφή με το δέρμα μπορεί να προκαλέσει σοβαρή νέκρωση.

- Η λήψη θειικού οξέος, σε ποσότητα μεταξύ 1 κουταλάκι του γλυκού και μισή ουγκιά της συμπυκνωμένης χημικής ουσίας, μπορεί να είναι θανατηφόρα για έναν ενήλικα. Ακόμη και μερικές σταγόνες μπορεί να είναι θανατηφόρες αν το οξύ έχει πρόσβαση στην τραχεία.

- Η χρόνια έκθεση μπορεί να προκαλέσει τραχειοβρογχίτιδα, στοματίτιδα, επιπεφυκίτιδα και γαστρίτιδα. Μπορεί να παρουσιαστεί γαστρική διάτρηση και περιτονίτιδα και μπορεί να ακολουθηθεί από κυκλοφοριακή κατάρρευση. Το κυκλοφορικό σοκ είναι συχνά η άμεση αιτία θανάτου.

- Εκείνοι με χρόνιες αναπνευστικές, γαστρεντερικές ή νευρικές ασθένειες και οποιεσδήποτε οφθαλμικές και δερματικές ασθένειες διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο.

Χρησιμοποιεί

- Το θειικό οξύ είναι μία από τις πλέον χρησιμοποιούμενες βιομηχανικές χημικές ουσίες στον κόσμο. Ωστόσο, οι περισσότερες από τις χρήσεις του μπορούν να θεωρηθούν έμμεσες, συμμετέχοντας ως αντιδραστήριο αντί ως συστατικό

- Το μεγαλύτερο μέρος του θειικού οξέος καταλήγει ως το οξύ που χρησιμοποιείται για την παραγωγή άλλων ενώσεων ή ως κάποιο είδος θειικού υπολείμματος.

- Ορισμένος αριθμός προϊόντων περιλαμβάνει θείο ή θειικό οξύ, αλλά σχεδόν όλα είναι ειδικά προϊόντα χαμηλού όγκου.

- Περίπου το 19% του παραγόμενου θειικού οξέος το 2014 καταναλώθηκε σε μια κλίμακα χημικών διεργασιών και το υπόλοιπο καταναλώθηκε σε μια ευρεία ποικιλία βιομηχανικών και τεχνικών εφαρμογών.

- Η αύξηση της ζήτησης σε όλο τον κόσμο θειικό οξύ, κατά φθίνουσα σειρά, οφείλεται στην παραγωγή: φωσφορικό οξύ, υδροφθορικό οξύ τιτανίου, διοξείδιο του θειικού αμμωνίου και επεξεργασίας ουρανίου και μεταλλουργικές εφαρμογές.

Έμμεση

- Ο μεγαλύτερος καταναλωτής θειικού οξέος είναι, κατά πολύ, η βιομηχανία λιπασμάτων. Το ποσοστό αυτό αντιπροσώπευε μόλις το 58% της συνολικής παγκόσμιας κατανάλωσης το 2014. Ωστόσο, το ποσοστό αυτό αναμένεται να μειωθεί σε περίπου 56% έως το 2019, κυρίως λόγω της υψηλότερης ανάπτυξης άλλων χημικών και βιομηχανικών εφαρμογών..

- Η παραγωγή φωσφορικών λιπασμάτων, κυρίως φωσφορικού οξέος, είναι η κύρια αγορά θειικού οξέος. Χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή υλικών λιπασμάτων όπως τριπλό υπερφωσφορικό και φωσφορικά μονο- και διαμμωνιακά. Χρησιμοποιούνται μικρές ποσότητες για την παραγωγή υπερφωσφορικών και θειικού αμμωνίου.

- Σε άλλες εφαρμογές της βιομηχανίας, οι σημαντικές ποσότητες θειικού οξέος που χρησιμοποιείται ως μέσο αντίδρασης όξινο αφυδάτωσης, στις διαδικασίες οργανικής και πετροχημικών χημικού που περιλαμβάνουν αντιδράσεις όπως νίτρωσης, συμπύκνωση και αφυδάτωση, καθώς και στη διύλιση πετρελαίου , όπου χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό, την αλκυλίωση και τον καθαρισμό των ακατέργαστων αποσταγμάτων.

- Στην ανόργανη χημική βιομηχανία η χρήση της είναι αξιοσημείωτη στην παραγωγή χρωστικών ουσιών TiO2, υδροχλωρικού οξέος και υδροφθορικού οξέος.

- Στα μέταλλα βιομηχανία επεξεργασίας, θειικό οξύ για πάστωμα χάλυβα, έκπλυση μεταλλευμάτων χαλκού, ουρανίου, βαναδίου χρησιμοποιείται στην υδρομεταλλουργική επεξεργασία ορυκτών, και στην παρασκευή των ηλεκτρολυτικών λουτρών για καθαρισμό και επίστρωση μετάλλων μη σιδηρούχα.

- Ορισμένες μέθοδοι παρασκευής χαρτοπολτού στη χαρτοβιομηχανία, στην παραγωγή ορισμένων κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, στην παραγωγή χημικών ινών και στη δέψη δερμάτων, απαιτούν επίσης θειικό οξύ.

Άμεση

- Πιθανώς η μεγαλύτερη χρήση θειικού οξέος στο οποίο ενσωματώνεται θείο στο τελικό προϊόν βρίσκεται στη διαδικασία της οργανικής σουλφόνωσης, ιδιαίτερα για την παραγωγή απορρυπαντικών.

- Η σουλφόνωση παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην απόκτηση άλλων οργανικών χημικών και δευτερευόντων φαρμακευτικών προϊόντων.

- Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι ένα από τα πιο γνωστά καταναλωτικά προϊόντα που περιέχουν θειικό οξύ και αντιπροσωπεύουν μόνο ένα μικρό κλάσμα της συνολικής κατανάλωσης θειικού οξέος.

- Υπό ορισμένες συνθήκες, το θειικό οξύ χρησιμοποιείται άμεσα στη γεωργία για την αποκατάσταση πολύ αλκαλικών εδαφών, όπως εκείνα που βρίσκονται στις ερημικές περιοχές των δυτικών Ηνωμένων Πολιτειών. Ωστόσο, αυτή η χρήση δεν είναι πολύ σημαντική από την άποψη του συνολικού όγκου θειικού οξέος που χρησιμοποιείται.

Η ανάπτυξη της βιομηχανίας θειικού οξέος 

Διαδικασία Vitriol

Η παλαιότερη μέθοδος για τη λήψη θειικού οξέος είναι η αποκαλούμενη "διαδικασία βιτριόλης", η οποία βασίζεται στη θερμική αποσύνθεση των βιτριολίων, τα οποία είναι θειικά άλατα διαφόρων τύπων, φυσικής προέλευσης.

Περσική αλχημιστές, Jabir ibn Hayyan (επίσης γνωστή ως Geber, 721-815 AD), Razi (865-925 μ.Χ.) και Jamal al-Din Watwat (1318 μ.Χ.), περιελάμβανε την βιτριόλι στους καταλόγους τους των ορυκτών ταξινόμησης.

Η πρώτη αναφορά στην "διαδικασία του βιτριολίου" εμφανίζεται στα γραπτά του Jabir ibn Hayyan. Στη συνέχεια, οι αλχημιστές Άγιος Αλβέρτος ο Μεγάλος και ο Βασίλειος Βαλεντίνος περιγράφουν τη διαδικασία με περισσότερες λεπτομέρειες. Η στυπτηρία και το φθαλικό (μπλε βιτριόλη) χρησιμοποιήθηκαν ως πρώτες ύλες.

Στα τέλη του Μεσαίωνα, το θειικό οξύ λαμβάνεται σε μικρές ποσότητες σε γυάλινα στην οποία το νιτρικό θείου κάηκε σε ένα υγρό περιβάλλον.

Η διαδικασία βιτριόλης χρησιμοποιήθηκε σε βιομηχανική κλίμακα από τον δέκατο έκτο αιώνα λόγω της μεγαλύτερης ζήτησης θειικού οξέος.

Vitriolo de Nordhausen

Το επίκεντρο της παραγωγής επικεντρώθηκε στη γερμανική πόλη του Nordhausen (τα λεγόμενα άρχισε να βιτριόλι ως «βιτριόλι Nordhausen»), όπου ο σίδηρος (II) θειικό χρησιμοποιήθηκε (καραμπογιά, FeSO₄ - 7Η₂Ο) ως πρώτη ύλη, η οποία θερμάνθηκε και το προκύπτον τριοξείδιο του θείου αναμείχθηκε με νερό για να ληφθεί το θειικό οξύ (έλαιο βιτριόλης).

Η διαδικασία διεξήχθη σε μαγειρεία, μερικά από τα οποία είχαν αρκετά επίπεδα, παράλληλα, προκειμένου να ληφθούν μεγαλύτερες ποσότητες βιτριολικού ελαίου.

Κύριες κάμερες

Τον 18ο αιώνα αναπτύχθηκε μια πιο οικονομική διαδικασία για την παραγωγή θειικού οξέος γνωστή ως "διαδικασία θαλάμου μολύβδου".

Μέχρι τότε η μέγιστη συγκέντρωση του οξέος που ελήφθη ήταν 78%, ενώ η «βιτριόλι διαδικασία» συμπυκνωμένο οξύ και ατμίζον λήφθηκε, έτσι η μέθοδος αυτή εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε ορισμένους τομείς της βιομηχανίας, μέχρι την έλευση της «διαδικασίας επαφή "το 1870, με την οποία το συμπυκνωμένο οξύ θα μπορούσε να αποκτηθεί φθηνότερα.

Oleum ή oleum (CAS: 8014-95-7) είναι ένα διάλυμα ελαιώδους συνέπειας και σκούρο καφέ μεταβλητή σύνθεση τριοξειδίου του θείου και θειικό οξύ, το οποίο μπορεί να περιγραφεί από τον τύπο H₂Έτσι₄.xSO₃ (όπου το χ αντιπροσωπεύει την ελεύθερη μοριακή περιεκτικότητα του οξειδίου του θείου (VI)). Μια τιμή για το x του 1 δίνει τον εμπειρικό τύπο H₂S₂Ο₇, που αντιστοιχεί στο δισουλφικό οξύ (ή το πυροσουλφονικό οξύ).

Διαδικασία

Η διαδικασία του θαλάμου μολύβδου ήταν η βιομηχανική μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή θειικού οξέος σε μεγάλες ποσότητες, πριν να αντικατασταθεί από την "διαδικασία επαφής".

Σε 1746 στο Birmingham, Αγγλία, John Roebuck άρχισε την παραγωγή θειικού οξέος σε θαλάμους με επένδυση μολύβδου, τα οποία ήταν ισχυρότερη και λιγότερο δαπανηρή από γυάλινα δοχεία τα οποία είχαν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν, και θα μπορούσε να είναι πολύ μεγαλύτερο.

Το διοξείδιο του θείου (από την καύση του στοιχειακού θείου ή θείο που περιέχουν μέταλλο μεταλλεύματος, όπως πυρίτη) εισάγονται ατμού και οξειδίου του αζώτου σε μεγάλα θαλάμους επικαλυμμένα με φύλλα μολύβδου.

Το διοξείδιο του θείου και το διοξείδιο του αζώτου διαλύθηκαν και, για περίοδο περίπου 30 λεπτών, το διοξείδιο του θείου οξειδώθηκε προς θειικό οξύ.

Αυτό επέτρεψε την αποτελεσματική εκβιομηχάνιση της παραγωγής θειικού οξέος και, με διάφορες βελτιώσεις, η διαδικασία αυτή παρέμεινε η συνήθης μέθοδος παραγωγής για σχεδόν δύο αιώνες.

Το 1793, ο Clemente y Desormes πέτυχε καλύτερα αποτελέσματα εισάγοντας συμπληρωματικό αέρα στη διαδικασία του θαλάμου μολύβδου.

Το 1827, η Gay-Lussac εισήγαγε μια μέθοδο για την απορρόφηση των οξειδίων του αζώτου από τα απόβλητα από τον θάλαμο μολύβδου.

Το 1859, Glover αναπτύξει μια μέθοδο για την ανάκτηση των οξειδίων του αζώτου από το πρόσφατα σχηματισμένο οξέος με απογύμνωση με θερμά αέρια, η οποία κατέστησε δυνατή τη διαδικασία του οξειδίου του αζώτου που καταλύεται συνεχώς.

Το 1923, ο Petersen εισήγαγε μια βελτιωμένη διαδικασία πύργου που επέτρεπε την ανταγωνιστικότητά του σε σχέση με τη διαδικασία επαφής μέχρι τη δεκαετία του 1950.

Η διαδικασία του θαλάμου έγινε τόσο ισχυρή ώστε το 1946 εξακολουθούσε να αντιπροσωπεύει το 25% της παγκόσμιας παραγωγής θειικού οξέος.

Τρέχουσα παραγωγή: διαδικασία επικοινωνίας 

Η διαδικασία επαφής είναι η σημερινή μέθοδος παραγωγής θειικού οξέος σε υψηλές συγκεντρώσεις, απαραίτητη στις σύγχρονες βιομηχανικές διεργασίες. Το λευκόχρυσο χρησιμοποιήθηκε ως καταλύτης για αυτήν την αντίδραση. Ωστόσο, προτιμάται πλέον το πεντοξείδιο του βαναδίου (V2O5).

Το 1831, Bristol, Αγγλία, Πετρίτης Phillips κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την οξείδωση του διοξειδίου του θείου σε τριοξείδιο του θείου χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη λευκοχρύσου σε αυξημένες θερμοκρασίες.

Ωστόσο, η υιοθέτηση της εντατικής διαδικασίας της επαφής εφεύρεση και την ανάπτυξη άρχισε μόνο μετά από ζήτηση για την κατασκευή oleum χρωστική αυξήθηκε από περίπου 1872.

Στη συνέχεια, αναζητήθηκαν καλύτεροι στερεοί καταλύτες και διερευνήθηκε η χημεία και η θερμοδυναμική της ισορροπίας S02 / S03.

Η διαδικασία επαφής μπορεί να χωριστεί σε πέντε στάδια:

1. Συνδυασμός θείου και διοξειδίου (O2) για τον σχηματισμό διοξειδίου του θείου.
2. Καθαρισμός διοξειδίου του θείου σε μονάδα καθαρισμού.
3. Προσθήκη μιας περίσσειας διοξειδίου σε διοξείδιο του θείου παρουσία του καταλύτη πεντοξειδίου του βαναδίου, σε θερμοκρασίες 450 ° C και πίεση 1-2 atm.
4. Το τριοξείδιο του θείου που σχηματίζεται προστίθεται στο θειικό οξύ που δημιουργεί το έλαιο (δισουλφουρικό οξύ).
5. Στη συνέχεια το έλαιο προστίθεται στο νερό για να σχηματίσει πολύ πυκνό θειικό οξύ.

Το κύριο μειονέκτημα της μεθόδου του οξειδίου του αζώτου (κατά τη διάρκεια μόλυβδος θάλαμος) είναι η συγκέντρωση του θειικού οξέος που λαμβάνεται είναι περιορίζεται σε ένα μέγιστο των 70 έως 75%, ενώ η διαδικασία επαφής παράγει πυκνό οξύ (98 %).

Με την ανάπτυξη των σχετικά φθηνών βαναδίου καταλύτες για τη διαδικασία επαφής, μαζί με την αυξανόμενη ζήτηση για το συμπυκνωμένο θειικό οξύ, η παγκόσμια παραγωγή εγκαταστάσεων επεξεργασίας οξειδίου του αζώτου θειικό οξύ μειώθηκαν σταθερά.

Μέχρι το 1980 δεν υπήρχε σχεδόν κανένα οξύ που παράγεται στα εργοστάσια επεξεργασίας οξειδίων του αζώτου στη Δυτική Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική.

Διπλή διαδικασία επαφής

Η διαδικασία διπλής επαφής διπλής απορρόφησης (DCDA ή Double Absorption Double Contact) εισήγαγε βελτιώσεις στη διαδικασία επαφής για την παραγωγή θειικού οξέος.

Το 1960, η Bayer ζήτησε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη λεγόμενη διαδικασία διπλής κατάλυσης. Το πρώτο εργοστάσιο που χρησιμοποίησε αυτή τη διαδικασία, ξεκίνησε το 1964.

Με την ενσωμάτωση ενός σταδίου απορρόφησης SO₃ προκαταρκτικά πριν από τα τελικά καταλυτικά στάδια, η βελτιωμένη διαδικασία επαφής επέτρεψε σημαντική αύξηση της μετατροπής SO₂ , μειώνοντας ουσιαστικά τις εκπομπές της στην ατμόσφαιρα.

Τα αέρια διοχετεύονται πίσω από την τελική στήλη απορρόφησης, επιτυγχάνοντας όχι μόνο υψηλή απόδοση μετατροπής SO₂ σε SO₃ (περίπου 99,8%), αλλά επίσης επιτρέποντας την παραγωγή υψηλότερης συγκέντρωσης θειικού οξέος.

Η βασική διαφορά μεταξύ αυτής της διαδικασίας και της συνήθους διαδικασίας επαφής είναι ο αριθμός των σταδίων απορρόφησης.

Από τη δεκαετία του 1970, οι μεγάλες βιομηχανικές χώρες εισήγαγε αυστηρότερους κανονισμούς για την προστασία του περιβάλλοντος, καθώς και τη διαδικασία διπλής απορρόφησης ήταν διαδεδομένη στις νέες εγκαταστάσεις. Ωστόσο, η συμβατική διαδικασία επαφής εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε πολλές αναπτυσσόμενες χώρες με λιγότερο απαιτητικά περιβαλλοντικά πρότυπα.

Η μεγαλύτερη ώθηση για την τρέχουσα ανάπτυξη της διαδικασίας επαφής επικεντρώνεται στην αύξηση της ανάκτησης και της χρήσης της μεγάλης ποσότητας ενέργειας που παράγεται κατά τη διαδικασία.

Στην πραγματικότητα, ένα μεγάλο, σύγχρονο εργοστάσιο θειικού οξέος μπορεί να δει όχι μόνο ως χημικό εργοστάσιο, αλλά και ως θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο.

Πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή θειικού οξέος

Πυρίτη

Πυρίτη ήταν η κυρίαρχη πρώτη ύλη για την παραγωγή θειικού οξέος, μέχρι το ήμισυ του εικοστού αιώνα, όταν άρχισε να ανακτηθεί από τη διαδικασία της διύλισης του πετρελαίου και τον καθαρισμό φυσικού αερίου μεγάλες ποσότητες του στοιχειακού θείου, που γίνεται το κύριο θέμα βιομηχανία.

Διοξείδιο του θείου

Επί του παρόντος, το διοξείδιο του θείου λαμβάνεται με διάφορες μεθόδους, από διάφορες πρώτες ύλες.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η βιομηχανία βασίζεται από τις αρχές του εικοστού αιώνα στην απόκτηση στοιχειακού θείου από υπόγειες καταθέσεις από τη "Διαδικασία Frasch".

Μετρίως συγκεντρωμένο θειικό οξύ παράγεται επίσης με επανασυγκέντρωση και καθαρισμό μεγάλων ποσοτήτων θειικού οξέος που λαμβάνονται ως υποπροϊόν άλλων βιομηχανικών διεργασιών.

Ανακυκλωμένο

Η ανακύκλωση αυτού του οξέος, είναι ολοένα και πιο σημαντική από την άποψη του περιβάλλοντος, ιδίως στις κυριότερες ανεπτυγμένες χώρες.

Η παρασκευή θειικού οξέος βασιζόμενου στο στοιχειακό θείο και πυρίτη είναι, φυσικά, σχετικά ευαίσθητη στις συνθήκες της αγοράς, δεδομένου ότι το οξύ που παράγεται από αυτά τα υλικά αντιπροσωπεύει ένα πρωτογενές προϊόν.

Αντιστρόφως, όταν το θειικό οξύ είναι ένα υποπροϊόν, που κατασκευάζεται ως μέσο για την απομάκρυνση των απορριμμάτων από μια άλλη διαδικασία, το επίπεδο της παραγωγής δεν υπαγορεύεται από τις συνθήκες της αγοράς θειικό οξύ, αλλά οι συνθήκες της αγοράς για το πρωτογενές προϊόν.

Κλινικές Επιδράσεις

-Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται στη βιομηχανία και σε ορισμένα οικιακά προϊόντα καθαρισμού, όπως καθαριστικά μπάνιου. Χρησιμοποιείται επίσης σε μπαταρίες.

-Η σκόπιμη κατάποση, ιδιαίτερα των προϊόντων υψηλής συγκέντρωσης, μπορεί να προκαλέσει σοβαρούς τραυματισμούς και θάνατο. Αυτές οι εκβάσεις κατά την κατάποση είναι σπάνιες στις Ηνωμένες Πολιτείες, αλλά είναι κοινές σε άλλα μέρη του κόσμου.

-Είναι ένα ισχυρό οξύ που προκαλεί βλάβη ιστών και πήξη πρωτεϊνών. Είναι διαβρωτικό για το δέρμα, τα μάτια, τη μύτη, τους βλεννογόνους, την αναπνευστική οδό και τον γαστρεντερικό σωλήνα ή με οποιονδήποτε ιστό με τον οποίο έρχεται σε επαφή.

-Η σοβαρότητα της βλάβης καθορίζεται από τη συγκέντρωση και τη διάρκεια της επαφής.

-Οι ήπιες εκθέσεις (συγκεντρώσεις μικρότερες του 10%) προκαλούν μόνο ερεθισμό του δέρματος, της ανώτερης αναπνευστικής οδού και του γαστρεντερικού βλεννογόνου.

-Αναπνευστική επιδράσεις της οξείας έκθεσης μέσω της εισπνοής περιλαμβάνουν ερεθισμό της μύτης και του λαιμού, βήχα, φτάρνισμα, αντανακλαστικό βρογχόσπασμο, δύσπνοια και πνευμονικό οίδημα. Θάνατος μπορεί να συμβεί λόγω αιφνίδιας κυκλοφοριακής κατάρρευσης, οίδημα γλωττίδας και διαταραγμένων αεραγωγών ή οξείας πνευμονικής βλάβης.

-Κατάποση του θειικού οξέος μπορεί να προκαλέσει άμεση επιγαστρικό πόνο, ναυτία, σιελόρροια και έμετος, βλεννώδεις ή αιμορραγικής υλικό πτυχή της «αλεσμένου καφέ». Ενίοτε παρατηρείται έμετος του φρέσκου αίματος.

-Η κατάποση πυκνού θειικού οξέος μπορεί να προκαλέσει διάβρωση του οισοφάγου, νέκρωση και διάτρηση του οισοφάγου ή του στομάχου, ειδικά στον πυλώρα. Περιστασιακά, παρατηρείται τραυματισμός του λεπτού εντέρου. Οι μεταγενέστερες επιπλοκές μπορεί να περιλαμβάνουν στένωση και σχηματισμό συρίγγου. Μεταβολική όξυνση μπορεί να αναπτυχθεί μετά την κατάποση.

-Μπορεί να εμφανιστούν σοβαρά εγκαύματα στο δέρμα με νέκρωση και ουλές. Αυτά μπορεί να είναι θανατηφόρα αν επηρεαστεί επαρκώς μεγάλη επιφάνεια της σωματικής επιφάνειας.

-Το μάτι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο σε τραυματισμό. Ο ερεθισμός, το δάκρυ και η επιπεφυκίτιδα μπορεί να αναπτυχθούν ακόμη και με χαμηλές συγκεντρώσεις θειικού οξέος. Πιτσιλιές με θειικό οξύ σε υψηλές συγκεντρώσεις προκαλούν εγκαύματα κερατοειδούς, απώλεια όρασης και περιστασιακά διάτρηση με μπαλόνι.

-Η χρόνια έκθεση μπορεί να συσχετιστεί με αλλαγές στη λειτουργία των πνευμόνων, χρόνια βρογχίτιδα, επιπεφυκίτιδα, εμφύσημα, συχνές λοιμώξεις του αναπνευστικού, γαστρίτιδα, διάβρωση του σμάλτου των δοντιών, και καρκίνο ενδεχομένως αναπνευστικού.

Ασφάλεια και Κίνδυνοι

Δηλώσεις επικινδυνότητας του παγκοσμίως εναρμονισμένου συστήματος ταξινόμησης και επισήμανσης των χημικών ουσιών (SGA)

Το σύστημα οικουμενικής εναρμόνισης για την ταξινόμηση και την επισήμανση των χημικών ουσιών (GHS) είναι ένα διεθνώς αποδεκτό σύστημα, που δημιουργήθηκε από τα Ηνωμένα Έθνη έχουν σχεδιαστεί για να αντικαταστήσει τα διάφορα πρότυπα ταξινόμησης και επισήμανσης χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές χώρες που χρησιμοποιούν συνεπή κριτήρια σε όλο τον κόσμο (Έθνη United, 2015).

τάξεις κινδύνου (και το αντίστοιχο κεφάλαιο του ΓεΣΥ) τα πρότυπα ταξινόμησης και επισήμανσης, καθώς και συστάσεις για το θειικό οξύ έχουν ως εξής (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Χημικών Προϊόντων, 2017? Ηνωμένων Εθνών, το 2015? PubChem, 2017): 

Κλάσεις κινδύνου του GHS

H303: Μπορεί να είναι επιβλαβές σε περίπτωση κατάποσης [Προειδοποίηση Οξεία τοξικότητα από το στόμα - Κατηγορία 5] (PubChem, 2017).

H314: Προκαλεί σοβαρά δερματικά εγκαύματα και τραύματα στα μάτια [Κίνδυνος διάβρωσης / ερεθισμού του δέρματος - Κατηγορία 1Α, Β, C] (PubChem, 2017).

H318: Προκαλεί σοβαρή οφθαλμική βλάβη [Κίνδυνος σοβαρής βλάβης των ματιών / ερεθισμός των οφθαλμών - Κατηγορία 1] (PubChem, 2017).

H330: Μοιραία κατά την εισπνοή [Κίνδυνος Οξεία τοξικότητα, εισπνοή - Κατηγορία 1, 2] (PubChem, 2017).

H370: Προκαλεί βλάβες στα όργανα [Κίνδυνος Ειδική τοξικότητα στα όργανα-στόχους, μία έκθεση - Κατηγορία 1] (PubChem, 2017).

H372: Προκαλεί βλάβη των οργάνων μετά από παρατεταμένη ή επαναλαμβανόμενη έκθεση [Κίνδυνος τοξικότητα συγκεκριμένο όργανο στόχο, επανειλημμένη έκθεση - Κατηγορία 1] (PubChem, 2017).

H402: Επιβλαβές για την υδρόβια ζωή [Επικίνδυνο για το υδάτινο περιβάλλον, οξύς κίνδυνος - Κατηγορία 3] (PubChem, 2017).

Κώδικες των επιτροπών προληπτικής εποπτείας

Ρ260, P264, P270, P271, P273, P280, P284, P301 + P330 + P331, P303 + P361 + P353, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P307 + P311, P310, P312, P314, P320, P321, P363, P403 + P233, P405, P501 και (PubChem, 2017).

Αναφορές

1. Arribas, Η. (2012) Σχηματική παρουσίαση της παραγωγής θειικού οξέος με τη μέθοδο επαφής με πυρίτη ως πρώτη ύλη [image] Ανακτήθηκε από wikipedia.org.
2. Chemical Economics Handbook, (2017). Θειικό οξύ. Ανάκτηση από ihs.com.
3. Chemical Economics Handbook, (2017.) Κόσμος του θειικού οξέος - 2013 [εικόνα]. Ανάκτηση από ihs.com.
4. ChemIDplus, (2017). 3D δομή του 7664-93-9 - Θειικό οξύ [image] Ανακτήθηκε από: chem.nlm.nih.gov.
5. Codici Ashburnhamiani (1166). Πορτρέτο του "Γκέμπερ" του 15ου αιώνα. Βιβλιοθήκη Medicea Laurenziana [εικόνα]. Ανακτήθηκε από το wikipedia.org.
6. Ευρωπαϊκός Οργανισμός Χημικών Προϊόντων (ECHA), (2017). Σύνοψη της ταξινόμησης και της επισήμανσης. Εναρμονισμένη ταξινόμηση - παράρτημα VI του κανονισμού (ΕΚ) αριθ. 1272/2008 (κανονισμός CLP). 
7. Τράπεζα δεδομένων επικίνδυνων ουσιών (HSDB). TOXNET (2017). Θειικό οξύ. Bethesda, MD, ΕΕ: Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής. Ανακτήθηκε από: toxnet.nlm.nih.gov.
8. Leyo (2007) Σκελετικός τύπος θειικού οξέος [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: commons.wikimedia.org.
9. Το εκχύλισμα της Liebig της εταιρείας κρέατος (1929) Albertus Magnus, οι Χημίστες Celebres [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
10. Müller, Η. (2000). Θειικό οξύ και τριοξείδιο του θείου. Στην Εγκυκλοπαίδεια της Βιομηχανικής Χημείας του Ullmann. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Διατίθεται στη διεύθυνση: doi.org.
11. Ηνωμένα Έθνη (2015). Σύστημα παγκόσμιας εναρμόνισης για την ταξινόμηση και την επισήμανση των χημικών προϊόντων (SGA) Έκτη αναθεωρημένη έκδοση. Νέα Υόρκη, Ηνωμένες Πολιτείες: Δημοσίευση των Ηνωμένων Εθνών. Ανακτήθηκε από: unece.org.
12. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών. Δημοσιευμένη βάση δεδομένων PubChem, (2017). Θειικό οξύ - δομή PubChem. [image] Bethesda, MD, ΕΕ: Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής. Ανακτήθηκε από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
13. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών. Δημοσιευμένη βάση δεδομένων PubChem, (2017). Θειικό οξύ. Bethesda, MD, ΕΕ: Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής. Ανακτήθηκε από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
14. Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Φύλλο χημικών ουσιών. Θειικό οξύ, που δαπανάται. Silver Spring, MD. ΕΕ · Ανακτήθηκε από: cameochemicals.noaa.gov.
15. Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Φύλλο χημικών ουσιών. Θειικό οξύ. Silver Spring, MD. ΕΕ · Ανακτήθηκε από: cameochemicals.noaa.gov.
16. Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Δελτίο δεδομένων αντιδραστικών ομάδων. Οξέα, ισχυρή οξείδωση. Silver Spring, MD. ΕΕ · Ανακτήθηκε από: cameochemicals.noaa.gov.
17. Oelen, W. (2011) Θειικό οξύ 96% εξαιρετικά καθαρό [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
18. Oppenheim, R. (1890). Schwefelsäurefabrik nach der Bleikammerverfahren in der zweiten Hälfte des 19. Lehrbuch der Technischen Chemie [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
19. Priesner, C. (1982) Johann Christian Bernhardt und die Vitriolsäure, στο: Chemie in unserer Zeit. [image] Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
20. Stephanb (2006) Θειικό χαλκό [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
21. Stolz, D. (1614) Αλχημικό διάγραμμα. Theatrum Chymicum [image] Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
22. Wikipedia, (2017). Οξικό θειικό οξύ. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
23. Wikipedia, (2017). Θειικό οξύ. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
24. Wikipedia, (2017). Bleikammerverfahren. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
25. Wikipedia, (2017). Διαδικασία επικοινωνίας. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
26. Wikipedia, (2017). Η διαδικασία του θαλάμου μολύβδου. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
27. Wikipedia, (2017). Oleum Ανακτήθηκε από: https://en.wikipedia.org/wiki/Oleum
28. Wikipedia, (2017). Óleum. Ανακτήθηκε από: https://en.wikipedia.org/wiki/%C3%93leum
29. Wikipedia, (2017). Οξείδιο του θείου. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
30. Wikipedia, (2017). Διαδικασία Vitriol. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
31. Wikipedia, (2017). Διοξείδιο του θείου. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
32. Wikipedia, (2017). Τριοξείδιο του θείου. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
33. Wikipedia, (2017). Θειικό οξύ. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
34. Wikipedia, (2017). Vitriolverfahren. Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.
35. Wright, J. (1770) Το Alchymist, Σε αναζήτηση της η Φιλοσοφική Λίθος, ανακαλύπτει φώσφορος, και προσεύχεται για τη σύναψη της επιτυχούς λειτουργίας του, όπως ήταν η συνήθεια των αρχαίων Χυμικός Αστρολόγοι. [image] Ανακτήθηκε από: wikipedia.org.