Wat is het contactproces voor zwavelzuur?

Het contactproces voor zwavelzuur is een multi-step-reactie die begint met ruwe zwavel en eindigt met geconcentreerd zuur.In theorie kan zwavel worden verbrand met lucht om zwavelisch dioxide te vormen en vervolgens rechtstreeks met water gereageerd om zwavelzuur te vormen.Dit proces creëert veel warmte, is niet chemisch beheersbaar en wordt zelden gebruikt.Het contactproces maakt gebruik van zwaveldioxide om zwaveltrioxide te vormen, dat wordt geabsorbeerd in zwavelzuur om oleum te vormen, en vervolgens reageert een laatste stap oleum met water om zwavelzuur te vormen.

Zwavel is een geel mineraal gevonden in de grond als afgezette lagen,Vaak in de buurt van vulkanen of oude lavabedden.De zwavel wordt eerst verbrand met lucht om zwaveldioxide te vormen, een molecuul van één zwavel en twee zuurstofatomen.Lucht die deze reactie binnenkomt, wordt door geconcentreerd zuur gebobbeld om elk water te verwijderen, omdat vocht zwavelzuur in de reactor zal vormen en overtollige warmte en corrosie zal veroorzaken.

Chemische procesontwerpers regelen zorgvuldig de hoeveelheden reactanten om de hoeveelheden dicht bij de stoichiometrische hoeveelheden te behouden.Stoichiometrie is de berekening van de verhoudingen van moleculen die nodig zijn om een geoptimaliseerde reactie te geven zonder overtollige materialen.Het handhaven van chemische reacties in de buurt van de juiste ratio's zal de kosten verlagen en de opbrengsten verbeteren, wat vaak leidt tot zuiverdere producten die minder verwerking vereisen.Het contactproces voor zwavelzuur moet op deze manier worden bediend om temperaturen te regelen, omdat de reacties veel warmte creëren die het product en de schade kunnen beïnvloeden.

Zodra het zwaveldioxide de reactor verlaat, komt het een tweede reactie in met meer luchtOm zwaveltrioxide te vormen, dat een extra zuurstofmolecuul toevoegt.Het contactproces voor zwavelzuur kan zwaveltrioxide rechtstreeks met water reageren, maar deze reactie is zeer onstabiel en moeilijk te controleren.Zwavelzuur wordt gemengd met het trioxide -molecuul, dat oleum of reukzuurzuur vormt.Oleum is een zeer reactief zuur dat overtollige zwavelmoleculen bevat, maar het kan worden gemengd met water op een gecontroleerde manier om zwavelzuur te vormen met behoud van de juiste temperaturen.

Elke reactiestap met lucht wordt uitgevoerd in aanwezigheid van een katalysator, typisch vanadiumoxide.De metaalkatalysator wordt niet geconsumeerd in de reactie, maar helpt door de reactie bij lagere temperaturen te laten plaatsvinden dan nodig zou zijn zonder.Het zuurstofgehalte moet ook zorgvuldig worden geregeld, omdat extra lucht geen extra zuur creëert, maar de hoeveelheid zwaveldioxide of trioxide vermindert omdat de overtollige lucht de zwavelmoleculen verdunt.Het contactproces voor zwavelzuur zal minder zuur creëren als extra zuurstof in het proces is toegestaan.

Zwavelzuur wordt verkocht in een breed scala van sterkten of concentraties, maar het contactproces voor zwavelzuur produceert een sterk geconcentreerde vorm.Verzending geconcentreerd zwavelzuur is economischer dan een verdunde vorm, omdat water later als nodig kan worden toegevoegd om de gewenste sterkte te vormen.Geconcentreerd zuur zal ook zeer gemakkelijk water absorberen, dus zorg moet tijdens de productie en de scheepvaart worden gezorgd om water of buitenlucht te minimaliseren, wat het zuur verdunt en de corrosie kan verhogen.