Jaký je kontaktní proces kyseliny sírové?
Kontaktní proces kyseliny sírové je vícestupňová reakce, která začíná surovou sírou a končí koncentrovanou kyselinou. Teoreticky může být síra spálena vzduchem za vzniku oxidu siřičitého a poté reagovala přímo s vodou za vzniku kyseliny sírové. Tento proces vytváří velké množství tepla, není chemicky kontrolovatelné a v důsledku toho se zřídka používá. Kontaktní proces používá oxid siřičitý k vytvoření oxidu siřičitého, který se absorbuje do kyseliny sírové za vzniku olea, a poté konečný krok reaguje oleum s vodou za vzniku kyseliny sírové.
Síra je žlutý minerál nalezený v zemi jako uložené vrstvy, často poblíž sopek nebo starověkých lávových lůžek. Síra je nejprve spálena vzduchem za vzniku oxidu siřičitého, molekuly jedné síry a dva atomy kyslíku. Vzduch vstupující do této reakce se probublává koncentrovanou kyselinou, aby se odstranila jakoukoli vodu, protože vlhkost vytvoří kyselinu sírovou v reaktoru a způsobí nadměrné teplo a korozi.
Návrháři chemických procesů pečlivě ovládají THE množství reaktantů pro udržení množství v blízkosti stechiometrického množství. Stochiometrie je výpočet poměrů molekul potřebných k zajištění optimalizované reakce bez použití přebytečných materiálů. Udržování chemických reakcí v blízkosti správných poměrů sníží náklady a zlepší výnosy, což často povede k čistším produktům, které vyžadují menší zpracování. Kontaktní proces kyseliny sírové musí být provozován tímto způsobem, aby se ovládaly teploty, protože reakce vytvářejí hodně tepla, které může ovlivnit produkt a poškození zařízení.
Jakmile oxid siřičitý opouští reaktor, vstupuje do druhé reakce s větším vzduchem za vzniku oxidu síry, který přidává další kyslíkovou molekulu. Kontaktní proces kyseliny sírové by mohl reagovat oxid sírového oxidu přímo s vodou, ale tato reakce je velmi nestabilní a obtížně kontrola. Kyselina sírová je smíchána s molekulou oxidu, whicH tvoří oleum nebo plumající kyselinu sírovou. Oleum je velmi reaktivní kyselina obsahující přebytek molekul síry, ale může být smíchána s vodou kontrolovaným způsobem, aby vytvořila kyselinu sírovou při zachování správných teplot.
Každý reakční krok se vzduchem se provádí v přítomnosti katalyzátoru, obvykle oxidu vanadu. Kovový katalyzátor není v reakci konzumován, ale pomáhá tím, že by se reakce objevila při nižších teplotách, než by bylo vyžadováno bez ní. Obsah kyslíku musí být také pečlivě kontrolován, protože další vzduch nevytváří další kyselinu, ale sníží množství oxidu siřičitého nebo oxidu siřičitého, protože přebytek vzduchu zředí molekuly síry. Kontaktní proces kyseliny sírové vytvoří méně kyseliny, pokud je v procesu povolen další kyslík.
Kyselina sírová se prodává v široké škále pevných stránek nebo koncentrací, ale kontaktní proces kyseliny sírové vytváří vysoce koncentrovanou formu. Doprava koncentrovaná kyselina sírová je více EconOmical než zředěná forma, protože voda lze přidat později podle potřeby k vytvoření požadované síly. Koncentrovaná kyselina také velmi snadno absorbuje vodu velmi snadno, takže během výroby a přepravy je třeba věnovat pozornost minimalizaci vody nebo vnějšího vzduchu, což zředí kyselinu a může zvýšit korozi.