황산의 접촉 과정은 무엇입니까?

황산의 접촉 공정은 원료 황으로 시작하여 농축 산으로 끝나는 다단계 반응입니다. 이론적으로, 황은 공기로 연소되어 이산화황을 형성 한 다음 물과 직접 반응하여 황산을 형성 할 수 있습니다. 이 과정은 많은 양의 열을 생성하고 화학적으로 제어 할 수 없으며 결과적으로 거의 사용되지 않습니다. 접촉 공정은 이산화황을 사용하여 삼산화황을 형성하고, 황산으로 흡수되어 올레 움을 형성 한 다음, 최종 단계는 올레 움을 물과 반응시켜 황산을 형성한다.

유황은 종종 화산이나 고대 용암층 근처에서 퇴적층으로 발견되는 노란색 광물입니다. 황은 먼저 공기로 연소되어 이산화황, 하나의 황과 두 개의 산소 원자의 분자를 형성합니다. 이 반응에 들어가는 공기는 농축 산을 통해 버블 링되어 물을 제거합니다. 수분이 반응기에서 황산을 형성하고 과도한 열과 부식을 유발하기 때문입니다.

화학 공정 설계자는 화학량 론적 양에 가까운 양을 유지하기 위해 반응물의 양을 신중하게 제어합니다. 화학 양론은 과량의 물질을 사용하지 않고 최적화 된 반응을 제공하는 데 필요한 분자 비율의 계산입니다. 적절한 비율에 가까운 화학 반응을 유지하면 비용이 절감되고 수율이 향상되어 종종 공정이 덜 필요한 순수한 제품으로 이어집니다. 반응은 제품에 영향을 미치고 장비에 손상을 줄 수있는 많은 열을 생성하기 때문에 황산 접촉 공정은 온도를 제어하기 위해 이런 방식으로 작동해야합니다.

이산화황이 반응기를 빠져 나가면, 더 많은 공기와의 두 번째 반응에 들어가 삼산화황을 형성하며, 이는 추가 산소 분자를 추가한다. 황산 접촉 공정은 삼산화황을 물과 직접 반응시킬 수 있지만,이 반응은 매우 불안정하고 제어하기 어렵다. 황산은 삼산화물 분자와 혼합되어 올레 움 또는 발연 황산을 형성합니다. Oleum은 과량의 황 분자를 함유하는 매우 반응성이 높은 산이지만 적절한 온도를 유지하면서 황산을 형성하기 위해 제어 된 방식으로 물과 혼합 될 수 있습니다.

공기와의 각 반응 단계는 촉매, 전형적으로 바나듐 산화물의 존재하에 수행된다. 금속 촉매는 반응에서 소비되지 않지만 반응이 필요하지 않은 것보다 낮은 온도에서 반응이 일어나도록 돕습니다. 여분의 공기는 추가의 산을 생성하지 않지만 과량의 공기가 황 분자를 희석하기 때문에 이산화황 또는 삼산화물의 양을 줄이므로 산소 함량도 신중하게 제어해야합니다. 황산에 대한 접촉 공정은 공정에서 추가 산소가 허용되는 경우 더 적은 산을 생성합니다.

황산은 다양한 강도 또는 농도로 판매되지만 황산의 접촉 공정은 매우 농축 된 형태를 생성합니다. 배송 농축 황산은 희석 된 형태보다 경제적입니다. 물은 원하는 강도를 형성하기 위해 필요에 따라 나중에 첨가 될 수 있기 때문입니다. 농축 산은 또한 물을 매우 쉽게 흡수하므로 생산 및 배송 중에 물 또는 외부 공기를 최소화하여 산을 희석시키고 부식을 증가시킬 수 있도록주의를 기울여야합니다.