انواع گوگرد از نظر فرم
در گذشته گوگرد را از معادن استخراج می‌کردند در بسیاری از مناطق آتشفشانی مانند سیسیل ایتالیا گوگرد در سطح زمین نیز یافت می‌شد تا اواخر قرن بیستم میلادی گوگرد از گنبدهای نمکی نیز قابل استخراج بود. امروزه بیشتر گوگرد مورد مصرف در صنعت از فرایندهای پالایشگاهی و پتروشیمی به دست می آید.
به طورکلی گوگرد از لحاظ شیمیایی در دو فرم معدنی و آلی در بازار وجود دارد. گوگرد معدنی از معادنی معدود درایران و بعضی از نقاط دیگر جهان استخراج می گردد. اما گوگرد آلی که به گوگرد نفتی یا گوگرد پتروشیمی نیز معروف است تنها از جداسازی گوگرد ازنفت خام و گازهای ترش و یا فراورده های نفتی و گازی قابل استحصال است.
شناخت عنصر گوگرد
گوگرد در جدول تناوبی عناصر با عدد اتمی ۱۶ و نماد شیمیایی S شناخته می شود. گوگرد یک عنصر غیر فلز با مزه و بوی بد دارای چند ظرفیت با ظاهری کریستالی زرد رنگ است. در کشاورزی برای از بین بردن انواع آفات و قارچ ها در ترکیبات حشره کش ها و آفت کش ها و قارچ کش ها به شکل گسترده استفاده می شود. گوگرد عنصری حیاتی برای موجودات زنده است. گوگرد به طور گسترده در ساختار پروتئین ها و امینو اسید ها حضور دارد.
پیشینه تاریخی عنصر گوگرد
گوگرد از گذشته های بسیار دور شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. نام این عنصر در کتاب‌های مقدس نیز آمده است و هومر شاعر بزرگ یونانی به کاربرد گوگرد بعنوان حشره کش در سده نهم پیش از میلاد اشاره کرده است.
چینی ها برای اولین بار در قرن دوازدهم با ترکیب گوگرد و کربن و نیترات پتاسیم باروت را ساختند. در گذشته های بسیار دور برای مشخص شدن برائت یا اثبات اتهام متهمان از نوشاندن ترکیب آب و گوگرد به آنها استفاده می‌شد. اگر متهم بعد از نوشیدن آن هنوز در قید حیات می ماند او را از اتهامش برائت می دادند. واژه سوگند نیز در ریشه از این کلمه گرفته شده است.
حدود ۲۵۰ سال پیش برای اولین بار آنتوان لاوازیه بود که اثبات کرد که گوگرد یک ترکیب نیست و در واقع یک عنصر است. در گذشته گوگرد مورد نیاز را از معادن استخراج می کردند، اما امروزه گوگرد پتروشیمی و نفتی منبع اصلی تامین این عنصر شده است.
| نماد شیمیایی | S |
| وزن مولار | ۳۲.۰۶ g/mol |
| شکل ظاهری | پودر یا کریستال یا پولک های زرد کمرنگ |
| قابلیت حل در آب | غیر قابل حل |
| نقطه ذوب | ۱۲۰ °C |
| چگالی | ۲.۱ g/cm3 |
ویژگی های عنصر گوگرد
گوگرد دارای ظاهری به رنگ زرد کمرنگ و از لحاظ فیزیکی نرم و سبک می باشد. گوگرد خالص در آب حل نمی گردد و این عنصر در تمام حالت های مایع، گاز و جامد وجود دارد. بوی بد تخم مرغ حاصل از ترکیب و واکنش گوگرد با هیدروژن است.
گوگرد می‌تواند در قالب دو حالت کریستالی شکل بگیرد، در حالت اول به صورت گوگرد هشت وجهی (اورتورومبیک ) یا به صورت مونوکلینیک که البته گوگرد هشت وجهی در دماهای معمولی پایدارتر است. گوگرد ۲۵ ایزوتوپ و بیش از سی آلوتروپ جامد دارد. گوگرد در ترکیبات مختلف شیمیایی شرکت می کند که از جمله مهمترین آنها شامل انواع سولفید ها ، انواع سولفات ها و انواع سولفیت ها هستند.
از گوگرد می توان ترکیبات مختلف آلی و معدنی را ساخت:
الف) ترکیبات آلی
۱-مرکاپتانها
۲-سولفونها
۳-سولفوکسیدها
۴- تیوفن ها
۵-تیواترها
۶- دی سولفیدها
ب) ترکیبات معدنی
۱- سولفیدها
۲-سولفیت ها
۳-سولفات ها
۴-اسید سولفوریک
۵-پلی سولفیدها
گوگرد پتروشیمی
در مسیر تبدیل خوراک ورودی پالایشگاه (چه به صورت مایع یا گاز) به فرآورده‌هایی چون بنزین ،نفت سفید یا محصولات پتروشیمی ابتدا نیاز است که این خوراک از ترکیبات گوگردی کاملاً پالایش گردد.
نفت خام و گاز ترش ورودی پالایشگاه های نفتی و گازی در بردارنده ترکیبات گوگردی بسیار پیچیده‌ای هستند. این ترکیبات گوگردی آلی با برخورد با هیدروژن و تبدیل شدن به سولفید هیدروژن از سوخت ها قابل حذف هستند. بازیافت و استخراج گوگرد از گاز ترش به دلایل زیست محیطی مهمترین منبع تامین گوگرد در زمان حال می باشد.
فرم های مختلفی از فراورده های گوگردی وجود دارد، مهمترین آنها گوگرد گرانوله، گوگرد کلوخه و گوگرد پودری میباشد.
فرم گرانول و پاستیل گوگرد پتروشیمی
گوگرد گرانول پتروشیمی به عنوان یک محصول جانبی در فرایند شیرین سازی گاز ترش به عنوان خوراک ورودی پالایشگاه های پتروشیمی تولید می شود. در این فرآیند هیدروژن سولفید در واحد ریکاوری گوگرد به گوگرد مایع تبدیل می شود. در نهایت در انتهای این فرآیند گوگرد جامد به صورت گرانول تولید می گردد. گرانول گوگرد همانطور که از نامش پیداست بر اثر شکل گیری لایه های گوگرد بر روی هسته مرکزی به صورت تدریجی حاصل می شود. در این فرایند سایز محصول نهایی قابل کنترل می باشد.
گوگرد گرانول ۹۹.۹۹ درصد
روش گرانول سازی استوانه‌ای برای تولید گرانول های گوگرد کروی شکل از ذرات ریز گوگرد جامد به کار می رود. در واقع گرانول سازی یک فرایند بزرگ کردن اندازه ذرات گوگرد است. در این فرآیند ذرات و هسته‌های بسیار کوچک گوگرد به طور پیوسته و در یک فرآیند به مداوم توسط گوگرد مایع اسپری شده پوشش (coat) می گیرند و همزمان خنک می شوند تا گرانولها حجم و وزن بگیرند و به سایز مورد نظر (معمولاً ۲ تا ۶ میلیمتر) برسند. همینطور که گرانولها بزرگ می گردند گوگرد مایع به طور کامل به لایه زیرین خود می چسبد به طوری که گرانول کروی ایجاد شده است کاملاً از درون خشک و فاقد رطوبت می شود.
در فرآیند تولید گوگرد پاستیلی قطرات گوگرد مایع روی نوار فولادی خنک کننده در ردیف های مشخصی قرار می گیرند، در این فرآیند گوگرد مایع با از دست دادن حرارت بر اثر حرکت بر روی نوار فلزی خنک کننده به شکل نیمه کروی حالت می پذیرد.
تولید گوگرد به روش پاستیلی یک روش بسیار پرطرفدار ودر حال رشد برای تولید گوگرد جامد به دلیل راحتی استفاده و کیفیت بسیار بالای محصول نهایی آن است.
گوگرد کلوخه پتروشیمی
گوگرد پتروشیمی کلوخه یا عبارت دقیق تر گوگرد کلوخه پتروشیمی گازی یکی از انواع رایج محصول گوگرد است. این نوع از گوگرد زمانی ساخته میشود که با استفاده از تجهیزات جابجایی همچون لودر ورقه ها یا بلاک های خشک شده گوگرد را جابجا می کنند و سپس توسط آسیاب خرد می کنند.
گوگرد کلوخه ۹۹ درصد
اساساً این نوع محصول کاملاً غبار آلود است. به طور کلی تولید، ذخیره سازی و جابجایی گوگرد کلوخه سبب تولید گرد و خاک فراوان، در بعضی از مواقع سبب ایجاد جرقه های ناگهانی، آلوده شدن یا مرطوب شدن بار میشود که مهمترین نقاط ضعف این فرم از محصول گوگرد هستند. گوگرد کلوخه معمولاً در صنایع مختلف شیمیایی از جمله صنایع دارویی غذایی ساخت کاغذ و لاستیک سازی و همچنین تولید باروت و در صنعت رنگرزی کاربرد فراوان دارد.
پودر گوگرد پتروشیمی
گوگرد پتروشیمی پودری در فرایند ساخت و تولید انواع محصولاتی چون کبریت ،تولید کاغذ و پلاستیک، ساخت باتری، مواد شیمیایی محلول، تولید الیاف سنتتیک و در صنعت تولید چسب کاربرد دارد.
گوگرد پودری در سایزهای مختلف استاندارد از رنج مش ۴۰ تا ۳۵۰ تولید می گردد. فرآیند تولید گوگرد پودری میکرونیزه به نوعی خطرناک است و انرژی بر و کم بازده است. گوگرد پودری میکرونیزه اغلب با خردایش و آسیاب کلوخه های گوگرد بوسیله تجهیزات آسیاب مکانیکی تولید می گردد.
گوگرد پودری به طور وسیع بعنوان قارچ کش و حشره کش کشاورزی بصورت گرد پاشی یا در فرم اسپری محلول گوگرد در ترکیب با دیگر محصولات آفت کش قابل استفاده است. همچنین گوگرد پودری در تولید انواع کودهای شیمیایی و معدنی، درعملیات سخت سازی در فرایند لاستیک سازی، ساخت مواد انفجاری و در صنعت پزشکی کاربرد گسترده دارد.
پودر گوگرد دارای دمای احتراقی نزدیک به ۱۹۰ درجه سلسیوس است و در زمانی که ابری غلیظ از غبار گوگردی ایجاد می شود، استعداد و پتانسیل بالایی برای انفجار دارد. همچنین اص گل شور می خوامطکاک بین ذرات گوگرد نیز می تواند منجر به یک جرقه گردد، در نتیجه برای کاهش ریسک های ناشی از آتش سوزی و انفجار گوگرد را باید در مناطقی با امکان تهویه مناسب هوا نگهداری کرد.
موارد استفاده از گوگرد:
گوگرد یکی از مواد خام بسیار با اهمیت در صنعت شیمیایی است. به طور کلی گوگرد به عنوان یک ماده فرعی و مشتق در فرآیندهای صنعتی و شیمیایی حضور دارد به ویژه در تولید کود های فسفات و سولفات بسیار پرکاربرد است.
بیشترین و بزرگترین مصرف تجاری گوگرد، استفاده در تولید اسید سولفوریک به عنوان واکنش دهنده اصلی است. سولفوریک اسید خود پرمصرف ترین ماده شیمیایی در صنایع جهانی که در مقیاس بسیار وسیع مورد نیاز برای صنایع باطری سازی و صنعت لیچینگ در استخراج فلزات است. بیش از ۹۰ درصد گوگرد عنصری در ایالات متحده برای تولید سولفوریک اسید مصرف می شود.
گوگرد عنصری به عنوان یک آفت کش در بسیاری از مزارع در جهان به کار گرفته می شود.
بیش از ۶۰ مورد استفاده از گوگرد در تولید محصولات ارگانیک و سنتی برای کمک در پیشگیری و کنترل بیماری قارچی و دیگر آفات مورد تایید کارشناسان کشاورزی قرار گرفته است.
چند نمونه آنالیز گوگرد پالایشگاهی ترکمنستان و گوگرد پالایشگاهی ایران
مجموعه سولفیران آمادگی تامین نیاز صادر کنندگان و مصرف کنندگان گوگرد پتروشیمی ایران یا ترکمنستان را با قیمت مناسب و رقابتی را دارد.
منابع:
https://www.americanelements.com/sulfur-granules-7704-34-9
https://www.britannica.com/science/sulfur
https://www.livescience.com/28939-sulfur.html