Qual é o processo de contato do ácido sulfúrico?
O processo de contato do ácido sulfúrico é uma reação de várias etapas que começa com enxofre bruto e termina com ácido concentrado. Em teoria, o enxofre pode ser queimado com ar para formar dióxido sulfúrico e depois reagiu diretamente com a água para formar ácido sulfúrico. Esse processo cria uma grande quantidade de calor, não é quimicamente controlável e raramente é usado como resultado. O processo de contato utiliza dióxido de enxofre para formar trióxido de enxofre, que é absorvido pelo ácido sulfúrico para formar oleum e, em seguida, uma etapa final reage oleum com água para formar ácido sulfúrico.
O enxofre é um mineral amarelo encontrado no solo como camadas depositadas, geralmente perto de vulcões ou leitos de lava antigos. O enxofre é queimado pela primeira vez com ar para formar dióxido de enxofre, uma molécula de um enxofre e dois átomos de oxigênio. O ar que entra nessa reação é borbulhado através do ácido concentrado para remover qualquer água, porque a umidade forma o ácido sulfúrico no reator e causa excesso de calor e corrosão.
Designers de processos químicos controlam cuidadosamente o THe quantidades de reagentes para manter quantidades próximas às quantidades estequiométricas. A estequiometria é o cálculo das proporções de moléculas necessárias para fornecer uma reação otimizada sem o uso do excesso de materiais. A manutenção de reações químicas próximas às proporções adequadas reduzirá os custos e melhorará os rendimentos, geralmente levando a produtos mais puros que exigem menos processamento. O processo de contato do ácido sulfúrico deve ser operado dessa maneira para controlar as temperaturas, porque as reações criam muito calor que pode afetar o produto e o equipamento de dano.
Depois que o dióxido de enxofre sai do reator, ele entra em uma segunda reação com mais ar para formar trióxido de enxofre, o que adiciona uma molécula adicional de oxigênio. O processo de contato para o ácido sulfúrico pode reagir trioxido de enxofre diretamente com a água, mas essa reação é muito instável e difícil de controlar. O ácido sulfúrico é misturado com a molécula de trióxido, queH forma o oleoso ou ácido sulfúrico fumante. O oleum é um ácido muito reativo que contém moléculas em excesso de enxofre, mas pode ser misturado com água de maneira controlada para formar ácido sulfúrico, mantendo as temperaturas adequadas.
Cada etapa da reação com o ar é realizada na presença de um catalisador, tipicamente óxido de vanádio. O catalisador de metal não é consumido na reação, mas ajuda, permitindo que a reação ocorra a temperaturas mais baixas do que seria necessário sem ela. O teor de oxigênio também deve ser cuidadosamente controlado, porque o ar extra não cria ácido adicional, mas reduzirá a quantidade de dióxido de enxofre ou trióxido porque o excesso de ar dilui as moléculas de enxofre. O processo de contato do ácido sulfúrico criará menos ácido se o oxigênio extra for permitido no processo.
O ácido sulfúrico é vendido em uma ampla variedade de forças ou concentrações, mas o processo de contato do ácido sulfúrico produz uma forma altamente concentrada. Envio de ácido sulfúrico concentrado é mais ECONômico do que uma forma diluída, porque a água pode ser adicionada posteriormente conforme necessário para formar a força desejada. O ácido concentrado também absorverá a água com muita facilidade, portanto, deve -se tomar cuidado durante a produção e o frete para minimizar a água ou o ar externo, o que dilui o ácido e pode aumentar a corrosão.