Контактный процесс получения серной кислоты: эффективный, непрерывный, технически сложный

Контактный метод является основным промышленным способом производства серной кислоты. Этот процесс в основном включает в себя четыре этапа: высокотемпературный обжиг серной или сульфидной руды с получением диоксида серы; диоксид серы и кислород при высокой температуре катализируют образование триоксида серы; используйте концентрированную серную кислоту для поглощения триоксида серы и получения диоксида серы. олеум; окончательно разбавьте олеум водой, чтобы получить готовую серную кислоту.

Шаг первый: подготовка диоксида серы При сжигании серы в воздухе образуется газообразный диоксид серы. Диоксид серы и воздух сначала очищаются от примесей, которые могут повлиять на катализатор, используемый в следующем процессе.

Шаг 2: Каталитическое окисление. При нормальном давлении и температуре 450 градусов по Цельсию диоксид серы и воздух пропускают через катализатор пентоксида ванадия (V2O5) для проведения реакции каталитического окисления с образованием триоксида серы. Эта реакция обратима, поэтому для оптимизации выхода необходим точный контроль температуры и давления.

Шаг 3: Поглотите триоксид серы. В абсорбционной башне триоксид серы растворяется в 98% серной кислоте с образованием дымящей серной кислоты. Реакция между триоксидом серы и водой очень бурная. Если его растворить непосредственно в воде, он выделит большое количество тепловой энергии и образует туман серной кислоты, который затрудняет процесс растворения и его трудно собрать. Поэтому для поглощения SO3 обычно используют 98,3% серную кислоту, а затем разбавляют ее водой.

Шаг 4: Разбавьте олеум. После разбавления олеума соответствующим количеством воды образуется 98% серная кислота. Произведенная серная кислота будет охлаждаться и храниться. Поскольку растворимость триоксида серы в серной кислоте выше, чем в воде, производители триоксида серы не растворяют триоксид серы напрямую в воде.

В течение всего процесса контактного метода выбор катализаторов и контроль условий реакции имеют решающее значение для выхода и качества серной кислоты. Пентоксид ванадия является наиболее часто используемым катализатором, поскольку он эффективно способствует превращению диоксида серы в триоксид серы. Кроме того, очень важна защита оборудования и операторов на протяжении всего производственного процесса, поскольку серная кислота обладает высокой коррозионной активностью.

К преимуществам контактного метода относятся его высокая эффективность, возможность непрерывного производства и низкие энергозатраты. Однако этот процесс также требует высокой степени технического контроля, включая точное управление температурой, давлением и катализаторами для обеспечения плавного хода реакции и качества продукта. С развитием науки и техники процесс контактного метода также постоянно совершенствуется, чтобы повысить производительность, снизить затраты и уменьшить воздействие на окружающую среду.