Hvad er kontaktprocessen for svovlsyre?

Kontaktprocessen for svovlsyre er en multi-trins reaktion, der begynder med rå svovl og ender med koncentreret syre.I teorien kan svovl brændes med luft til dannelse af svovldioxid og reagerede derefter direkte med vand for at danne svovlsyre.Denne proces skaber meget varme, er ikke kemisk kontrollerbar og bruges sjældent som et resultat.Kontaktprocessen bruger svovldioxid til at danne svovltrioxid, der absorberes i svovlsyre til dannelse af oleum, og derefter reagerer et sidste trin oleum med vand til dannelse af svovlsyre.

Svovl er et gult mineral, der findes i jorden som deponerede lag,Ofte nær vulkaner eller gamle lavasenge.Svovlen brændes først med luft til dannelse af svovldioxid, et molekyle af et svovl og to iltatomer.Luft, der kommer ind i denne reaktion, bobles gennem koncentreret syre for at fjerne ethvert vand, fordi fugt vil danne svovlsyre i reaktoren og forårsage overskydende varme og korrosion.

Kemiske procesdesignere kontrollerer omhyggeligt mængderne af reaktanter for at opretholde mængder tæt på de støkiometriske mængder.Støkiometri er beregningen af forholdet mellem molekyler, der er nødvendige for at tilvejebringe en optimeret reaktion uden brug af overskydende materialer.Opretholdelse af kemiske reaktioner i nærheden af de korrekte forhold vil reducere omkostningerne og forbedre udbyttet, hvilket ofte fører til renere produkter, der kræver mindre behandling.Kontaktprocessen for svovlsyre skal betjenes på denne måde for at kontrollere temperaturerne, fordi reaktionerne skaber en masse varme, der kan påvirke produkt- og skadeudstyrtil dannelse af svovltrioxid, hvilket tilsætter et yderligere iltmolekyle.Kontaktprocessen for svovlsyre kunne reagere svovltrioxid direkte med vand, men denne reaktion er meget ustabil og vanskelig at kontrollere.Svovlsyre blandes med trioxidmolekylet, der danner oleum eller fuming svovlsyre.Oleum er en meget reaktiv syre, der indeholder overskydende svovlmolekyler, men det kan blandes med vand på en kontrolleret måde at danne svovlsyre, mens der opretholdes passende temperaturer.

Hvert reaktionstrin med luft udføres i nærvær af en katalysator, typisk vanadiumoxid.Metalkatalysatoren forbruges ikke i reaktionen, men hjælper med at lade reaktionen forekomme ved lavere temperaturer, end det ville være nødvendigt uden den.Oxygenindhold skal også kontrolleres omhyggeligt, fordi ekstra luft ikke skaber yderligere syre, men vil reducere mængden af svovldioxid eller trioxid, fordi overskydende luft fortynder svovlmolekylerne.Kontaktprocessen for svovlsyre vil skabe mindre syre, hvis ekstra ilt er tilladt i processen.

Svovlsyre sælges i en lang række styrker eller koncentrationer, men kontaktprocessen for svovlsyre producerer en stærkt koncentreret form.Forsendelse koncentreret svovlsyre er mere økonomisk end en fortyndet form, fordi vand kan tilsættes senere efter behov for at danne den ønskede styrke.Koncentreret syre vil også absorbere vand meget let, så der skal udvises omhu under produktion og forsendelse for at minimere vand eller uden for luft, der fortynder syren og kan øge korrosionen.