Kontaktiprosessi rikkihapon valmistamiseksi: Tehokas, jatkuva, teknisesti hienostunut

Kosketusmenetelmä on tärkein teollinen menetelmä rikkihapon valmistukseen. Tämä prosessi sisältää pääasiassa neljä vaihetta: rikin tai sulfidimalmin korkean lämpötilan pasutus rikkidioksidin tuottamiseksi; rikkidioksidi ja happi katalysoivat korkeassa lämpötilassa rikkitrioksidin muodostamiseksi; käytä väkevää rikkihappoa rikkitrioksidin imemiseen rikkidioksidin valmistamiseksi. oleum; lopuksi laimenna oleum vedellä lopullisen rikkihapon saamiseksi.

Vaihe yksi: Rikkidioksidin valmistaminen Rikin polttaminen ilmassa tuottaa rikkidioksidikaasua. Rikkidioksidi ja ilma puhdistetaan ensin epäpuhtauksien poistamiseksi, jotka voivat vaikuttaa seuraavassa prosessissa käytettävään katalyyttiin.

Vaihe 2: Katalyyttinen hapetus. Normaalipaineessa ja 450 celsiusasteessa rikkidioksidia ja ilmaa johdetaan vanadiinipentoksidi (V2O5) -katalyytin läpi katalyyttisen hapetusreaktion suorittamiseksi rikkitrioksidin tuottamiseksi. Tämä reaktio on palautuva, joten lämpötilan ja paineen tarkka säätö vaaditaan saannon optimoimiseksi.

Vaihe 3: Imeytä rikkitrioksidi. Absorptiotornissa rikkitrioksidi liukenee 98-prosenttiseen rikkihappoon muodostaen savuavaa rikkihappoa. Rikkitrioksidin ja veden välinen reaktio on erittäin raju. Jos se liuotetaan suoraan veteen, se vapauttaa suuren määrän lämpöenergiaa ja muodostaa rikkihapposumua, joka estää liukenemisprosessia ja on vaikea kerätä. Siksi 98,3-prosenttista rikkihappoa käytetään yleensä SO3:n imemiseen ja laimennetaan sitten vedellä.

Vaihe 4: Laimenna oleum. Kun oleumi on laimennettu sopivalla määrällä vettä, muodostuu 98-prosenttista rikkihappoa. Tuotettu rikkihappo jäähdytetään ja varastoidaan. Koska rikkitrioksidin liukoisuus rikkihappoon on korkeampi kuin veteen, rikkitrioksidin valmistajat eivät liuottaa rikkitrioksidia suoraan veteen.

Koko kosketusmenetelmän prosessin aikana katalyyttien valinta ja reaktio-olosuhteiden hallinta ovat ratkaisevia rikkihapon saannon ja laadun kannalta. Vanadiinipentoksidi on yleisimmin käytetty katalyytti, koska se edistää tehokkaasti rikkidioksidin muuttumista rikkitrioksidiksi. Lisäksi laitteiden ja käyttäjien turvallisuus koko tuotantoprosessin ajan on myös erittäin tärkeää, koska rikkihappo on erittäin syövyttävää.

Kosketusmenetelmän etuja ovat korkea hyötysuhde, jatkuva tuotantokyky ja alhainen energiankulutus. Tämä prosessi vaatii kuitenkin myös korkeatasoista teknistä valvontaa, mukaan lukien lämpötilan, paineen ja katalyyttien tarkka hallinta reaktion sujuvan etenemisen ja tuotteen laadun varmistamiseksi. Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä myös kontaktimenetelmäprosessi paranee jatkuvasti lisätäkseen tuottavuutta, alentaakseen kustannuksia ja vähentääkseen ympäristövaikutuksia.