Quel est le processus de contact de l'acide sulfurique?

Le processus de contact de l'acide sulfurique est une réaction en plusieurs étapes qui commence par le soufre brut et se termine par de l'acide concentré. En théorie, le soufre peut être brûlé avec de l'air pour former du dioxyde sulfurique, puis réagi directement avec de l'eau pour former de l'acide sulfurique. Ce processus crée beaucoup de chaleur, n'est pas chimiquement contrôlable et est rarement utilisé en conséquence. Le processus de contact utilise du dioxyde de soufre pour former du trioxyde de soufre, qui est absorbé dans l'acide sulfurique pour former de l'oléum, puis une étape finale réagit de l'oléum avec de l'eau pour former de l'acide sulfurique.

Le soufre est un minéral jaune trouvé dans le sol sous forme de couches déposées, souvent près des volcans ou des lits de lave anciens. Le soufre est d'abord brûlé d'air pour former du dioxyde de soufre, une molécule d'un soufre et deux atomes d'oxygène. L'air entrant dans cette réaction est bouillonnant à travers de l'acide concentré pour éliminer toute eau, car l'humidité formera l'acide sulfurique dans le réacteur et provoquera un excès de chaleur et de corrosion.

Les concepteurs de processus chimiques contrôlent soigneusement THE quantités de réactifs pour maintenir des quantités proches des quantités stœchiométriques. La stoechiométrie est le calcul des rapports des molécules nécessaires pour fournir une réaction optimisée sans utiliser de matériaux en excès. Le maintien des réactions chimiques à proximité des rapports appropriés réduira les coûts et améliorera les rendements, ce qui entraîne souvent des produits plus purs nécessitant moins de traitement. Le processus de contact pour l'acide sulfurique doit être utilisé de cette façon pour contrôler les températures, car les réactions créent beaucoup de chaleur qui peut affecter le produit et l'équipement d'endommagement.

Une fois que le dioxyde de soufre quitte le réacteur, il entre une deuxième réaction avec plus d'air pour former du trioxyde de soufre, ce qui ajoute une molécule d'oxygène supplémentaire. Le processus de contact pour l'acide sulfurique pourrait réagir directement le trioxyde de soufre avec de l'eau, mais cette réaction est très instable et difficile à contrôler. L'acide sulfurique est mélangé avec la molécule de trioxyde, quiH forme de l'oléum ou de l'acide sulfurique fumant. L'Oleum est un acide très réactif contenant des molécules en excès de soufre, mais il peut être mélangé avec de l'eau d'une manière contrôlée pour former de l'acide sulfurique tout en conservant des températures appropriées.

Chaque étape de réaction avec l'air est réalisée en présence d'un catalyseur, généralement de l'oxyde de vanadium. Le catalyseur métallique n'est pas consommé dans la réaction, mais aide en permettant à la réaction de se produire à des températures plus basses que ce qui serait nécessaire sans elle. La teneur en oxygène doit également être soigneusement contrôlée, car l'air supplémentaire ne crée pas d'acide supplémentaire, mais réduira la quantité de dioxyde de soufre ou de trioxyde car l'excès d'air dilue les molécules de soufre. Le processus de contact pour l'acide sulfurique créera moins d'acide si l'oxygène supplémentaire est autorisé dans le processus.

L'acide

sulfurique est vendu dans une grande variété de forces ou de concentrations, mais le processus de contact pour l'acide sulfurique produit une forme hautement concentrée. Expédition de l'acide sulfurique concentré est plus éconOMIQUE qu'une forme diluée, car l'eau peut être ajoutée plus tard au besoin pour former la force souhaitée. L'acide concentré absorbe également l'eau très facilement, de sorte que les soins doivent être pris pendant la production et l'expédition pour minimiser l'eau ou l'air extérieur, ce qui dilue l'acide et peut augmenter la corrosion.