Producción temprana de ácido sulfúrico En la segunda mitad del siglo XV, B. Valentine mencionó en sus obras dos métodos para producir ácido sulfúrico, a saber, calentar vitriolo verde con arena y quemar una mezcla de azufre y salitre. Alrededor de 1740, el inglés J. Ward produjo por primera vez ácido sulfúrico utilizando recipientes de vidrio. El volumen de los recipientes de vidrio alcanzó los 300 litros. En el recipiente se quemaba intermitentemente una mezcla de azufre y salitre. El dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno generados reaccionaban con oxígeno y. agua para generar ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico es el precursor para la producción de ácido sulfúrico por nitrificación.
El ascenso y la caída de la nitrificación En 1746, el inglés J. Roebuck construyó una cámara de plomo cuadrada de 6 pies (lft = 0,3048 m). Esta fue la primera cámara de plomo del mundo. que produce ácido sulfúrico. Alrededor de 1805 se instaló por primera vez un horno fuera de la cámara de plomo para quemar azufre y salitre, lo que hizo que el método de la cámara de plomo fuera un funcionamiento continuo. En 1827, el famoso científico francés J.-L. Guy-Lussac propuso instalar una torre de absorción de nitrato detrás de la cámara de plomo y utilizar el producto de la cámara de plomo (65 H2SO4) para absorber los óxidos de nitrógeno de los gases de escape. En 1859, el inglés J. Glover añadió una torre de desnitrificación delante de la cámara de plomo y eliminó con éxito los óxidos de nitrógeno del ácido sulfúrico que contenía nitratos. La concentración del producto de la torre alcanzó 76 H2SO4. La combinación de estos dos inventos permite el reciclaje de óxidos de nitrógeno y mejora fundamentalmente el proceso de la cámara de plomo.
En la segunda mitad del siglo XVIII, la industria textil logró grandes avances tecnológicos. El ácido sulfúrico se utilizaba para blanquear tejidos de lino, acidificar tejidos de algodón y teñir tejidos de lana. El éxito del método de Nicolas Leblanc requiere la preparación de grandes cantidades de sulfato de sodio a partir de ácido sulfúrico y sal. La demanda en rápido crecimiento ha abierto un camino de desarrollo fluido para la naciente industria del ácido sulfúrico.
Las primeras plantas de procesamiento de cámaras de plomo utilizaban azufre de Sicilia, Italia, como materia prima. A medida que aumenta la demanda de ácido sulfúrico, el suministro de materias primas se vuelve cada vez más limitado. Desde la década de 1930, el Reino Unido, Alemania y otros países han pasado sucesivamente a utilizar la pirita como materia prima. Posteriormente también tuvo éxito la producción de ácido sulfúrico a partir de gases de combustión. La ampliación de las fuentes de materias primas se adaptó al auge de la industria de fertilizantes con superfosfato y sulfato de amonio como principales productos en ese momento, permitiendo así que la industria del ácido sulfúrico lograra un mayor desarrollo. En 1900, la producción mundial de ácido sulfúrico (calculada como 100 H2SO4) alcanzó 4,2 tm. En 1916, la Tennessee Copper Smelting Company en los Estados Unidos construyó un conjunto de equipos de proceso de cámara de plomo con una producción diaria de 230 a 270 t (calculada como). 100 H2SO4). Tiene cuatro cámaras de plomo conectadas en serie, cada una con un volumen de 15.600 m3, lo que la convierte en la cámara de plomo gigante más grande del mundo. Debido a la baja eficiencia de producción, el alto consumo de plomo y la gran inversión de las enormes cámaras de plomo, a partir de la segunda mitad del siglo XIX se hicieron varias sugerencias e inventos que eventualmente llevaron al surgimiento de varios dispositivos de torre que reemplazaron las cámaras de plomo con torres repletas.
En 1911, el austriaco C. Hautpoul construyó la primera torre del mundo en Heruchau. El volumen total de las seis torres es de 600 m3 y la producción diaria de ácido sulfúrico es de 14 t (calculada en base a 100 H2SO4). Durante 1923, H. Peterson construyó una unidad de siete torres en Mazarovar, Hungría, que constaba de una torre de desnitrificación, dos torres generadoras de ácido y cuatro torres de absorción de nitrato. Se innovaron el proceso de circulación de ácido y el método de contacto gas-líquido en la torre para mejorar la eficiencia de la producción.
En la Unión Soviética y Europa del Este, el proceso de las cinco torres se utilizó ampliamente. En la década de 1950, la Unión Soviética desarrolló un proceso de siete torres más mejorado, al que se le añadió una torre de ácido y una torre de absorción de nitrato. La intensidad de producción se duplicó en comparación con el antiguo método de torre, y se pudo utilizar acero ordinario para reemplazar los costosos materiales de plomo. . equipo.
La concentración de producto de la cámara de plomo es 65 H2SO4, y el medidor de la torre es 76 H2SO4. Cuando se utilizan pirita y gases de combustión como materias primas, los productos también contienen muchas impurezas.
Desde la década de 1940, la demanda de ácido sulfúrico concentrado y oleum ha aumentado rápidamente en industrias como las de tintes, fibras químicas, síntesis orgánica y petroquímica. Muchos sectores industriales también han planteado requisitos más altos para la pureza de los productos de ácido sulfúrico concentrado. creciente exposición al El método domina gradualmente la industria del ácido sulfúrico.
En el método de contacto en 1831, P. Phillips de Inglaterra inventó por primera vez el método de mezclar dióxido de azufre y aire y extraer trióxido de azufre a través de un tubo de porcelana caliente lleno de polvo de platino o alambre de platino. Desde 65438 hasta 0870, el éxito de la síntesis de alizarina condujo al surgimiento de la industria de los tintes y aumentó la demanda de oleum, lo que impulsó el desarrollo del método de contacto. En 1875, el alemán E. Jacobs construyó en Kreuzner el primer dispositivo de contacto para la producción de ácido sulfúrico fumante. Una vez descompuso térmicamente los productos de la cámara de plomo para obtener una mezcla de dióxido de azufre, oxígeno y vapor de agua. El gas residual después de la condensación y deshidratación pasó a través de la capa de catalizador para producir óleum que contiene 43 SO3.
R. Knic de la Baden Aniline Soda Company en Alemania estudió el método de contacto durante 10 años por iniciativa de 1881, probó sistemáticamente el rendimiento del platino y otros catalizadores en diversas condiciones de proceso y resolvió de manera integral los problemas industriales. problema La clave técnica para la producción de pirita como materia prima en el dispositivo. Todos los dispositivos de contacto de aquella época utilizaban catalizadores de platino que eran extremadamente activos a bajas temperaturas. Pero es caro, se envenena fácilmente y pierde actividad (ver envenenamiento del catalizador y actividad catalítica). Por esta razón, ya sea que el dispositivo de contacto temprano utilice mineral de sulfuro o azufre como materia prima, el gas que ingresa al proceso de conversión debe purificarse completamente con anticipación para eliminar diversas impurezas nocivas. En 1906, F.G. Cauteret de los Estados Unidos inventó la tecnología de recolección electrostática de alto voltaje para polvo de minas y niebla ácida. Tuvo éxito en las fábricas de métodos de contacto y se convirtió en un avance importante en la tecnología de purificación.
El estallido de la Primera Guerra Mundial provocó que los países europeos y americanos compitieran en la fabricación de dispositivos de contacto, y los productos se utilizaron para fabricar explosivos. Esto tuvo una gran influencia en el desarrollo de los métodos de contacto. En 1913, la Baden Aniline Soda Company inventó un catalizador de vanadio que contenía una sal de metal alcalino, que tenía buena actividad, no se envenenaba fácilmente, era barato y mostraba excelentes resultados en aplicaciones industriales. Desde entonces, los catalizadores de vanadio con propiedades mejoradas han ido surgiendo uno tras otro y se han utilizado rápidamente y ampliamente, hasta llegar a sustituir por completo al platino y otros catalizadores.
En los casi 30 años de desarrollo posteriores a la Segunda Guerra Mundial, la industria del ácido sulfúrico ha logrado grandes avances y la producción mundial de ácido sulfúrico ha seguido aumentando.
La tecnología moderna de producción de ácido sulfúrico también ha logrado avances significativos. A principios de la década de 1950, la República Federal de Alemania y los Estados Unidos desarrollaron simultáneamente la tecnología de tostación fluidizada de pirita. La empresa Farben Bayer de la República Federal de Alemania tomó la iniciativa en la aplicación del proceso de conversión en dos etapas en 1964 y construyó el primer horno de ebullición con un diámetro de 4 m en 1971. En 1972, la empresa francesa Eugenne-Kulmann puso en producción el primer dispositivo presurizador que utilizaba azufre como materia prima, con una presión de funcionamiento de 500 kPa y una producción diaria de 550 t (100 H2SO4). En 1974, la compañía suiza Ciba-Cargill desarrolló un proceso de torre mejorado para tratar gases de combustión de baja concentración que contenían 0,5 ~ 3,0 SO2. En 1979, se construyó en la República Federal un conjunto de gases de combustión de mineral de sulfuro de molibdeno tostado (0,8 ~ 1,5). de Alemania.
El desarrollo de la industria del ácido sulfúrico de mi país. En 1874, se construyó el primer equipo de proceso de cámara de plomo de mi país en la fábrica de lixiviación de ácido nítrico de la Oficina de Maquinaria de Tianjin. Se puso en funcionamiento en 1876, con una producción diaria. de unas 2 toneladas de ácido sulfúrico, que se utilizaba para fabricar pólvora sin humo. En 1934, se puso en funcionamiento el primer dispositivo de catenaria de China en la sucursal del Arsenal de Gongxian.
Antes de 1949, la producción anual más alta de ácido sulfúrico de mi país era de 180 kt (1942). En 1983, la producción de ácido sulfúrico alcanzó los 8,7 millones de toneladas (excluyendo la provincia de Taiwán), ocupando el tercer lugar en el mundo después de los Estados Unidos y la Unión Soviética. En 1951, se desarrolló y produjo con éxito el catalizador de vanadio, y sucesivamente se desarrollaron varias variedades nuevas. En 1956, se desarrolló con éxito la tecnología de tostado por ebullición de pirita y se utilizó un depurador Venturi para la operación de purificación. En 1966 se construyó una unidad industrial dos veces renovada, convirtiéndose en el primer país en aplicar esta nueva tecnología. También se han logrado resultados fructíferos en áreas como la utilización de energía térmica, la protección del medio ambiente, el control automático y la tecnología de equipos.