Co to jest proces kontaktowy?
Proces kontaktowy to procedura chemiczna, która tworzy kwas siarkowy do celów przemysłowych, takich jak farby, detergenty, nawozy i produkty z tworzyw sztucznych. Metodę tę ogromnie przypisano brytyjskiemu handlowcowi, Peregrine Phillips, który opatentował ten proces w 1831 r. Od tego czasu na całym świecie do produkcji kwasu siarkowego stosowano proces kontaktowy.
Zanim proces kontaktowy stał się powszechny, wiodącą metodą wytwarzania kwasu siarkowego był proces w komorze ołowiowej, ale stwierdzono, że poprzedni proces był bardziej wydajny i tańszy. Przemysł preferował również proces w komorze ołowiowej, ponieważ można go również stosować do produkcji innych związków chemicznych, takich jak oleum i trójtlenek siarki. Proces kontraktowania zasadniczo składa się z trzech etapów, tworząc dwutlenek siarki, a następnie przekształcając go w trójtlenek siarki, a następnie przekształcając go w kwas siarkowy.
Pierwszy etap tworzenia dwutlenku siarki obejmuje dwie możliwe metody wykorzystujące powietrze do dostarczania tlenu do związku siarki. Pierwszą metodą jest spalenie pewnej ilości stopionej siarki, która może mieszać się z powietrzem podczas spalania, w wyniku czego powstaje dwutlenek siarki. Druga metoda polega na ogrzewaniu materiałów zawierających siarkę, takich jak piryty żelaza. Siarka odparowująca następnie miesza się z natlenionym powietrzem i przekształca w dwutlenek siarki.
Wytworzony dwutlenek siarki może zawierać pewne zanieczyszczenia, dlatego powinien zostać poddany procesowi oczyszczania, który najpierw obejmuje komorę pyłu w celu wyeliminowania wszystkich cząstek pyłu w związku. Drugim etapem jest wieża myjąca, w której dwutlenek siarki jest natryskiwany wodą w celu wypłukania rozpuszczalnych zanieczyszczeń. Związek przechodzi przez wieżę suszącą, aby odwodnić go w celu dalszego oczyszczenia i przechodzi przez skrzynkę testową w celu usunięcia tlenku arsenu. Po dokładnym oczyszczeniu dwutlenek siarki można go przekształcić w trójtlenek siarki.
Aby przekształcić dwutlenek siarki w trójtlenek siarki, w procesie kontaktowym zwykle stosuje się związek o nazwie tlenek wanadu zawarty w kilku rurach pod wysokim ciśnieniem. Rury są ogrzewane do temperatury około 842 ° F (około 450 ° C), aby tlen z tlenku wanadu wzniósł się w powietrze. Po umieszczeniu dwutlenku siarki w rurach reaguje on z natlenionym powietrzem i staje się trójtlenkiem siarki. Idealnie, ponad 95% dwutlenku siarki powinno być przekształcone w trójtlenek siarki, a nieprzekształcony dwutlenek siarki jest usuwany.
W ostatnim etapie procesu kontaktowego do rozpuszczenia trójtlenku siarki stosuje się stężony kwas siarkowy, w wyniku czego powstaje oleum. Oleum następnie poddaje się reakcji z wodą i na koniec kwas siarkowy wytwarza się w postaci ciekłej. Wytworzony kwas siarkowy jest o 30 do 50 procent większy niż stężony kwas siarkowy stosowany w końcowym etapie procesu kontaktowego.