Контактен процес за приготвяне на сярна киселина: ефективен, непрекъснат, технически усъвършенстван

Контактният метод е основният промишлен метод за производство на сярна киселина. Този процес включва основно четири стъпки: високотемпературно печене на сяра или сулфидна руда за получаване на серен диоксид; серен диоксид и кислород катализират при висока температура, за да генерират серен триоксид; използвайте концентрирана сярна киселина за абсорбиране на серен триоксид за получаване на серен диоксид. олеум; накрая разредете олеума с вода, за да получите готовата сярна киселина.

Първа стъпка: Приготвяне на серен диоксид Изгарянето на сяра във въздуха произвежда газ серен диоксид. Серният диоксид и въздухът първо се пречистват, за да се отстранят примесите, които биха могли да повлияят на катализатора, използван в следващия процес.

Стъпка 2: Каталитично окисление. При нормално налягане и 450 градуса по Целзий, серен диоксид и въздух преминават през катализатор от ванадиев пентаоксид (V2O5), за да извършат реакция на каталитично окисление за получаване на серен триоксид. Тази реакция е обратима, така че е необходим прецизен контрол на температурата и налягането за оптимизиране на добива.

Стъпка 3: Абсорбирайте серен триоксид. В абсорбционната кула серен триоксид ще се разтвори в 98% сярна киселина, за да образува димяща сярна киселина. Реакцията между серен триоксид и вода е много бурна. Ако се разтвори директно във вода, ще освободи голямо количество топлинна енергия и ще образува мъгла от сярна киселина, която възпрепятства процеса на разтваряне и е трудна за събиране. Следователно, 98,3% сярна киселина обикновено се използва за абсорбиране на SO3 и след това се разрежда с вода.

Стъпка 4: Разредете олеума. След като олеумът се разреди с подходящо количество вода, се образува 98% сярна киселина. Произведената сярна киселина ще бъде охладена и съхранявана. Тъй като разтворимостта на серен триоксид в сярна киселина е по-висока от тази на вода, производителите на серен триоксид не разтварят директно серен триоксид във вода.

По време на целия процес на контактния метод изборът на катализатори и контролът на реакционните условия са от решаващо значение за добива и качеството на сярната киселина. Ванадиевият пентоксид е най-често използваният катализатор, тъй като той ефективно насърчава превръщането на серен диоксид в серен триоксид. В допълнение, защитата на безопасността на оборудването и операторите по време на производствения процес също е много важна, тъй като сярната киселина е силно корозивна.

Предимствата на контактния метод включват неговата висока ефективност, възможност за непрекъснато производство и ниска консумация на енергия. Този процес обаче също така изисква висока степен на технически контрол, включително прецизно управление на температурата, налягането и катализаторите, за да се гарантира гладкото протичане на реакцията и качеството на продукта. С напредването на науката и технологиите процесът на контактния метод също непрекъснато се подобрява, за да се увеличи производителността, да се намалят разходите и да се намали въздействието върху околната среда.