¿Cómo se fabrica el ácido sulfúrico mediante el proceso de contacto?

El proceso de contacto produce ácido sulfúrico en tres etapas.

Primero se produce dióxido de azufre, ya sea quemando azufre en el aire o calentando minerales de sulfuro como piritas en exceso de oxígeno.

En segundo lugar, el dióxido de azufre se convierte en trióxido de azufre. Esto se hace a una temperatura de cuatrocientos a cuatrocientos cincuenta grados Celsius, de una a dos atmósferas de presión y en presencia de un catalizador de óxido de vanadio. Esta reacción es una reacción reversible y las condiciones utilizadas son un compromiso entre las consideraciones de equilibrio y velocidad.

La reacción es una reacción exotérmica, por lo que el equilibrio produciría más trióxido de azufre a una temperatura más baja. Sin embargo, la reacción sería demasiado lenta a temperaturas más bajas, por lo que se usa una temperatura más alta.

La reacción produciría más trióxido de azufre a una presión más alta, pero las consideraciones económicas significan que la presión no está muy por encima de la presión estándar.

El catalizador acelera la reacción considerablemente y por eso es importante.

El tercer paso es la producción de ácido sulfúrico a partir de trióxido de azufre. Esto se hace disolviéndolo en ácido sulfúrico concentrado para hacer oleum y luego agregando agua que produce ácido sulfúrico. Se hace de esta manera porque la adición de dióxido de azufre directamente al agua es incontrolable y produce una niebla de vapores de ácido sulfúrico.

El proceso de contacto fue desarrollado por knietsch en Alemania. Básicamente, involucra la combinación catalítica de azufre y oxígeno para formar monóxido de azufre (SO), que luego se disuelve en agua para formar ácido sulfúrico.
A continuación se describen varios pasos del proceso:

1. Producción de dióxido de azufre:

El dióxido de azufre se produce quemando azufre o tostando sulfuro de hierro en el aire en quemadores de pirita.
S + O2 -> SO2
4FeS2 + 1102 -> 2Fe2O3 + 8SO2

2. Purificación de dióxido de azufre: La

unidad de purificación consta de un eliminador de polvo, tuberías de enfriamiento, depuradores, torre de secado y caja de prueba.

Las partículas de polvo se eliminan de la mezcla de SO2 y O2 con vapor. Estos gases se hacen pasar a través de tuberías de plomo para enfriarlos a 100 C. Los gases enfriados se lavan mediante pulverización de agua. Luego se secan con ácido sulfúrico concentrado goteando a través de coque relleno. en la torre. Los gases purificados se secan y se pasan a través de un haz de luz para confirmar la ausencia de partículas sólidas.

3. Oxidación de SO2 a SO3 en la torre de contacto: los

gases purificados y calentados pasan a través de la torre de contacto donde el SO2 se oxida a SO3 en presencia del catalizador V2O5 a 400-500 C.
2SO2 + O2 ------> 2SO3

4. Producción de ácido sulfúrico:

El trióxido de azufre de la torre de contacto se pasa a la torre de absorción donde es absorbido por una corriente descendente de ácido sulfúrico al 98% para formar oleum. Se diluye con agua para obtener ácido sulfúrico de la concentración deseada.

SO3 + H2SO4 -----> H2S2O7
H2S2O7 + H20 -----> 2H2SO4

Una molécula de ácido sulfúrico, H2SO4, consta de dos átomos de hidrógeno, un átomo de azufre y cuatro átomos de oxígeno. El ácido sulfúrico es un líquido aceitoso e incoloro. Su punto de fusión es de 10,3 grados y 338 grados centígrados. El ácido sulfúrico se produce disolviendo trióxido de azufre en agua. Es un ácido fuerte en el proceso de la cámara de plomo. Se utilizó para fabricar ácido sulfúrico desde mediados de la década de 1930, pero en la actualidad este proceso ha sido intercambiado por el proceso de contacto, incluida la oxidación catalítica del dióxido de azufre.

El método de contacto que se hace quemando azufre o tostando minerales de sulfuro se utiliza para fabricar ácido sulfúrico y fumar ácido sulfúrico a partir de dióxido de azufre.
Para producir trióxido de azufre en presencia de un catalizador, el dióxido de azufre se combina con oxígeno en forma de aire. El óxido de valadio (V2O5) se utiliza como catalizador. Para mantener la temperatura a 450 grados C, las condiciones están controladas. El ácido sulfúrico humeante se llama Oleum. El trióxido de azufre se disuelve en ácido sulfúrico y produce Oleum.

S (s) + O2 (g) ==> SO2 (g) Dióxido de
azufre 2SO2 (g) + O2 (g) ==> 2SO3 (g) Trióxido de azufre SO3 (g) + H2SO4 (l) ==> H2S2O7 ( l) Oleum Este Oleum, H2S2O7, se mezcla luego con agua, H2O, para producir ácido sulfúrico concentrado, H2SO4. H2S2O7 (l) + H2O (l) ==> 2 H2SO4 (l) Oleum Sulfúrico












Ácido

El ácido sulfúrico fue preparado por primera vez en el laboratorio por un científico musulmán Jabir-Bin-Hayan. Es uno de los compuestos químicos más importantes que se conocen. En Pakistán y otros países, el ácido sulfúrico se fabrica mediante el proceso de contacto. Los seis pasos principales involucrados en el proceso de contacto. En primer lugar, el dióxido de azufre se produce quemando azufre o tostando mineral de sulfuro en el aire. Luego, el dióxido de azufre se purifica eliminando impurezas como el polvo y los compuestos de arsénico que, de otro modo, envenenarían el catalizador. Luego se pasa a través de la cámara de purificación y se rocía con vapor. Las partículas sólidas de impurezas se adhieren a las gotas de agua y se depositan.

Luego, los gases húmedos (dióxido de azufre y aire) se secan pasándolos por una torre de secado en la que se rocía ácido sulfúrico concentrado. Después de la eliminación completa del polvo y otras impurezas, el gas de dióxido de azufre se pasa sobre el catalizador de pentóxido de vanadio o platino a 450 ° C y 2-3 presión atmosférica, a través de una cámara de contacto. La reacción es reversible pero en estas condiciones de temperatura y presión se consigue una conversión del 98% en trióxido de azufre. Es una reacción exotérmica y se libera mucha energía.
El gas de trióxido de azufre formado en la cámara de contacto se absorbe luego en ácido sulfúrico al 98% para producir óleo o ácido priosulfúrico que luego se diluye con la cantidad apropiada para producir ácido sulfúrico al 98-100%.