طرح تولید اسید سولفوریک

اسید سولفوریک یک مایع روغنی بی رنگ می باشد که با آزاد شدن گرما در آب حل می شود و برای فلزات و بافت ها خورنده است. این ترکیب در اثر تماس با چوب و بیشتر مواد آلی باعث خوردگی آنها می شود اما بعید است باعث آتش سوزی شود.
قرار گرفتن طولانی مدت در معرض غلظت کم یا غلظت زیاد این اسید می تواند منجر به اثرات سو بر سلامتی ناشی از استنشاق آن شود. این ترکیب نقش عمده ای در تولید کودها و شوینده ها دارد. همچنین به فراوانی در فرآیندهای صنعتی از حذف خوردگی از فلزات گرفته تا ساخت رنگ راه پیدا کرده است.
اسید سولفوریک که در گذشته با نام جوهر گوگرد خوانده می شد،اسیدی بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می شود و فرمول شیمیایی آن اسید سولفوریک که در گذشته با نام جوهر گوگرد خوانده می شد،اسیدی بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می شود و فرمول شیمیایی آن H2SO4 می باشد. اسید سولفوریک برای نخستین بار توسط جابربن حیان کشف شد.او با تقطیر کانی های سولفات اهن و سولفات مس این اسید را به دست اورد.این ترکیب دارای نقطه ذوب ۳/۱۰ و نقطه جوش ۳۳۸ درجه سانتی گراد بوده که قابل حل در اب و الکل اتیلیک می باشد.اسید سولفوریک با تمام فلزات حتی پلاتین واکنش نشان می دهد و چنانچه گرم شود واکنش شدیدتر می گردد.ولی این ترکیب روی سرب و جیوه بی اثر است و املاح کلیه اسیدها را بجز اسید سیلیسیک تجزیه می کند.اسید سولفوریک به حالت طبیعی در گازهای خارج شده از اتشفشان ها یافت می شود ولی تولید امروزی آن به وسیله فرایندهای با دی اکسید گوگرد در درجه حرارت زیاد و در حضور کاتالیزور می باشد.(طرح تولید اسید سولفوریک)

مواد شیمیایی مرتبط با اسید سولفوریک

اسید کلریدریک
آب ژاول
اسید نیتریک

تاریخچه کشف اسید سولفوریک

اسید های معدنی از دوران باستان شناخته شده هستند، اسید سولفوریک از حدود قرن سیزدهم مورد استفاده کیمیاگران قرار گرفته است. این اسید ماده ای شیمیایی بود که از مدت ها قبل از اینکه کاملاً کشف شود، شناخته شده و مورد استفاده قرار می گرفت. با این وجود در قرن هفدهم، با سوزاندن مخلوطی از گوگرد و نمک پتاسیم یا نیترات پتاسیم، اسید سولفوریک در مقیاس صنعتی تولید می شد که نتیجه آن فرمول آشنای H۲SO۴ است. این اسید یکی از اسیدهای معدنی قوی در کنار اسید کلریدریک و نیتریک است. اسید سولفوریک اکنون از دی اکسید گوگرد در یک فرآیند کاتالیزوری که برای اولین بار در دهه ۱۸۳۰ ابداع شد، ساخته می شود اما نتیجه همان است،یک اسید قوی که بسیار خورنده است و در صورت مخلوط شدن با آب مقدار قابل توجهی گرما تولید می کند. به همین دلیل است که همیشه این اسید باید به آب اضافه شود زیرا برعکس این عمل باعث پاشیده شدن اسید می شود که اسیب زیادی در پی دارد.(طرح تولید اسید سولفوریک)

انواع اسید سولفوریک بر اساس خلوص

اسید سولفوریک در گریدهای زیر تولید می شود

اسید سولفوریک صنعتی

اسید سولفوریک صنعتی به عنوان یکی از قوی ترین اسیدهای موجود در بازار، بیشترین مصرف را در صنایع مختلف و به منظور تولید محصولات گوناگون و کاربری های متفاوت از جمله مواد شوینده، پالایش نفت، تولید اسید باتری و غیره دارد.

اسید سولفوریک آزمایشگاهی

این گرید از سولفوریک اسید در بسیاری از آزمایش های شیمی همچون آماده سازی نمونه جهت تعیین درصد آب اکسیژنه در محصولات مختلف قابل استفاده است. اسید سولفوریک آزمایشگاهی همچنین به دلیل قدرت بالای آن، برای شست و شوی ظروف آزمایشگاهی که حاوی رسوب هستند استفاده می شود.

اسید سولفوریک خوراکی

در برخی از نقاط مانند اروپا (طبق استاندارد E513 اتحادیه اروپا) تولید کننده های مواد غذایی از محلول های بسیار رقیق اسید سولفوریک خوراکی برای استفاده در مواد غذایی به عنوان کنترل کننده pH و نگهدارنده به منظور جلوگیری از رشد باکتری و میکروب های مضر استفاده می کنند. اسید سولفوریک خوراکی مصارف بسیار خاصی داشته و در حال حاضر موجود نمی باشد.

کاربرد اسید سولفوریک

اسید سولفوریک یکی از مواد پرکاربرد در صنایع مختلف می باشد که در ادامه شرح داده می شود:

کاربرد اسید سولفوریک در تولید مواد شوینده

اسید سولفوریک قدرت هیدرولیز بسیار قوی دارد و قادر به حل نمودن چربی ها و لیپیدها می باشد. لذا به عنوان حلال چربی ها و لیپیدها در تولید شوینده ها مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد سولفوریک اسید در تولید کودهای شیمیایی

اسید سولفوریک کشاورزی یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی در جهان است. این اسید بیشترین استفاده را در تولید کودهای شیمیایی و جبران کمبود گوگرد خاک دارد. اسید سولفوریک کشاورزی میزان قلیایی بودن خاک و آب را کاهش می دهد تا تهویه خاک به درستی انجام شود. حدود ۶۰ درصد از بازار مصرف این ماده، مختص به تولید این کودها می ‌باشد.
از اسید سولفوریک جهت تولید کود آمونیوم سولفات استفاده می شود، این کود برای جبران گوگرد در خاک، مناسب است. زمانی که اسید سولفوریک را به خاک اضافه می کنیم، با آهک های موجود در خاک واکنش می دهد و باعث تولید سولفات کلسیم آبدار می شود که به عنوان گچ کشاورزی معروف است. این واکنش همچنین باعث تولید سولفات منیزیم می شود. از سولفوریک اسید جهت تولید کود هایی همچون سوپر فسفات ها و فسفات آمونیوم نیز استفاده می شود.
از مزایای اسید سولفوریک ۹۸ درصد برای باغ های کشاورزی، مزارع و باغچه ها این است که میزان قلیایی بودن خاک و آب را کاهش می دهد. چنانچه از این ماده به صورت منظم برای خاک استفاده شود، باعث می شود که تهویه خاک به درستی انجام شود و میزان نفوذ پذیری خاک افزایش یابد. در صورت استفاده از اسید سولفوریک میزان شوری خاک کاهش پیدا می کند.
یکی دیگر از موارد استفاده اسید سولفوریک کشاورزی، استفاده از آن برای نفوذ پذیری آب و هوا در خاک رس است، نفوذ پذیری هوا و آب در خاک رس به کندی صورت می گیرد. گاها بعد از چندین روز آبیاری هم، آب به خاک رس نفوذ نمی کند. همین موضوع باعث می شود تهویه خاک به درستی انجام نگیرد و ریشه گیاه آسیب ببیند. اسید سولفوریک این مشکل را حل می کند.
ریشه درختان پسته به تهویه بسیار حساس می باشد و کشاورزان زیادی به دلیل عدم مرغوبیت خاک ضررهای زیادی دیده اند. اسید سولفوریک به عنوان یک ماده و کود شیمیایی قوی عمل می کند و باعث می شود که مشکلات کشاورزان در زمان استفاده از این گونه خاک ها حل شود.
اما در استفاده از اسید سولفوریک به عنوان کود باید این موضوع در نظر گرفته شود که کود دادن زیاد به زمین های زراعی باعث می شود که حاصلخیزی خود را از دست بدهند، لذا در استفاده از آن باید احتیاط شود، مثلا زمانی که سیب زمینی غده بسته است، به هیچ عنوان نباید به آن کود داد. همچنین از غلظت های کم سولفوریک اسید برای خشک کردن میوه ها و جذب آب درون آن استفاده می شود.(طرح تولید اسید سولفوریک)

کاربرد اسید سولفوریک در پالایش نفت

ترکیبات نفتی محیط زیست را به شدت آلوده می کنند و سبب خوردگی در دستگاه ها و تجهیزات پالایشگاه می شوند. در پالایش نفت دو نوع تصفیه شیمیایی و تصفیه با هیدروژن داریم که پالایش با اسید سولفوریک از نوع تصفیه شیمیایی است.
اسید سولفوریک، ماده شیمیایی است که برای تبدیل ترکیبات اتیلنی به استرهای محلول در اسید، استفاده می شود و برای تصفیه فرآورده‌های سفید مثل بنزین ‌ها و نفت سفید، مورد استفاده قرار می گیرد. هدف آن خنثی نمودن ترکیبات بازی، حذف ترکیبات اکسیژن دار و اکسید کرده مرکاپتان‌ها به دی‌سولفیدهای کم ضررتر است.

کاربرد اسید سولفوریک در اسید باتری

منظور از اسید باتری، اسیدی است که در انواع باتری ها از جمله باتری خودروها استفاده می شود. مایع داخل باطری از مخلوط اسید سولفوریک و آب مقطر به دست می آید. در واقع اسید باتری رقیق شده اسید سولفوریک می باشد چون اسید را نمی توان به راحتی رقیق نمود و باید از دستگاه رقیق کننده قوی استفاده کرد. باتری دستگاهی است که انرژی الکتریکی را در حالت شیمیایی در خود ذخیره می کند تا در زمان نیاز مورد استفاده قرار بگیرد. اساس کار این باتری ها واکنش بین سرب و اسید سولفوریک می باشد. همچنین از اسید سولفوریک در ترکیب باتری های قوی تجهیزات تصویر برداری بیمارستانی و باتری ماشین آلات و تجهیزات کشاورزی نیز استفاده می شود

کاربرد اسید سولفوریک در سنتزهای شیمیایی

اسید سولفوریک در فرآیند تولید مواد شیمیایی مانند سولفات آلومینیوم، اسید سیتریک، سولفات مس، سولفات نیکل، اسید بوریک، ایزوپروپیل الکل، اتانول از اولفین ها و دی اکسید تیتانیوم، سولفات منگنز و بلور تری گلایسین سولفات (TGS) استفاده می شود.

کاربرد اسید سولفوریک در صنایع آبکاری

برای پاکسازی و حل کردن آلودگی های معدنی و از بین بردن اکسید بر روی فلزات و چربی ها، قبل از آبکاری از اسید سولفوریک استفاده می کنند. اما برای آبکاری برنج بر روی سرب، سولفوریک اسید، اسید خوبی نیست.

کاربرد اسید سولفوریک در محلول های اسیدی تصفیه آب RO

آب ورودی به دستگاه آب شیرین کن RO دارای PH خنثی و یا مقداری اسیدی است زیرا سبب افزایش حلالیت یون های فلزی در سطح ممبرین ها و در نتیجه کاهش میزان گرفتگی ممبرین ها می شود. در این جا یک واحد تزریق اسید داریم تا PH را تنظیم کند. تزریق اسید باعث کاهش PH آب می شود و از آن برای شست و شو ممبرین ها دستگاه تصفیه آب RO یا CIP استفاده می کنیم.

کاربرد اسید سولفوریک در تولید الیاف مصنوعی

از موارد پرکاربرد الیاف مصنوعی در صنعت نساجی، الیاف پلی آمید، پلی استر و اکرلیک است که در ساخت آن ها از اسید سولفوریک استفاده می کنیم. هنگامی که الیاف سلولز در محلول تترا آمین مس حل شوند، مایع آبی رنگی تولید می شود. هنگامی که به آن سولفوریک اسید اضافه کنیم، الیاف ابریشم مصنوعی یا ریون تولید می شود.
کالاهای نساجی بعد از این که از سالن بافندگی خارج می شوند نیاز به رفع ناخالصی ، بازبینی و ترمیم احتمالی دارند. از اسید سولفوریک برای از بین بردن ناخالصی و رنگدانه های اضافی استفاده می شود.

کاربرد اسید سولفوریک در صنعت چرم سازی

اسید سولفوریک به دلیل قدرت هیدرولیز بسیار قوی، قادر به حل نمودن چربی ها و لیپیدها می باشد و به دلیل همین خاصیت در صنعت چرم سازی مورد استفاده قرار می گیرد زیرا می تواند چربی ها، مو و لایه های آلوده را از سطح چرم پاک کند.
بطور کلی اسید سولفوریک در صنعت چرم سازی در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرد:
مو زدایی و آهک‌ زنی چرم توسط اسید سولفوریک
حذف سایر زوائد چرم با اسید سولفوریک
حذف آهک از چرم به کمک اسید سولفوریک

کاربرد اسید سولفوریک در مهمات سازی و مواد منفجره

از اسید سولفوریک در تولید مواد منفجره مانند نیتروگلیسیرین، TNT، RDX و PETN استفاده می شود. نیتروگلیسیرین ماده ای سمی است که اثرات تخریبی زیادی دارد؛ برای تولید نیتروگلیسیرین از اسیدهایی مانند اسید نیتریک و اسید سولفوریک استفاده می شود.

کاربرد اسید سولفوریک در صنایع فولاد و متالورژی

سولفوریک اسید کاربردهای زیادی در صنایع فولاد و متالورژی دارد. این ماده در استخراج فلزاتی همچون مس، اورانیوم و وانادیوم کاربرد دارد. از اسید سولفوریک همچنین در شست و شو و آماده سازی فلزات برای رنگ زدن آن‌ ها و پوشاندن با پوشش ضد زنگ استفاده می‌ شود. با استفاده از این ماده ابتدا سطح فلزاتی که قرار است رنگ بخورند تمیز شده و ناخالصی ‌ها و زنگ زدگی‌ ها از سطح فلز زدوده می‌شود و سپس برای فرآیند رنگ زدن آماده می ‌شود.

کاربرد سولفوریک اسید در تولید داروهای شیمی درمانی

سرطان یک بیماری بسیار خطرناک است و داروهای آن نقش مهمی برای بیماران سرطانی دارند. سولفوریک اسید در ساخت و تولید داروهای شیمی درمانی که برای درمان سرطان استفاده می‌ شود نقش به سزایی دارند.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی اسید سولفوریک

این اسید خالص در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد (۷۷ درجه فارنهایت) دارای وزن مخصوص ۱.۸۳۰ است. در ۱۰.۳۷ درجه سانتی گراد (۵۰.۷ درجه فارنهایت) منجمد می شود. تحت تاثیر حرارت، اسید خالص تا حدی به آب و تری اکسید گوگرد تجزیه می شود که ماده اخیر به شکل بخار فرار می کند تا زمانی که غلظت اسید به ۹۸.۳ درصد کاهش یابد. مخلوط اسید سولفوریک و آب در دمای ثابت ۳۳۸ درجه سانتی گراد (۶۴۰ درجه فارنهایت) در فشار جو می جوشد. اسید سولفوریک معمولاً با غلظت ۷۸، ۹۳ یا ۹۸ درصد عرضه می شود.
اصطلاح بخار اسید سولفوریک یا اولئوم، به محلول های تری اکسید گوگرد در ۱۰۰ درصد اسید سولفوریک گفته می شود. این محلول ها که معمولاً حاوی ۲۰، ۴۰ یا ۶۵ درصد تری اکسید گوگرد هستندبرای تهیه مواد شیمیایی آلی مورد استفاده قرار می گیرند. این اسید یکی از مهمترین ترکیبات ساخته شده توسط صنایع شیمیایی است. به معنای واقعی کلمه برای تولید صدها ترکیب مورد نیاز است.(طرح تولید اسید سولفوریک)

اسید سولفوریک در کشاورزی

این اسید در کشاورزی برای اصلاح خاک های شور و قلیایی استفاده می‌ شود. این ترکیب با نمک‌های کربناته (آهک) موجود در خاک واکنش می دهد و سطح شوری خاک را تعدیل می کند. اسید سولفوریک با کربنات کلسیم موجود در خاک واکنش داده سولفات کلسیم آبدار یا همان گچ کشاورزی را تولید می کند.
مقدار اسید مورد نیاز در کشاورزی به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد و بر اساس نوع خاک متغیر است. به عنوان مثال اگر شوری خاک ناشی از سدیم اضافی باشد با شوری حاصل از منیزیم متفاوت است و بر همین اساس مقدار اسید مورد نیاز نیز متفاوت خواهد بود.

اسید سولفوریک چه رنگی است

اسید سولفوریک مایعی بی ‌رنگ و بی بو با ویسکوزیته بالا است که در آب به خوبی حل می شود. این اسید قوی در همه آزمایشگاه ها و بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل خاصیت خوردندگی بالا باید هنگام استفاده از آن بسیار احتیاط کرد.

اسید سولفوریک چه نوع اسیدی است

اسید سولفوریک یک اسیدی معدنی و بسیار قوی است که به صورت طبیعی نیز در گازهایی آتشفشانی وجود دارد. این ترکیب در مقیاس بالا با استفاده از گوگرد تهیه می شود. این ترکیب در باران های اسیدی نیز وجود دارد و باعث آسیب به تجهیزات و ساختمان ها می شود.

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید اسید سولفوریک

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
با توجه به بررسی های انجام شده کد آیسیک اسید سولفوریک به شرح جدول ذیل می باشد

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید اسید سولفوریک

تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
با توجه به بررسی های انجام شده کد تعرفه گمرکی اسید سولفوریک به شرح جدول ذیل می باشد

روش های تولید اسید سولفوریک

فرآیند تولید اسید سولفوریک دارای چهار مرحله است:
الف) استخراج گوگرد
ب) تبدیل گوگرد به دی اکسید گوگرد
ج) تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد
د) تبدیل تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریک

الف) استخراج گوگرد

مهمترین منبع گوگرد بازیابی آن از گاز طبیعی و نفت است که حاوی ترکیبات گوگردی هستند. هم سولفید آلی و هم هیدروژن هر دو باید قبل از استفاده به عنوان سوخت یا مواد شیمیایی از بین بروند.
منبع مهم دیگر گوگرد دی اکسید گوگرد حاصل از تصفیه فلز است. بسیاری از سنگ معدن های فلزی به صورت سولفید ظاهر می شوند و حرارت داده می شوند و به عنوان مثال در تولید سرب اکسید و دی اکسید گوگرد تشکیل می شوند :
در سراسر جهان حدود ۳۵٪ از گوگرد از طریق حرارت دادن سنگ سولفید از طریق دی اکسید گوگرد بدست می آید و این عمل در حال افزایش است. زیرا کارخانه هایی که به طور سنتی دی اکسید گوگرد را به اتمسفر منتقل می کردند، آن را به عنوان اسید سولفوریک بازیابی می کنند. به طور خاص، چین بیشتر اسید سولفوریک خود را از پیریت ها، سنگ معدن سولفید آهن تولید می کند.
اسید سولفوریک از سولفات آمونیوم، یک محصول جانبی در تولید پلی (متیل ۲-متیل پروپنوات) نیز بدست می آید و همچنین از اسید سولفوریک “مصرف شده” (یعنی استفاده شده) بازیابی می شود.(طرح تولید اسید سولفوریک)

(ب) تبدیل گوگرد به دی اکسید گوگرد

اگر گوگرد ماده اولیه باشد، ابتدا باید به دی اکسید گوگرد تبدیل شود. گوگرد مذاب در کوره پاشیده می شود و در انفجار هوای خشک در حدود ۱۳۰۰ K. سوزانده می شود. گوگرد با شعله آبی مشخص می سوزد:
از آنجا که از هوای اضافی استفاده می شود، گاز در حال ظهور حاوی حدود ۱۰-۱۲٪ دی اکسید گوگرد و ۱۰٪ اکسیژن است. این گازها بسیار گرم هستند و بنابراین از طریق مبدل های حرارتی (دیگهای بخار حرارت) منتقل می شوند.
گازها تا حدود ۷۰۰ K خنک می شوند و آب موجود در لوله های دیگ بخار به بخار تبدیل می شود. در ساخت یک تن اسید سولفوریک، یک تن بخار فشار قوی نیز تولید می شود.

ج) تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد (فرآیند تماس)

یک مخزن معمولی شامل یک مخزن استوانه ای است که به عنوان یک راکتور بستر ثابت با چهار بستر جداگانه کاتالیزوری شناخته می شود. مواد تا ۷۰۰ K گرم می شود، که از طریق آن دی اکسید گوگرد و هوا عبور می کند:
کاتالیزور، اکسید وانادیوم (V) روی سیلیس، به طور کلی به صورت گلوله های کوچک است که به آنها سولفات سزیم به عنوان یک پروموتر اضافه شده است. عملکرد پروموتر این است که نقطه ذوب اکسید وانادیوم (V) را پایین بیاورد تا در ۷۰۰ K ذوب شود.
رای عملکرد رضایت بخش تری اکسید گوگرد (نیاز به تبدیل بیش از ۹۹.۵٪)، تا آنجا که از لحاظ اقتصادی ممکن است از درجه حرارت پایین استفاده می شود. بنابراین، گرما از گاز خارج شده از هر بستر با استفاده از مبدل های حرارتی خارج می شود. تری اکسید گوگرد تولید شده بین بسترهای سوم و چهارم برداشته شده و به مرحله بعدی یعنی تبدیل تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریک منتقل می شود.(طرح تولید اسید سولفوریک)

د) تبدیل تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریک

تری اکسید گوگرد که در بستر سوم تشکیل شده است (و مقدار کمی از بستر چهارم) اکنون به اسید سولفوریک تبدیل می شود.
تری اکسید گوگرد با آب واکنش می دهد که واکنش را می توان به صورت زیر بیان کرد:
با این حال، از آنجا که یک افزایش دما اتفاق می افتد یک غبار اسید سولفوریک ایجاد می شود، که به سختی قابل کنترل است زیرا نمی توانیم از آب برای جذب آن استفاده کنیم. در عوض، اسید سولفوریک با غلظت حدود ۹۸٪ استفاده می شود. برای نگه داشتن دما در حدود ۴۰۰ K، گرما توسط مبدل های حرارتی حذف می شود.

رقیق سازی محلول اسید سولفوریک

سولفوریک اسید بسیار سنگین است و در غلظت‌ های بالا بسیار خورنده بوده و خشک‌ کننده ‌قوی است. اسید سولفوریک رقیق با هر نسبتی در آب حل می‌ شود ولی در حالت غلیظ، ریختن آب بر روی آن، بسیار خطرناک است و باعث پاشش اسید به اطراف و حتی انفجار می ‌شود. پس ممکن است با توجه به کاربرد، به رقیق کردن این اسید نیاز باشد.
به منظور رقیق کردن اسید سولفوریک غلیظ و تهیه اسید با غلظت دلخواه، ابتدا مقدار اسید سولفوریک و آب مقطر را محاسبه کرده، سپس به منظور به حجم رساندن از ظروف آزمایشگاهی همچون بالن استفاده می کنیم. به این صورت که ابتدا بالن را از مقداری آب مقطر پر کرده و روی استیرر می گذاریم تا حین اضافه کردن اسید سولفوریک به بالن، محلول یکنواخت شده و از تجمع اسید در انتهای ظرف و داغ کردن آن جلوگیری کند.
همچنین ذکر این نکته ضروری است که باید مدتی صبر کرد تا بالن خنک شود، زیرا در صورت به حجم رساندن در این مرحله به دلیل دمای بالای محلول و تبخیر شدن، محلول سازی به درستی انجام نمی گیرد و غلظت اشتباه خواهد شد. در انتها نیز بالن را با آب مقطر تا خط نشانه به حجم می رسانیم.
این نکته بسیار مهم است که اسید سولفوریک را به آب مقطر اضافه کنیم، زیرا این واکنش بسیار گرماده بوده و در صورت رعایت نکردن نکات ایمنی همچون پوشیدن دستکش و استفاده از عینک، ممکن است اسید به اطراف پاشیده شود و منجر به صدمات جبران ناپذیری شود. همچنین به سبب عدم آسیب رسانی بخار های این اسید قوی بهتر است این آزمایش زیر هود آزمایشگاهی انجام شود.(طرح تولید اسید سولفوریک)

موارد استفاده از اسید سولفوریک در جهان

این اسید یکی از بیشترین مواد شیمیایی صنعتی است که در جهان استفاده می شود. تولید کودها، به ویژه کودهای فسفاته از اسید فسفریک در فرایند مرطوب، عمده مصرف نهایی اسید سولفوریک است که بیش از ۶۰٪ کل مصرف جهانی در سال ۲۰۲۰ را به خود اختصاص داده است. انتظار می رود که کاربردهای شستشوی فلز و اکسید فولاد با سرعت بالاتری رشد کنند. حدود ۱۴٪ اسید سولفوریک جهانی برای حدود ۲۰ فرآیند شیمیایی مصرف می شود. عامل اصلی رشد مصرف این اسید در سطح جهانی، با کاهش ترتیب استفاده تولید اسید فسفریک، آبشویی فلزات، سولفات آمونیوم و دی اکسید تیتانیوم است. بخشی از تجارت اسید سولفوریک که در نتیجه محدودیت های زیست محیطی رشد کرده است، بخشی است که این ترکیب را بازیابی می کند. مقررات سختگیرانه زیست محیطی همراه با تأمین خواسته های مشتری و دستیابی به کارایی عملیاتی منجر به افزایش هزینه های مربوطه و به روزرسانی طرح ها در بین تولید کنندگان اسید سولفوریک می شود.
پیش بینی می شود طی پنج سال آینده تقاضای جهانی برای اسید سولفوریک افزایش یابد. چین بازار عمده ای است که بیش از ۳۵٪ مصرف در سال ۲۰۲۰ را به خود اختصاص داده و پس از آن آمریکای شمالی با حدود ۱۳٪ قرار دارد. این اسید در آفریقا، آمریکای لاتین، اروپای شرقی و غربی و خاورمیانه نیز کاربران زیادی دارد. پیش بینی می شود که تقاضا برای تولید کود نیاز به خرید اسید سولفوریک را طی دوره پیش بینی شده به طور پیوسته افزایش دهد در حالی که انتظار می رود تقاضا برای استفاده شیمیایی و صنعتی با مقادیر بالاتری رشد کند.
این ترکیب گاهی اوقات “سلطان مواد شیمیایی” هم نامیده می شود زیرا در سراسر جهان با مقادیر زیادی تولید می شود. در حقیقت، استفاده سرانه اسید سولفوریک به عنوان یکی از شاخص های توسعه فنی یک کشور در نظر گرفته شده است. تولید سالانه در ایالات متحده که تولید کننده برتر جهان است، بیش از ۳۹ میلیارد کیلوگرم (۸۶ میلیارد پوند) است و ارزانترین اسید فله ای است.(طرح تولید اسید سولفوریک)

کالای جایگزین اسید سولفوریک

در تولید اسید فسفریک و کودهای شیمیایی فسفاته، اسید سولفوریک عامل اصلی است و قابل جایگزینی با محصول دیگری نیست.
در تصفیه اورانیوم و وانادیوم، مواد ق لیایی جایگزین اسید سولفوریک شده است، البته هنوز در برخی نقاط دنیا از اسید سولفوریک در این زمینه استفاده می شود. تصفیه برشهای روغنی امروزه به روشهای دیگری غیر از تصفیه با اسید سولفوریک انجام می شود. همچنین در تولید دی اکسید تیتانیوم فرآیند کلراید با فرایند سولفاید که از اسید سولفوریک استفاده م ی کند رقابت می کند. در تولید مواد پاک کننده، تری اکسید سولفور و اسید کلروسولفوریک می تواند جایگزین اسید سولفوریک شود.
در تصفیه آب (Water-treatment) دی اکسید کربن با اسید سولفوریک رقابت می کند . همچنین در تولید ترکیبات کر وم، اسید سیتریک، رزورسینول و فنل فرآیندهای دیگری نیز وجود دارند که با فرآیندهای تولید از اسید سولفوریک رقابت می کند.
بهر حال، علت کاربرد فراوان اسید سولفوریک در صنایع مختلف، ارزان بودن و حجم بالای تولید آن درجهان است . لازم به ذکر است که قسمت عمده اسید سو لفوریک جهان در تولید اسید فسفریک (Wet-Process)مصرف می شود که هیچ محصول جایگزینی برای آن وجود ندارد .

اهمیت استراتژیک کالا

همانطور که ذکر شد، عمده کاربرد اسید سولفین در تولید کودهای فسفاته است. اهمیت استراتژیک آن نیز در همین راستاست. با رشد روزافزون جمعیت جهان و محدودیت زمین های کشاورزی، میزان بهره وری و راندمان تولید محصول از خاک به ازای هر واحد، ضرورتا باید افزوده شود تا بتواند پاسخگوی رشد فزاینده جمعیت باشد.
امروزه این کار دیگر با کودهای حیوانی انجام نمی شود. چرا که کودهای حیوانی تنها فیزیک خاک را تغییر می دهند و خاک را برای رشد آماده می کنند، اما از نظر مواد مغذی برای گیاه بسیار فقیر هستند. برای بالا بردن بهره وری خاک، استفاده از کودهای شیمیایی ضرورت شناخته شده ای است.
همانطور که در بخش موارد کاربرد ذکر شد، اسید سولفوریک در تولید کودهای پر مصرف از جمله کودهای فسفاته و نیز کود سولفات آمونیوم مورد استفاده قرار می گیرد و در این کاربردها نیز قابل جایگزینی با ماده دیگری نیست. لذا از این نظر بسیار حائز اهمیت است.

پیش بینی رشد آتی بازار اسید سولفوریک

با توجه به افت ذخایر اکسیدی منابع معدنی فعال روی در ایران، انتظار می رود سهم مصرف اسید در این صنعت به تدریج کاهش یابد. در مقابل به دلیـل رونـد رو به رشد صنایع مصرف کننده مس، در سال های آتی مصرف اسید سولفوریک در این بخش افزایش خواهد داشت. از سوی دیگر با توجه به رشد روز افزون جمعیت و محـدودیت زمین های کشاورزی، میزان بهره وری و راندمان تولید محصول از خاک به ازای هر واحد، ضرورتاً باید افزوده شود که این به معنـای افـزایش تقاضـا بـرای اسـید سولفوریک در تولید کودهای شیمیایی است.

بازار جهانی اسید سولفوریک

اسید سولفوریک به عنوان یک اسید معدنی و از قوی ترین اسید ها در کنار هیدروکلریک اسید و نیتریک اسید به شمار می رود، به گونه ای که لقب سلطان اسید ها را به خود داده است. از گذشته مصرف این اسید در صنایع مختلف در سراسر جهان رواج داشته و تا به امروز نیز تولید و مصرف آن به تبع تقاضای زیاد روند صعودی داشته است. مصرف اسید سولفوریک در صنایع، به طور گسترده و مهم می باشد تا جایی که تولید این اسید، بیانگر قدرت صنعتی یک کشور است.

صادرات و واردات

بررسی حجم تجارت بین‌المللی اسید سولفوریک نشان می‌دهد تنها سهم کمی حدود ۷ درصد از کل عرضه و تقاضای جهانی، در مسیرهای تجاری مورد مبادله قرار می‌گیرد. دلیل اصلی این امر، خورنده بودن این ماده شیمیایی و هزینه بالای زیرساخت بندری و حمل و نقل آن است. علاوه بر این، همواره واحدهای تولیدکننده اختیاری اسید، در کنار بازارهای مصرف احداث می‌شوند تا نگرانی از بابت حمل و نقل نداشته باشند.

قیمت‌های جهانی اسید سولفوریک

قیمت اسید بعد از کاهش قیمت‌های جهانی گوگرد و بحران مالی در اروپا از سال ۲۰۱۲، با وجود فراز و نشیب در این مسیر، روند نزولی به خود گرفته است. با توجه به اختلاف قابل ملاحظه قیمت‌های FOB و CFR شمال غرب اروپا، می‌توان به هزینه‌های بالای حمل و نقل، بیمه و ریسک انتقال اسید سولفوریک پی برد.
قیمت FOB در برخی دوره‌های زمانی، به زیر صفر نیز کشیده شده است؛ به این معنا که شرکت‌های فروشنده، مجبور به پرداخت هزینه‌ای جهت فروش اسید سولفوریک خود در بازارهای جهانی هستند.
قیمت اسید سولفوریک به صورت تئوری نسبتی از قیمت گوگرد است. با این وجود، دخالت عرضه و تقاضا در بازار جهانی اسید سولفوریک، سبب می‌شود تا نسبت قیمت اسید به گوگرد رعایت نشود. (طرح تولید اسید سولفوریک)

بازار اسید سولفوریک در ایران

در ایران، بازار اسید سولفوریک بسته به تقاضای داخل کنترل می‌شود. ظرفیت تولید اسید سولفوریک در کشور حدود ۱/۲ میلیون تن است که عملا تنها یک‌سوم از آن در حال فعالیت است. از این حجم ظرفیت، حدود ۱۰۰ هزار تن متعلق به شرکت ملی صنایع مس ایران و مابقی به سایر تولیدکنندگان بخش خصوصی تعلق دارد.میزان تولید اسید در بازار ایران طی سال گذشته، حدود ۶۸۰ هزار تن و حجم مصرف ظاهری آن بالغ بر ۶۶۰ هزار تن بود.

چشم‌انداز بازار اسید سولفوریک

بر اساس مطالعات صورت گرفته از اقتصاد و صنعت، انتظار می‌رود تقاضای اسید سولفوریک طی سال‌های آتی تغییر چندانی نداشته باشد. با این وجود، تقاضای اسید سولفوریک با نرخ اندکی به‌طور سالانه رشد خواهد کرد و از ۶۷۰ هزار تن به بیش از ۷۰۰ هزار تن در سال ۲۰۲۱ خواهد رسید. می‌توان انتظار داشت با جهش در صنعت تولید کودهای شیمیایی، تقاضای اسید سولفوریک کشور رشد قابل ملاحظه‌ای را به خود ببیند.
در سال ۲۰۱۱، بزرگترین صنعت مصرف‌کننده اسید سولفوریک در ایران، بخش تولید فلزات پایه شامل روی و مس بود. سهم مصرف روی حدود ۴۸ درصد و مس حدود ۷ درصد از کل تقاضای اسید سولفوریک کشور را تشکیل می‌داد. با توجه به افت ذخایر خاک اکسیدی منابع معدنی فعال روی در ایران، انتظار می‌رود سهم مصرف اسید در این صنعت به‌تدریج کاهش یابد و تا سال ۲۰۲۱، به حدود ۲۸ درصد کل تقاضا برسد. این درحالی است که سهم مصرف صنعت مس از ۷ درصد به ۱۶ درصد افزایش خواهد یافت.
با کاهش تقاضای اسید سولفوریک صنعت روی ایران، انتظار می‌رود که صنعت کود شیمیایی، رشد بیشتری داشته و جایگزین تقاضای از دست رفته روی در کشور شود.(طرح تولید اسید سولفوریک)

چالش مازاد عرضه اسید سولفوریک

با احتساب راه‌اندازی پروژه‌های اسید سولفوریک شرکت ملی صنایع مس ایران، ظرفیت اسید سولفوریک این شرکت از سالانه ۱۰۰ هزار تن به حدود ۹۰۰ هزار تن در سال ۲۰۱۹ و سپس به ۵/۱ میلیون تن در سال ۲۰۲۰ خواهد رسید و حجم تولید اسید نیز به‌تدریج طی سال‌های آتی افزایش خواهد یافت. به‌گونه‌ای که با ثابت در نظر گرفتن حجم تولید کنونی سایر واحدهای تولیدکننده اسید، سالانه بالغ بر ۶۰۰ هزار تن به عرضه داخلی این ماده شیمیایی افزوده خواهد شد. به بیان دیگر، بازار اسید سولفوریک با توجه به پیش‌بینی تقاضای اسید مبتنی بر روند گذشته با مازاد قابل توجه عرضه مواجه خواهد شد.
با توجه به حجم بالای مازاد عرضه، بالغ بر ۸۰۰ هزار تن در سال ۲۰۲۱ و اجباری بودن تولید اسید سولفوریک توسط شرکت ملی صنایع مس ایران، بالطبع، تولیدکنندگان اختیاری در بازار، متحمل کاهش تولید خواهند بود. البته این موضوع از منظر مسائل زیست محیطی بسیار با اهمیت است زیرا همانطور که پیشتر اعلام شد تولیدکنندگان اختیاری عمدتا با سوختن گوگرد یا تشویه منابع گوگرددار اقدام به تولید اسید می کنند و این امر مخاطرات زیست محیطی در بر دارد که بدینوسیله ریسکهای یادشده بسیار کاهش می یابد.
از این رو، راه‌کارهایی برای حل چالش مازاد عرضه اسید سولفوریک در نظر گرفته شده است. این راه‌کارها را می‌توان به ۲ دسته کلی فروش خارجی اسید (صادرات) و تبدیل آن به محصول پایین‌دستی در داخل کشور تقسیم‌بندی کرد.
به طور کلی چالش‌های پیش روی فروش اسید در داخل یا خارج از کشور را می‌توان به صورت زیر برشمرد:
نیاز به زیرساخت لجستیک اعم از ریلی، جاده‌ای و بندری
ایجاد مازاد عرضه اسید سولفوریک در بازار داخل
نیاز به تجربه و روابط تجاری جهت فروش اسید در بازارهای خارجی
تهدید اجرایی شدن تحریم‌های یک‌جانبه آمریکا
علاوه بر این فرصت های زیادی نیز ایجاد می شود از جمله:
فرصت برای سرمایه گذاران داخلی و خارجی برای ایجاد واحدهای مصرف کننده جدید یا توسعه واحدها موجود

رقابت قیمتی در بازار

امکان استفاده بیشتر از ظرفیت‌های بلااستفاده در صنایع پایین‌دستی اسید سولفوریک
نزدیکی به بازارهای بزرگ مصرفی نظیر هند
با توجه به این که تولید اسید فسفریک، یکی از گزینه‌های جذاب مصرف اسید سولفوریک در کشور است، بررسی روند تجارت آن در خاورمیانه نیز نکات ارزشمندی را به همراه دارد. ظرفیت تولید اسید فسفریک در ایران، بالغ بر ۶۵۰ هزار تن در سال است که تنها ۲۵۰ هزار تن از آن مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.
منطقه خاورمیانه سالانه بالغ بر ۵۳۰ هزار تن اسید فسفریک وارد کرده است. علاوه بر این منطقه، هند و پاکستان نیز از جمله بازارهای بزرگ مصرف اسید فسفریک هستند.(طرح تولید اسید سولفوریک)

وضعیت واحد های فعال تولید اسید سولفوریک

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید کننده اسید سولفوریک در کشور به تفکیک استان آمده است.

جدول واحد های فعال تولید اسید سولفوریک

در جدول زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید کننده اسید سولفوریک در کشور به تفکیک استان آمده است.

پیش بینی وضعیت سرمایه گذاری طرح تولید اسید سولفوریک

ظرفیت تولید سالیانه: ۶۰۰۰۰ تن
نرخ برابری دلار: ۲۷۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز: ۱۰۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل: ۱۳۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز: ۳۴ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت: ۲۶ میلیارد تومان (بدون احتساب هزینه زمین)
ارزش ماشین آلات و تجهیزات: ۱۵ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی در سال مبنا: ۳۵ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: