¿Cuál es el proceso de contacto para el ácido sulfúrico?
El proceso de contacto para el ácido sulfúrico es una reacción de varios pasos que comienza con azufre crudo y termina con ácido concentrado. En teoría, el azufre se puede quemar con aire para formar dióxido sulfúrico, luego reaccionar directamente con agua para formar ácido sulfúrico. Este proceso crea una gran cantidad de calor, no es controlable químicamente y rara vez se usa como resultado. El proceso de contacto utiliza dióxido de azufre para formar trióxido de azufre, que se absorbe en ácido sulfúrico para formar oleo, y luego un paso final reacciona el oleo con agua para formar ácido sulfúrico.
El azufre es un mineral amarillo que se encuentra en el suelo como capas depositadas, a menudo cerca de volcanes o camas de lava antiguas. El azufre se quema primero con aire para formar dióxido de azufre, una molécula de un azufre y dos átomos de oxígeno. El aire que ingresa a esta reacción se burbujea a través del ácido concentrado para eliminar cualquier agua, porque la humedad formará ácido sulfúrico en el reactor y causará exceso de calor y corrosión.
Los diseñadores de procesos químicos controlan cuidadosamente el thE cantidades de reactivos para mantener cantidades cercanas a las cantidades estequiométricas. La estequiometría es el cálculo de las proporciones de las moléculas necesarias para proporcionar una reacción optimizada sin el uso del exceso de materiales. Mantener las reacciones químicas cerca de las relaciones adecuadas reducirá los costos y mejorará los rendimientos, lo que a menudo conduce a productos más puros que requieren menos procesamiento. El proceso de contacto para el ácido sulfúrico debe operarse de esta manera para controlar las temperaturas, porque las reacciones crean mucho calor que puede afectar el producto y el equipo de daños.
Una vez que el dióxido de azufre sale del reactor, ingresa una segunda reacción con más aire para formar trióxido de azufre, lo que agrega una molécula de oxígeno adicional. El proceso de contacto para el ácido sulfúrico podría reaccionar trióxido de azufre directamente con el agua, pero esta reacción es muy inestable y difícil de controlar. El ácido sulfúrico se mezcla con la molécula de trióxido, queH forma oleum o ácido sulfúrico fumante. El oleum es un ácido muy reactivo que contiene un exceso de moléculas de azufre, pero se puede mezclar con agua de manera controlada para formar ácido sulfúrico mientras mantiene las temperaturas adecuadas.
Cada paso de reacción con aire se realiza en presencia de un catalizador, típicamente óxido de vanadio. El catalizador metálico no se consume en la reacción, sino que ayuda al permitir que la reacción ocurra a temperaturas más bajas de las necesarias sin ella. El contenido de oxígeno también debe controlarse cuidadosamente, porque el aire adicional no crea ácido adicional, pero reducirá la cantidad de dióxido de azufre o trióxido porque el exceso de aire diluye las moléculas de azufre. El proceso de contacto para el ácido sulfúrico creará menos ácido si se permite el oxígeno adicional en el proceso.
El ácido sulfúrico se vende en una amplia variedad de resistencias o concentraciones, pero el proceso de contacto para el ácido sulfúrico produce una forma altamente concentrada. El envío de ácido sulfúrico concentrado es más económicoómico que una forma diluida, porque el agua se puede agregar más tarde según sea necesario para formar la fuerza deseada. El ácido concentrado también absorberá agua muy fácilmente, por lo que se debe tener cuidado durante la producción y el envío para minimizar el agua o el aire exterior, lo que diluye el ácido y puede aumentar la corrosión.