Was ist an der Produktion von Schwefelsäure beteiligt?
Zur Herstellung von Schwefelsäure werden Chemikalien erhitzt, um den Prozess der Bindung von Schwefel an Wasserstoff zu beschleunigen. In fast allen Industrienationen der Erde wird Schwefelsäure eingesetzt, um eine Vielzahl verschiedener Produkte und Verfahren zu ermöglichen. Vor Mitte des 18. Jahrhunderts war die Produktion von Schwefelsäure auf kleine Mengen beschränkt, die in einigen Glasflaschen erzeugt wurden. Heute ist es die am häufigsten hergestellte Chemikalie der Welt. Der Großteil der heutigen Schwefelsäureherstellung erfolgt nach dem Kontaktverfahren. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure durch Kondensation des Wassers aus dem Abkühlen von Schwefeltrioxidgas ist das Naßverfahren.
Vor 1746 wurde Schwefelsäure in Glasflaschen hergestellt und konnte nur in sehr geringen Mengen hergestellt werden. John Roebuck schuf das Verfahren zur Herstellung von Bleikammern für die Herstellung von Schwefelsäure, die tonnenweise Säure produzieren kann. Dieses Verfahren revolutionierte die Herstellung von Schwefelsäure und machte sie für eine breite industrielle Verwendung verfügbar. Das ursprüngliche Verfahren, das erst 1946 angewendet wurde, umfasste das Entzünden von Schwefel und Kaliumnitrat in einem mit Bleifolien ausgekleideten Raum, in dem der Boden mit Wasser bedeckt war. Das entstehende Schwefeltrioxid würde mit dem Wasser unter Bildung von Schwefelsäure reagieren.
Heutzutage wird der größte Teil der Schwefelsäure nach dem Kontaktverfahren hergestellt, das auch als Double Contact Double Absorption (DCDA) -Verfahren bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird festes Schwefeldioxid zu Schwefeldioxidgas verbrannt. Dieses Schwefeldioxidgas wird dann mit Luft kombiniert und auf etwa 450ºF (232ºC) erhitzt und mit einem Vanadiumoxidkatalysator unter Druck gesetzt, der Schwefeltrioxid erzeugt. Dieses auch als Oleum bezeichnete Schwefeltrioxid wird dann in 98% iger Schwefelsäure gelöst, was zu Schwefelsäure führt. Der Schwefelsäure wird Wasser zugesetzt, um Schwefelsäure zu erzeugen.
Das Nass-Schwefelsäure-Verfahren (WSA) wird auch bei der Herstellung von Schwefelsäure eingesetzt. Ähnlich wie beim Kontaktverfahren wird beim Nassverfahren Schwefel oder Schwefelwasserstoff zur Erzeugung von Schwefeldioxid verbrannt. Wie beim Kontaktprozess wird das Schwefeldioxid dann mit Sauerstoff und einem Vanadiumoxidkatalysator kombiniert, um Schwefeltrioxid zu erzeugen. Das Schwefeltrioxid wird dann zu Schwefelsäure hydratisiert und schließlich auf die gewünschte Konzentration von 97% bis 98% kondensiert. Der grundlegende Unterschied zwischen dem Kontaktprozess und dem Nassprozess besteht in der unterschiedlichen Art und Weise, wie Wasser verwendet wird.
Die Nachfrage nach Schwefelsäure steigt jedes Jahr um etwa 3%, da sie Teil vieler industrieller Prozesse ist. Schätzungen zufolge werden jedes Jahr zwischen 165 und 200 Millionen Tonnen Schwefelsäure produziert. In der Landwirtschaft eingesetzte Düngemittel nehmen etwa 65% dieser Menge ein. Es wird auch in vielen anderen Prozessen verwendet, einschließlich der Herstellung von Farbstoffen, Kunststoffen, Sprengstoffen und Pharmazeutika.