Siparişleriniz için
0216 591 06 29
0216 591 00 61
0216 591 05 07

SATIN ALMA FORMU
 

Kükürt
• Kimya endüstrisinin en önemli hammaddelerinden birisi olan kükürt doğada serbest halde bulunabildiği gibi pirit (FeS2) gibi filiz halinde de mevcuttur.
• Kükürt sülfürik asit, patlayıcı madde, kauçuk, kağıt endüstirisinin hammaddesidir.

Sülfürik asit
• Sülfatlı bileşiklerin üretimi
• Süperfosfat üretimi (gübre)
• Patlayıcı madde
• Deri sanayi
• Petrol rafinasyonu
• Tekstil ve boya endüstrisi
• Metalurji, metal yüzeylerin temizlenmesi

Sülfürik asit üretimi iki yöntemle gerçekleşir.
1. Kurşun odalar
2. Kontakt yöntemi

Her iki yöntem de SO2 ve havanın oksijenini kullanır ve katalitiktir. Ancak kontakt yöntemi yaygın olarak kullanılan yöntemdir.


Kontakt yöntemi:

S(g) + O2(g) SO2(g)+ısı

SO2(g) + 1/2O2(g) SO3(g) +ısı

OLEUM : SO3 ün H2SO4 içindeki çözeltisine OLEUM denir ve H2SO4 içinde çözünmüş SO3 yüzdesi esas alınarak pazarlanır. (%20 oleum: 20 g SO3, 80g H2SO4). H2SO4 ise çeşitli konsantrasyonlarda kullanılır.

At 60°F, specific gravity can be calculated from degrees Baumé using the following formulas:
liquids lighter than water: sp. gr. = 140/(°Bé + 130)
liquids heavier than water: sp. gr. = 145/(145 - °Bé)
Note that a "new" scale called the Gerlach scale uses 146.78 in the heavier-than-water equation rather than 145.
Kükürt mineralinden H2SO4
Proses:

• Kükürt minerali fabrikaya taşınır
• Eritilir, toprağından ve safsızlıklarından uzaklaştırılır (süzülerek)
• Erimiş kükürdün pompalanması ve atomize edilmesi
• Yanma havasının kurutulması (Pr)
• Kükürdün yakılması ile SO2 eldesi (Pr)
• Sıcak SO2 gazının soğutulması ve ısı kazanılması (Op)
• Sıcak süzme ile SO2 gazının saflaştırılması (Op)
• Konvertörde SO2 nin SO3 e oksidasyonu (Pr)
• SO3 ün kuvvetli asit içine absorpsiyonu (Pr)
• Asitin soğutulması

• Sıcaklık yükseldikçe SO2 in SO3 e dönüşme oranı düşer. 400oC da dönüşüm oranı %100 dür. Ancak dengeye erişme hızı çok düşüktür. 500oC de reaksiyon hızı 400 e göre 50 kat fazladır.
• Düşük sıcaklıkta denge yavaş kuruluyor. Ancak dönüşme oranı yüksek.
• Yüksek sıcaklıkta ise reaksiyon hızı yüksek fakat dönüşme oranı düşüktür.
• Katalizör reaksiyon hızını artırır. Bu proseste kullanılan katalizörler platin veya vanadin penotaksittir (V2O5). Kullanılan tipik bir katalizör %7 veya daha fazla V2O5 içeren diatome toprağıdır.
• Kontakt proseste kullanılan gaz içinde toz yanında başka gazlar da bulunabileceğinden yıkama kulelerinde yıkanır.
• Kükürtün kavrulmasıyla SO2 eldesi sonucunda oluşan gazdaki partiküller toz tutucularda (elektrofiltrelerde) tutulutlar.
• Gaz karışımı Konvertere gönderilmeden önce 400 oC ye kadar ısı değiştiricilerde soğutulur.
• Absorpsiyon kulelerinde absorplayıcı olarak H2SO4 kullanılır. Kule boyunca asidin konsantrasyonu gittikçe artar.


Sülfürik Asit üretimi
Asitlerin başlıca özelliği; saf olmayan madenlerle alkalileri etkilemeleri, her ikisiyle birleşince de tuzları meydana getirmeleridir.

Bir asit molekülünde kaç hidrojen iyonu varsa ya da başka bir deyişle bir asitte metallerle yer değiştirme özelliği taşıyan kaç hidrojen bulunuyorsa, o asit o sayı kadar değerlidir. Bir değerli bir asit bir çeşit tuz iki değerli asit iki çeşit tuz, üç değerli asit üç çeşit tuz verebilir.

II.SÜLFÜRİK ASİT

II.I.A H 2 SO 4 ELDESİ

Arı sülfürik asit (H 2 SO 4 ) 10 o c’ta katılaşan renksiz, kokusuz kıvamlı bir sıvıdır. Formülü H 2 SO 4 olan sülfürik asit, ısıtıldığında, 290 o c’ta kaynamaya ve aynı sıcaklıkta da ayrışmaya başlar.

Sülfürik asit üretimi kimya sanayisinin en önemli işlemlerinden biridir ve iki ayrı metoda göre gerçekleştirilir. Sanayide, ya kontak metoduna göre hazırlanan SO 3 ‘den, yahut da kurşun odalar metoduna göre SO 2 ‘den hazırlanır.

Kontak metodu: yüksek gerilimli kutuplar arsına gönderilerek dumandan, özellikle AS 2 O 3 dumanından kurtarılan, SO 2 gazı oksijen ile karıştırılır ve sıcakta katalizörden geçilir:


2SO 2 + O 2 D 2SO 3 + 46kcal


katalizör dengenin konumunu değiştirmez., dengeye çabuk varılmasını sağlar. Katalizör olarak ince dağılmış platin (platinli asbest) kullanılabilir. Platin zamanla zehirlenerek etkisini kaybettiğinden ve pahalı olduğundan günümüzde yerini vanadyum pentaoksit ‘e ( V 2 O 5 ) bırakmıştır. İki yönlü olan bu eksoterm reaksiyon, sıcaklık derecesinin artırılması ile sola kayacağından (600 o de SO 3 ’ün %24’ünü SO 2 ’ye parçalanır.), soğukta ise yavaş yürüyeceğinden ortalama en uygun şart olarak, 400 o – 450 o de yapılır. Böylece SO 2 nin %98 i SO 3 haline geçer. İçinde SO 3 bulunan gaz karışımı suya gönderirse büyük bir sis tabakası dışarı yayılır, yani su, sülfürik asit çözeltisi haline gelmez. Kükürt trioksidin suya karşı çok düşkün olması ilk bakışta bağdaşmayan bu olayın nedeni şudur; suya girer girmez gaz kabarcığı içinde H 2 SO 4 damlacıkları oluşmuştur. Bunların kinetik hareketleri çok yavaştır, kabarcık içinin gaz fazından sıvı sınırına ulaşmadan atmosfere çıktıkları görülür. Bunun için kükürt trioksit H 2 SO 4 içine gönderilir. Burada gaz kabarcığı içinde SO 3 molekülleri vardır. Moleküllerin çok hızlı kinetik enerjileri dolayısıyla kükürt trioksidin çözünmesi yani

SO 3 + H 2 SO 4 " H 2 S 2 O 7 reaksiyonu daha kabarcık atmosfere çıkmadan gerçekleşir ve dumanlı sülfürik asit denen %40 – 60’lık bir çözelti meydana gelir. Sonradan dumanlı sülfürik asit su ile seyreltilerek istenen konsantrasyonda sülfürik asit hazırlanır.

Kurşun odalar metodu (azot oksitleri yöntemi): Bu işlem kükürt dioksit gazının sulu ortamda havayla yükseltgenmesi ilkesine dayanır; tepkime, katalizör olarak kullanılan azot oksitlerle hızlandırılır.

SO 2 + ½ O 2 + H 2 O " H 2 SO 4

Kükürt dioksit, azot oksit, hava ve su buharı birbirleri ile karşılaştıkları zaman özetle şu reaksiyonlar oluşur:

NO + ½ O 2 " NO 2 ( gaz fazında )


SO 2 + NO 2 + H 2 O " H 2 SO 4 + NO (başlıca sıvı bazda)

Görüldüğü gibi olay heterojendir. Fazlar arası yüzeyi geliştirmek için eskiden duvarları kurşun levhalarla kaplı büyük odalar gerekli sayılmıştı. Bugün ki modern fabrikalarda sıvı ve gaz fazlar durmadan karşılaştırılarak daha küçük hacimlere inilmiştir.

Odalarda yeteri kadar su buharı yoksa nitrozil bisülfat billurları ortaya çıkar, su eksikliği giderilince bu billurlar kaybolur:

2SO 2 + 3NO 2 + H 2 O " 2[ HO – SO 2 – O ] - [ | N ? O | ] + +NO


2[HO – SO 2 – O ] [NO] + H 2 O " 2H 2 SO 4 + NO 2 + NO


azot monoksit katalizördür, oksijen taşır, reaksiyon ortamına yeniden geri dönmesi Gay – Lussac ve Glover kuleleri ile sağlanır. İçi taşlarla dolu Gay – Lussac kulesinden kurşun odalarının gaz karışımı aşağıdan yukarıya, derişikçe sülfürik asit, yukarıdan aşağıya doğru geçirilir. Azot oksitler bu ters akımda sülfürik asitte, belki nitrozil bisülfat halinde çözünürler. Kulenin dibinde toplanan bu çözeltiye nitrozlu sülfürik asit denir. Glover kulesi kurşun odalardan önce yer alır. Nitrozlu sülfürik asit bir miktar odalar asidi ile karıştırıldıktan sonra Glover kulesinde yukarıdan aşağıya doğru aktarılır. Çok sıcak olan kükürt dioksit ve hava karışımı ters yönden gider ve azot oksitleri gaz fazına geçirir.

“Kurşun odalar” metodunda %60 – 70’lik sülfürik asit yapılır. Her hangi bir sülfürik asit çözeltisi distillenirse kaynama noktası %98’lik azeotropik karışımınkine varıncaya kadar artar. (338 o ) saf G 2 SO 4 1.84 gr/ml yoğunluğundadır, zayıf iletkendir., suda kolay çözünür, 10.5 o ’de donar, 340 o de bozunarak kaynar.


II. I. B. FABRİKA TEKNİKLERİNİN İNCELENMESİ

Fabrikalarda H 2 SO 4 kontak yöntemine göre elde edilir. Bu yöntem “oleum” denen daha derişik asitlerin elde edilmesini sağlar. Bu yöntemde kükürt dioksit gaz evresinde yükseltgenir.

SO 2 + ½ O 2 " SO 3

Fabrikalarda,kontak yöntemine göre kükürt dioksitten sülfürik asit üretim şeması

Yüksek sıcaklıkta tersinir olan bu tepkimenin meydana gelen kükürt trioksidin ayrışmaması için orta sıcaklıkta ( 400-450 o c) gerçekleştirilmesi gerekir. Bunun için vanadyum pentaoksitten yararlanılır. Bu yöntem genellikle iki aşamada uygulanır; birinci aşama, 550 o c’ta uygulanan hızlı bir tepkimeyi, ikinci aşama ise oluşan ürünlerin 450 o c ‘ta soğutulmasını (dönüşüm %80) kükürt dioksit kataliz borularına gönderilmeden önce tozlarından, özellikle katalizörü zehirleyen arsenik asit anhidriti (AS 2 O 3 ) gibi katışkı maddelerinden arındırılır. Meydana gelen kükürt trioksit buharları, 66B o ’lik sülfürik asit tarafından soğurulur ve böylece “oleum” elde edilir.

III. K A Y N A K L A R

& BÜYÜK LAROUSSE

& GELİŞİM HACHETTE

& GROLİER İNTERNATİONAL AMERİCANA

 

Sülfürik Asit| www.sulfurikasit.net