硫酸の接触プロセスは何ですか？

硫酸の接触プロセスは、生硫黄から始まり濃縮酸で終わる多段階反応です。理論的には、硫黄を空気で燃やして二酸化硫黄を形成し、水と直接反応して硫酸を形成します。このプロセスは、大量の熱を生み出し、化学的に制御できず、結果として使用されることはめったにありません。接触プロセスでは、二酸化硫黄を使用して三酸化硫黄を形成します。これは硫酸に吸収されてオレウムを形成し、最終的なステップで水と反応して硫酸を形成します。

硫黄は、多くの場合、火山や古代の溶岩層の近くで堆積した層として地面に見られる黄​​色の鉱物です。硫黄は最初に空気で燃やされ、二酸化硫黄、1つの硫黄の分子と2つの酸素原子を形成します。この反応に入る空気は、濃縮酸を通して泡立って水を除去します。これは、水分が反応器に硫酸を形成し、過剰な熱と腐食を引き起こすためです。

化学プロセス設計者は慎重に制御しますe量の化学量論量に近い量を維持するための反応物の量。化学量論とは、過剰な材料を使用せずに最適化された反応を提供するために必要な分子の比の計算です。適切な比率近くに化学反応を維持すると、コストが削減され、収穫量が改善され、多くの場合、より少ない処理が必要な純粋な製品につながります。硫酸の接触プロセスは、温度を制御するためにこの方法で操作する必要があります。これは、反応が製品に影響を与え、損傷装置に影響を与える可能性のある多くの熱を生成するためです。

二酸化硫黄が反応器を出ると、より多くの空気との2番目の反応に入り、三酸化硫黄を形成し、追加の酸素分子を追加します。硫酸の接触プロセスは、水と直接三酸化硫黄を反応させる可能性がありますが、この反応は非常に不安定で制御が困難です。硫酸を三酸化物分子と混合しますhはオレウムまたは発煙硫酸を形成します。オレウムは、過剰な硫黄分子を含む非常に反応性のある酸ですが、適切な温度を維持しながら、硫酸を形成するために制御された方法で水と混合できます。

空気との各反応ステップは、触媒、通常は酸化バナジウムの存在下で行われます。金属触媒は反応では消費されませんが、それなしでは必要とするよりも低温で反応が起こるように支援します。余分な空気は追加の酸を生成しないため、酸素含有量も慎重に制御する必要がありますが、過剰な空気が硫黄分子を希釈するため、二酸化硫黄または三酸化硫黄の量を減らします。硫酸の接触プロセスは、プロセスで余分な酸素が許可されている場合、より少ない酸を生成します。

硫酸はさまざまな強度、または濃度で販売されていますが、硫酸の接触プロセスは高濃度の形を生成します。濃縮硫酸の輸送は、よりeconです必要に応じて、必要に応じて水を追加して望ましい強度を形成することができるため、希釈された形態よりもオミカルです。濃縮酸も非常に簡単に水を吸収するため、生産と輸送中に水または外気を最小限に抑えるために注意する必要があります。