Was ist ein Kontaktprozess?
Der Kontaktprozess ist ein chemisches Verfahren, bei dem Schwefelsäure für industrielle Zwecke entsteht, beispielsweise in Farben, Reinigungsmitteln, Düngemitteln und Kunststoffprodukten. Die Methode wurde in hohem Maße einem britischen Händler namens Peregrine Phillips zugeschrieben, der das Verfahren im Jahr 1831 patentierte. Seitdem wird das Kontaktverfahren weltweit zur Herstellung von Schwefelsäure eingesetzt.
Bevor sich das Kontaktverfahren verbreitete, war das Bleikammerverfahren das führende Verfahren zur Erzeugung von Schwefelsäure, es wurde jedoch festgestellt, dass das erstere Verfahren effizienter und kostengünstiger war. Die Industrie bevorzugt es auch gegenüber dem Bleikammerverfahren, da es auch zur Herstellung anderer chemischer Verbindungen wie Oleum und Schwefeltrioxid verwendet werden kann. Der Kontraktprozess besteht im Allgemeinen aus drei Schritten, bei denen das Schwefeldioxid erzeugt, in Schwefeltrioxid umgewandelt und schließlich in Schwefelsäure umgewandelt wird.
Der erste Schritt zur Erzeugung von Schwefeldioxid umfasst zwei mögliche Verfahren, bei denen Luft zur Bereitstellung des Sauerstoffs in der Schwefelverbindung verwendet wird. Die erste Methode besteht darin, etwas geschmolzenen Schwefel zu verbrennen, der sich beim Verbrennen mit der Luft vermischen kann, was zu Schwefeldioxid führt. Die zweite Methode besteht darin, schwefelhaltige Materialien wie Eisenpyrite zu erhitzen. Der verdampfende Schwefel mischt sich dann mit der sauerstoffhaltigen Luft und wird in Schwefeldioxid umgewandelt.
Das erzeugte Schwefeldioxid kann einige Verunreinigungen enthalten. Daher sollte es einem Reinigungsprozess unterzogen werden, der zunächst eine Staubkammer umfasst, um alle Staubpartikel in der Verbindung zu entfernen. Der zweite Schritt ist der Waschturm, in dem das Schwefeldioxid mit Wasser besprüht wird, um lösliche Verunreinigungen abzuspülen. Die Verbindung durchläuft einen Trockenturm, um sie zur weiteren Reinigung zu entwässern, und durchläuft eine Testbox, um das Arsenoxid zu entfernen. Sobald das Schwefeldioxid gründlich gereinigt ist, kann es in Schwefeltrioxid umgewandelt werden.
Um das Schwefeldioxid in Schwefeltrioxid umzuwandeln, verwendet das Kontaktverfahren normalerweise eine Verbindung namens Vanadiumoxid, die in mehreren Hochdruckrohren enthalten ist. Die Rohre werden auf bis zu 842 ° F (ca. 450 ° C) erhitzt, damit der Sauerstoff aus dem Vanadiumoxid in die Luft aufsteigt. Sobald das Schwefeldioxid in die Rohre gelangt ist, reagiert es mit der sauerstoffhaltigen Luft und wird zu Schwefeltrioxid. Idealerweise sollten mehr als 95% des Schwefeldioxids in Schwefeldioxid umgewandelt und das nicht umgesetzte Schwefeldioxid entfernt werden.
Im letzten Schritt des Kontaktprozesses wird konzentrierte Schwefelsäure verwendet, um das Schwefeltrioxid zu lösen, wodurch das Oleum entsteht. Das Oleum wird dann mit Wasser reagieren gelassen und schließlich wird Schwefelsäure in flüssiger Form erzeugt. Die produzierte Schwefelsäure ist 30 bis 50 Prozent mehr als die konzentrierte Schwefelsäure, die im letzten Schritt des Kontaktprozesses verwendet wird.