گوگرد

گوگرد (Sulfur)

گوگرد یک عنصر شیمیایی با نماد S و شماره اتمی 16 است. این ماده فراوان، چند ظرفیتی و غیر فلزی است. در شرایط عادی، اتم های گوگرد مولکول های هشت اتمی حلقوی با فرمول شیمیایی S₈ تشکیل می دهند. گوگرد عنصری، یک ماده جامد بلوری و زرد روشن در دمای اتاق است. شرکت پتروشیمی دانشمند، تولید کننده مواد شیمیایی است. برای خرید گوگرد با بخش فروش پتروشیمی دانشمند تماس بگیرید.

جدول مشخصات فنی گوگرد:

مشخصات فیزیکی گوگرد:

گوگرد چندین مولکول چند اتمی تشکیل می دهد. مشهورترین آلوتروپ octasulphur ، cyclo-S8 است. اکتاسولفوریک ماده جامد نرم که رنگش مایل به زرد روشن است و فاقد بو می باشد، اما نمونه های ناخالص آن، بوی مشابه کبریت دارند. در دمای 115.21 درجه سانتی گراد (38/239 درجه فارنهایت) ذوب می شود، در 444/6 درجه سانتیگراد (3/832 درجه فارنهایت) می جوشد و به راحتی متعالی می شود. بر اثر ذوب، ساختار حلقه S8 با این تغییر فاز، که بر فعل و انفعالات بین مولکولی تأثیر می گذارد، تقریباً بدون تغییر است. بین دمای ذوب و جوشش، octasulphur دوباره آلوتروپ خود را تغییر می دهد، و از β-octasulphur به γ-sulfur تبدیل می شود، که مجدداً با تراکم کمتری افزایش می یابد، اما به دلیل تشکیل پلیمرها ویسکوزیته افزایش می یابد. در دمای بالاتر، با ایجاد دپلیمریزاسیون، گرانروی کاهش می یابد. گوگرد ذوب شده دارای رنگ قرمز تیره بالاتر از 200 درجه سانتیگراد (392 درجه فارنهایت) است. چگالی گوگرد بستگی به آلوتروپ حدود 2 گرم در سانتی متر مکعب دارد. همه آلوتروپ های پایدار عایق الکتریکی عالی هستند.

گوگرد چیست؟

گوگرد، دهمین عنصر رایج از نظر جرم در جهان و پنجمین عنصر رایج در زمین است. گوگرد در زمین اگرچه گاهی به صورت خالص و بومی یافت می شود، اما معمولاً به صورت مواد معدنی سولفید و سولفات ظاهر می شود. گوگرد که از نظر فرم بومی فراوان بوده، در دوران باستان شناخته می شد و از این جهت در هند باستان، یونان باستان، چین و مصر استفاده می شد. گوگرد به معنی “سنگ سوزان” است. امروزه، تقریباً تمام گوگردهای بنیادی به عنوان محصول جانبی برای حذف آلاینده های حاوی گوگرد از گاز طبیعی و نفت تولید می شوند. بیشترین کاربرد تجاری این عنصر تولید اسید سولفوریک برای کودهای سولفاته و فسفاته و سایر فرآیندهای شیمیایی است.

گوگرد یک عنصر اساسی برای تمام زندگی است، اما تقریبا همیشه به شکل ترکیبات گوگرد ارگانیک یا سولفیدهای فلزی است. سه اسید آمینه (سیستئین، سیستین و متیونین) و دو ویتامین (بیوتین و تیامین) از ترکیبات گوگرد ارگانیک هستند. بسیاری از کوفاکتورها حاوی گوگرد از جمله گلوتاتیون، تیوردوکسین و پروتئین های آهن و گوگرد هستند. دی سولفیدها، پیوندهای S-S، قدرت مکانیکی و غیرقابل حل شدن پروتئین کراتین را در پوست، مو و پرهای خارجی ایجاد می کنند. گوگرد یکی از عناصر شیمیایی اصلی است که برای عملکرد بیوشیمیایی مورد نیاز است و از عناصر مغذی درشت برای تمام موجودات زنده است.

تاریخچه گوگرد:

گوگرد توسط کیمیاگران به عنوان اصل قابل اشتعال در نظر گرفته شد. آنتوان لاووازیه آن را به عنوان عنصری در سال 1777 به رسمیت شناخت. از نظر تاریخی، سیسیل منبع اصلی گوگرد در انقلاب صنعتی بود. دریاچه هایی از گوگرد مذاب با قطر 200 متر در کف دریا، در ارتباط با آتشفشان های زیردریایی، در اعماق جایی که نقطه جوش آب بالاتر از نقطه ذوب است، گوگرد پیدا شده است.

انواع گوگرد:

• گوگرد صنعتی
• گوگرد نفتی
• گوگرد گازی

گوگرد از کجا تهیه می شود؟

گوگرد ابتدایی را می توان در نزدیکی چشمه های آب گرم و مناطق آتشفشانی در بسیاری از نقاط جهان، به ویژه در امتداد حلقه آتش اقیانوس آرام، یافت. چنین ذخایر آتشفشانی در حال حاضر در اندونزی، شیلی و ژاپن استخراج می شود. این رسوبات چند بلوری هستند و بزرگ ترین تک کریستال مستند آن به ابعاد22 ×16×11 سانتی متر است.

گوگرد بومی توسط باکتری های بی هوازی که بر روی مواد معدنی سولفات مانند گچ در گنبدهای نمکی تأثیر می گذارند، سنتز می شود. ذخایر قابل توجهی در گنبدهای نمکی در امتداد ساحل خلیج مکزیک و در تبخیرها در شرق اروپا و غرب آسیا رخ می دهد. گوگرد بومی ممکن است فقط توسط فرآیندهای زمین شناسی تولید شود.

ترکیبات متداول گوگرد که به طور طبیعی وجود دارند، شامل مواد معدنی سولفید مانند پیریت (سولفید آهن)، سینابار (سولفید جیوه)، گالن (سولفید سرب)، اسفالریت (سولفید روی) و استبنیت (سولفید آنتیموان) است. و مواد معدنی سولفات مانند گچ (سولفات کلسیم)، آلونیت (سولفات آلومینیوم پتاسیم) و باریت (سولفات باریم). گوگرد عنصری به طور طبیعی در انتشارات آتشفشانی، از جمله انتشار از منافذ هیدروترمال، رخ می دهد.

روند تولید گوگرد:

گوگرد ممکن است به خودی خود پیدا شود و از نظر تاریخی معمولاً به این شکل به دست می آمد. پیریت همچنین منبع گوگرد بوده است. در مناطق آتشفشانی سیسیل، در دوران باستان، آن را در سطح زمین پیدا می کردند و از “روند سیسیلی” استفاده می شد: ذخایر گوگرد را انباشته و در کوره های آجری ساخته شده در دامنه تپه های شیب دار، و فضای هوایی بین آن ها انباشته می کردند. سپس مقداری گوگرد پودر شد، روی سنگ معدن انباشته پخش و مشتعل شد و باعث ذوب شدن گوگرد آزاد در تپه ها شد. سرانجام رسوبات ناشی از سطح زمین بازی کرد و معدن چیان رگه هایی را استخراج کردند که در نهایت چشم انداز سیسیلی را با مین های هزارتوی پر کرد. وقتی سنگ معدن در سطح قرار گرفت، در اجاق های ذوب کاهش یافته و استخراج می شود.

گوگرد عنصری تا اواخر قرن بیستم از گنبدهای نمکی (که در آن ها گاهی به شکل تقریباً خالص وجود دارد) استخراج می شد. گوگرد اکنون به عنوان محصول جانبی سایر فرآیندهای صنعتی مانند تصفیه روغن، تولید می شود. تصور می شود که به عنوان یک ماده معدنی، گوگرد بومی زیر گنبدهای نمکی یک منبع معدنی فسیلی است که با عملکرد باکتری های بی هوازی بر روی رسوبات سولفات تولید می شود. عمدتا توسط فرآیند فراش از چنین معادن گنبد نمکی خارج شد. در این روش، آب بیش از حد گرم شده به یک منبع طبیعی گوگرد پمپ می شود تا گوگرد ذوب شود و سپس هوای فشرده محصول 99.5٪ ذوب خالص را به سطح برگرداند. در طول قرن 20 این روش گوگرد اصلی تولید می کند که به تصفیه بیشتر نیاز ندارد. به دلیل تعداد محدود چنین رسوبات گوگردی و هزینه بالای کار آن ها، این فرآیند استخراج گوگرد از سال 2002 به هیچ وجه در هیچ کجای دنیا به کار گرفته نشده است.

امروزه گوگرد از نفت، گاز طبیعی و منابع فسیلی مربوطه تولید می شود، که عمدتا از آن ها به عنوان سولفید هیدروژن به دست می آید. ترکیبات آلی سولفور، ناخالصی های نامطلوب موجود در نفت، ممکن است با قرار دادن آن ها در معرض گوگردآبی، که باعث شکاف پیوندهای C-S می شود، به روز شوند.

R-S-R + 2 H₂→2 RH + H₂S

سولفید هیدروژن حاصل از این فرآیند و همچنین همانطور که در گاز طبیعی اتفاق می افتد، با فرآیند کلاوس به گوگرد اصلی تبدیل می شود. این فرآیند مستلزم اکسیداسیون برخی از سولفید هیدروژن به دی اکسید گوگرد و سپس تناسب این دو است:

3O₂ + 2H₂S →2SO₂ + 2H₂O

SO₂ + 2H₂S →3S + 2H₂O

گوگرد نفتی:

گوگرد عنصری است که معمولاً در روغن خام و فرآورده های نفتی یافت می شود. گوگرد به عنوان یک آلاینده نامطلوب در نظر گرفته می شود، زیرا در صورت سوزش، اکسیدهای گوگرد تولید می کند. در نتیجه، اکثر فرآورده های نفتی محدود شده در مقدار گوگرد موجود در آن ها محدودیت دارند و باعث می شود که گوگرد زدایی قسمت مهمی از روند کلی تصفیه خانه باشد. گوگرد همچنین می تواند به برخی از کاتالیزورهای مورد استفاده در واحدهای فرآوری تصفیه آسیب برساند، بنابراین باید قبل از اینکه به یک واحد تبدیل تغذیه شوند، از برخی جریان های میانی خارج شود.

به عنوان یک قاعده کلی، درجه روغن خام با محتوای گوگرد بالا مقدار کمتری خواهد داشت. از این نوع نفت خام اغلب به عنوان یک نوع نفت خام ترش یاد می شود.

بیشتر گوگرد موجود در روغن خام در حین فرآوری از بین می رود. مقداری از آن در فرآیندهای تبدیل حذف می شود، زیرا مولکول های هیدروکربن حاوی گوگرد ترک خورده و H₂S را تشکیل می دهند. گوگرد همچنین با پردازش جریان هیدروکربن از طریق تصفیه هیدروکربنی مستقیماً خارج می شود، جایی که گوگرد موجود در هیدروکربن با اتم هیدروژن جایگزین می شود و گوگرد آزاد شده با دو هیدروژن آزاد ترکیب شده و گاز H₂S را تشکیل می دهد.

گاز H₂S به طور معمول از واحدهای مختلف تبدیل و تصفیه آب رطوبت جمع شده و در یک کارخانه گوگرد به گوگرد اصلی تبدیل می شود.

پس از جدا شدن، گوگرد می تواند به عنوان یک محصول گوگرد کم ارزش، یا به عنوان گوگرد جامد یا در حالت ذوب فروخته شود. بیش ترین کاربرد گوگرد در صنایع پتروشیمی برای تولید اسید سولفوریک است.  

گوگرد گازی:

گوگرد با شعله آبی با تشکیل دی اکسید گوگرد می سوزد، که بوی خفه کننده و تحریک کننده ای دارد. گوگرد در آب نامحلول است، اما در دی سولفید کربن محلول است و تا حدی در حلال های آلی غیر قطبی دیگر مانند بنزن و تولوئن قابل حل است. انرژی های یونیزاسیون اول و دوم گوگرد به ترتیب 6/999 و 2252 کیلوژول بر مول است. با وجود چنین ارقامی، حالت اکسیداسیون 2+ نادر است، با +4 و +6 بیشتر رایج است. انرژی های یونیزاسیون چهارم و ششم 4556 و 8495.8 کیلوژول در مول است، اندازه ارقام ناشی از انتقال الکترون بین اوربیتال ها است. این حالتها فقط با اکسیدان های قوی مانند فلوئور، اکسیژن و کلر پایدار هستند. برخی از این واکنش ها نیاز به درجه حرارت بالا دارند.

گوگرد وقتی سوزانده می شود، به مایع قرمز خون ذوب می شود و شعله ای آبی رنگ از آن ساطع می شود.

کاربرد گوگرد در علم شیمی:

گوگرد به طور مستقیم با متان واکنش می دهد و دی سولفید کربن را تولید می کند، که برای تولید سلفون و ریون استفاده می شود. یکی از کاربردهای گوگرد عنصری در جوشاندن لاستیک است، جایی که زنجیره های پلی سولفید پلیمرهای آلی را به صورت تلاقی می کنند. مقادیر زیادی سولفیت برای سفید کردن کاغذ و حفظ میوه های خشک استفاده می شود. بسیاری از سورفاکتانت ها و شوینده ها (به عنوان مثال سدیم لوریل سولفات) مشتقات سولفات هستند. گوگرد جز a باروت (“پودر سیاه”) است. از این ماده برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود.

کاربرد گوگرد برای کود:

گوگرد به طور فزاینده ای به عنوان یک جز کودها استفاده می شود. مهم ترین شکل گوگرد برای کود، ماده معدنی سولفات کلسیم است. گوگرد مقدماتی آبگریز است (محلول در آب نیست) و به طور مستقیم توسط گیاهان قابل استفاده نیست. با گذشت زمان، باکتری های خاک می توانند آن را به مشتقات محلول تبدیل کنند، سپس می توانند توسط گیاهان استفاده شوند. گوگرد باعث بهبود کارایی سایر مواد مغذی ضروری گیاه، به ویژه نیتروژن و فسفر می شود. ذرات گوگرد تولید شده از نظر بیولوژیکی به دلیل داشتن پوشش بیوپلیمر به طور طبیعی آب دوست بوده و در محلول پاششی دوغاب رقیق شده و در نتیجه جذب سریع تر، بر روی زمین پراکنده می شوند.

کاربرد گوگرد در داروسازی:

بسیاری از داروها حاوی گوگرد هستند. نمونه های اولیه سولفونامید ضد باکتری است که به عنوان دارو شناخته می شوند. گوگرد بخشی از بسیاری از مولکول های دفاع باکتریایی است. بیشتر آنتی بیوتیک های β-lactam، از جمله پنی سیلین ها، سفالوسپورین ها و مونولاکتام ها حاوی گوگرد هستند.

سولفات منیزیم، که به شکل کریستال هیدراته شده به نمک های Epsom معروف است، می تواند به عنوان ملین، افزودنی حمام، مکمل لایه بردار، منیزیم برای گیاهان یا (در صورت دهیدراته) به عنوان خشک کننده استفاده شود.

کاربرد گوگرد در قارچ کش و آفت کش:

گوگرد عنصری یکی از قدیمی ترین قارچ کش ها و سموم دفع آفات است. گوگرد اولیه به شکل پودر شده، یک قارچ کش رایج برای انگور، توت فرنگی، بسیاری از سبزیجات و چندین محصول دیگر است. این ماده در برابر طیف گسترده ای از بیماری های کپک پودری و همچنین لکه سیاه اثر خوبی دارد. در تولید ارگانیک، گوگرد مهم ترین قارچ کش است. این تنها قارچ کشی است که در تولید سیب های ارگانیک علیه بیماری اصلی پوسته سیب در شرایط سردتر استفاده می شود. برای این کاربردها می توان از بیوسولفور (گوگرد عنصری تولید شده از نظر بیولوژیکی و ویژگی های آب دوست) نیز استفاده کرد. گوگرد با فرمول استاندارد به محصولاتی که دارای گرد و غبار گوگرد هستند، یا از صفحه گردگیری استفاده می شود. گوگرد مرطوب نام تجاری غبارروبی گوگرد است که با مواد اضافی تهیه شده و باعث می شود آب قابل تجزیه باشد. کاربردهای مشابهی دارد و به عنوان قارچ کش در برابر کپک و سایر مشکلات مربوط به کپک با گیاهان و خاک استفاده می شود.

کاربرد گوگرد در خاتم کاری:

از گوگرد می توان برای ایجاد منبت کاری تزئینی در مبلمان چوبی استفاده کرد. بعد از اینکه یک طرح به داخل چوب بریده شد، گوگرد مذاب ریخته می شود و سپس آنرا خراش می دهیم تا برافروخته شود. منبت کاری گوگرد به ویژه در اواخر قرن 18 و اوایل قرن 19 محبوبیت داشت.

کاربرد گوگرد در صنعت:

گوگرد یکی از مهم ترین مواد اولیه صنایع شیمیایی است. این ماده به عنوان مشتق (اسید سولفوریک) در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد و به ویژه در ساخت کودهای فسفاته، بزرگ ترین کاربرد نهایی برای گوگرد، بسیار مهم است. سایر کاربردهای کلیدی شامل فرآوری لاستیک، مواد آرایشی و دارویی است. اهمیت گوگرد برای اقتصادهای صنعتی و سهولت نسبی حمل و نقل آن را به کالای مورد علاقه عمده بین المللی تبدیل کرده است. این ماده به عنوان محصول جانبی از عملیاتی مانند تصفیه نفت، بازیابی شن های قیر، فرآوری روغن سنگین و گاز طبیعی و گیاهان کک سازی و متالورژی به دست می آید.

در پنج سال گذشته، تولید گوگرد تحت تأثیر کاهش پردازش گاز طبیعی، تغییر در مخلوط مواد اولیه از ترش به نفت خام کمی شیرین، تخلیه برخی از میدان های گاز طبیعی و تغییر تقاضا از برخی انواع سوخت قرار گرفته است.

• برای تولید اسید سولفوریک
• تولید کود فسفات

لیست قیمت گوگرد: