Как получают серную кислоту контактным способом?

В контактном процессе серная кислота производится в три стадии.

Сначала образуется диоксид серы, сжигая серу на воздухе или нагревая сульфидные руды, такие как пирит, в избытке кислорода.

Во-вторых, диоксид серы превращается в триоксид серы. Это делается при температуре от четырехсот до четырехсот пятидесяти градусов по Цельсию, при давлении от одной до двух атмосфер и в присутствии катализатора на основе оксида ванадия. Эта реакция является обратимой, и используемые условия представляют собой компромисс между соображениями равновесия и скорости.

Реакция является экзотермической реакцией, поэтому равновесие будет производить больше триоксида серы при более низкой температуре. Однако при более низких температурах реакция будет слишком медленной, поэтому используют более высокую температуру.

В результате реакции будет образовываться больше триоксида серы при более высоком давлении, но экономические соображения означают, что давление не намного превышает стандартное давление.

Катализатор значительно ускоряет реакцию, и это очень важно.

Третий этап - производство серной кислоты из триоксида серы. Это делается путем растворения его в концентрированной серной кислоте для получения олеума и последующего добавления воды, которая дает серную кислоту. Это делается так, потому что добавление диоксида серы прямо в воду неконтролируемо и вызывает туман паров серной кислоты.

Контактный процесс был разработан Knietsch в Германии. В основном это включает каталитическую комбинацию серы и кислорода с образованием монооксида серы (SO), который затем растворяется в воде с образованием серной кислоты.
Ниже приведены различные этапы процесса: -

1. Производство диоксида серы. Диоксид

серы получают путем сжигания серы или обжига сульфида железа на воздухе в пиритных горелках.
S + O2 -> SO2
4FeS2 + 1102 -> 2Fe2O3 + 8SO2

2. Очистка диоксида серы:

Блок очистки состоит из пылеуловителя, охлаждающих труб, скрубберов, сушильной башни и испытательного бокса.

Частицы пыли удаляются из смеси SO2 и O2 с паром. Эти газы пропускаются через свинцовые трубы для охлаждения до 100 C. Охлажденные газы промываются струей воды. Затем газы осушаются концентрированной серной кислотой, просачивающейся через кокс. Очищенные газы сушат и пропускают через луч света, чтобы подтвердить отсутствие твердых частиц.

3. Окисление SO2 до SO3 в контактной башне:

Очищенные и нагретые газы проходят через контактную башню, где SO2 окисляется до SO3 в присутствии катализатора V2O5 при 400-500 ° C.
2SO2 + O2 ------> 2SO3

4. Производство серной кислоты:

Триоксид серы из контактной башни проходит в абсорбционную башню, где он абсорбируется нисходящим потоком 98% -ной серной кислоты с образованием олеума. Его разбавляют водой, чтобы получить серную кислоту нужной концентрации.

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

Молекула серной кислоты H2SO4 состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода. Серная кислота - маслянистая бесцветная жидкость. Его температура плавления составляет 10,3 градуса и 338 градусов по Цельсию. Серная кислота производится растворением триоксида серы в воде. Это сильная кислота в свинцово-камерном процессе. Он использовался для производства серной кислоты с середины 1930-х годов, но в наши дни этот процесс был заменен контактным процессом, включая каталитическое окисление диоксида серы.

Контактный метод, который осуществляется путем сжигания серы или обжига сульфидных руд, используется для производства серной кислоты и дымящей серной кислоты из диоксида серы,
Для получения триоксида серы в присутствии катализатора диоксид серы объединяют с кислородом в виде воздуха. Оксид валадия (V2O5) используется в качестве катализатора. Чтобы поддерживать температуру на уровне 450 градусов C, условия контролируются. Дымящая серная кислота называется олеум. Триоксид серы растворяется в серной кислоте и образует олеум.

S (т) + O2 (г) ==> SO2 (г) Диоксид
серы 2SO2 (г) + O2 (г) ==> 2SO3 (г) Триоксид серы SO3 (г) + H2SO4 (л) ==> H2S2O7 ( l) Олеум. Этот олеум, H2S2O7, затем смешивают с водой, H2O, с получением концентрированной серной кислоты, H2SO4. H2S2O7 (l) + H2O (l) ==> 2 H2SO4 (l) Олеум серный












Кислота

Серную кислоту впервые приготовил в лаборатории мусульманский ученый Джабир-Бин-Хаян. Это одно из наиболее важных известных химических соединений. В Пакистане и других странах серная кислота производится контактным способом. Шесть основных этапов процесса контакта. В первую очередь диоксид серы получают путем сжигания серы или обжига сульфидной руды на воздухе. Затем диоксид серы очищается путем удаления примесей, таких как пыль и соединения мышьяка, которые в противном случае отравили бы катализатор. Затем он проходит через камеру очистки и распыляется паром. Твердые частицы примесей прилипают к каплям воды и оседают.

Затем влажные газы (диоксид серы и воздух) сушатся, проходя через сушильную башню, в которой распыляется концентрированная серная кислота. После полного удаления пыли и других примесей газообразный диоксид серы пропускают через пентаоксид ванадия или платиновый катализатор при 450 ° C и давлении 2-3 атмосферы через контактную камеру. Реакция обратима, но в этих условиях температуры и давления достигается 98% конверсия в триоксид серы. Это экзотермическая реакция, при которой выделяется много энергии.
Газообразный триоксид серы, образующийся в контактной камере, затем абсорбируется 98% -ной серной кислотой с получением олеума или просерной кислоты, которую затем разбавляют соответствующим количеством для получения 98-100% -ной серной кислоты.