化学における接触プロセスとは、三酸化硫黄から硫酸への変換を指します。二酸化硫黄と酸素が結合して三酸化硫黄を形成し、H2 になります。 SO4 水と接触した後。
三酸化硫黄の硫酸への変換は、工業的に硫酸を製造する新しい方法です。これは、接触プロセスとしても知られています。硫酸は、硫黄、空気、水の 3 つの要素で構成されています。
イギリスの商人、ペレグリン フィリップスによって発明された接触プロセスは、現在、チャンバーやリードチャンバー プロセスなどの他の方法よりも優先されています。これは、より経済的なアプローチであるだけでなく、三酸化硫黄や発煙硫酸などの副産物も生成します。
連絡プロセスの種類
製造工程には専用の接触工程工場があります。現在使用されている 2 つの処理方法は、以前に使用されていたプロセスよりもはるかに最新のアプローチを採用しています。
最初のタイプは複雑さが少ないです。硫黄焼請負工場は原料に硫黄を使用しています。このプロセスには、溶融硫黄を燃焼させて二酸化硫黄を得ることが含まれます。その後、二酸化硫黄は冷却され、酸化されます。
このプロセスは、多孔性シリカ質材料のペレットの存在下で行われます。ペレットには五酸化バナジウムとカリウム化合物が充填されています。プロセスが完了すると、中高温で三酸化硫黄が形成されます。
もう 1 つのタイプの接触プロセス プラントは、異なる種類の材料から二酸化硫黄を製造します。黄鉄鉱のような低品位の硫黄含有材料を使用しています。
ガスの凝縮プロセスは、不純物を除去するために必須であり、水蒸気は酸希釈の原因となる可能性があるためです。次のステップは、濃硫酸とともに二酸化硫黄ガスを乾燥させることです。
プロセスの説明:
三酸化硫黄から硫酸への変換の重要性
接触法以外にも、硫酸を製造する方法はいくつかあります。製造する硫酸のコスト、労力、純度などのパラメータは、プロセスごとに異なります。その発明以来、接触プロセスは最も一般的に使用されるプロセスになりました。
硫酸の製造に使用される接触プロセスは、次の 4 つのステップに分かれています。
<オール>硫黄の抽出
二酸化硫黄の準備
二酸化硫黄から三酸化硫黄への変換
三酸化硫黄から硫酸への変換
硫黄の抽出
二酸化硫黄ガスの生成に最も重要な要素は、純粋な硫黄です。硫黄を抽出できる多くのソースの中で、石油と天然ガスからの回収が最も重要です。石油と天然ガスは、硫黄を得るために有機物と鉱物の部分から分離されます。
硫黄以外にも、二酸化硫黄の抽出に使用できる元素がいくつかあります。土壌には、硫化物の形で多くの金属鉱石が含まれています。その後、二酸化硫黄と一緒に独自の酸化物を抽出するために焙煎されます。このプロセスは金属精錬と呼ばれます。
二酸化硫黄の生産
二酸化硫黄を準備する最も簡単な方法は、純粋な硫黄を燃やすことです。このプロセスは、豊富な空気にアクセスできるときに必然的に行われなければなりません。これにより、二酸化硫黄が生成されます。
二酸化硫黄は次のプロセスで製造されます:
溶融状態の硫黄が固定アトマイザーに送り込まれ、霧状の硫黄が形成されます。
次のステップでは、噴霧化された硫黄が高温の炉に適用されます。ここで、予熱され乾燥した空気も炉に適用されます。空気の予熱・乾燥には硫酸脱水機を使用します。
高温の炉の一方の端には、溶融硫黄と加熱された乾燥空気の組み合わせがあります。反応が起こると、炉のもう一方の端で二酸化硫黄が生成されます。
二酸化硫黄から三酸化硫黄への変換プロセス
鉛チャンバー内では、二酸化硫黄と酸素の混合比は 1:1 です。その温度は摂氏 400 ～ 450 度、圧力は 1 ～ 2 気圧に設定されています。五酸化バナジウム触媒は、プロセスを触媒するために使用されます。
三酸化硫黄から硫酸への変換プロセス
三酸化硫黄を硫酸に変換するには 2 つの方法があります。 1つ目は、三酸化硫黄を水で希釈することです。それは硫酸の生成につながります。
単純なように見えますが、これは非常に発熱性のプロセスであるため、非常に危険です。水に三酸化硫黄を加えることは、発熱プロセスであるため、硫酸が発煙します。煙はまた、三酸化硫黄が水に完全に溶解しない原因にもなります。したがって、その危険性と部分的な溶解を考慮すると、このプロセスは実行されません。
広く受け入れられ使用されているもう 1 つの方法は、硫酸で三酸化硫黄を希釈する方法です。このプロセスには、発煙硫酸と呼ばれる副産物があります。
SO3 (g) + H2SO4 → H2S2O7
発煙硫酸を水で希釈し、硫酸を濃縮した形で得ることで、発煙硫酸をさらに使用することができます。
H2S2O7 (1) + H2O(1) → 2H2SO4
三酸化硫黄から硫酸への変換における重要な化学反応
• 二酸化硫黄の製造
接触プロセスの第 1 段階とも呼ばれ、硫黄は空気の存在下で燃焼され、二酸化硫黄が生成されます。
硫黄 + 酸素 → 二酸化硫黄
S(l) + O2(g) → SO2(g)
これは不可逆的な反応です。
'I' =液体 &'g' =気体
• 三酸化硫黄の製造
ここで、二酸化硫黄がより多くの酸素と接触して、三酸化硫黄が生成されます:
二酸化硫黄 + 酸素 ⇌ 三酸化硫黄
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
これは可逆反応です。
'g' =ガス
• 硫酸を作る
最終プロセスでは、三酸化硫黄が水と反応して硫酸を生成します:
H2O(l) + SO3(g) → H2SO4(aq)
これは不可逆的な反応です。
「aq」 =水性/水に溶解。
三酸化硫黄を水に直接添加すると、非常に発熱します。
硫酸雲の形成につながる可能性があります。
• 高濃度の硫酸に三酸化硫黄を加える
このプロセスをより安全に行うために、硫酸に三酸化硫黄を加えて腐食性の高い液体、発煙硫酸を作ります。
SO3 + H2SO4 → H2S2O7
発煙硫酸に水を加えると、はるかにリスクの少ない方法で硫酸が生成されます:
H2S2O7 + H2O → 2H2SO4
• 溶融と噴霧
高温炉を使用した二酸化硫黄の製造:
S(g) + O2 → SO2(g) + Δ
結論
三酸化硫黄の硫酸への変換は、工業的に硫酸を製造する新しい方法です。これは、接触プロセスとしても知られています。硫酸は、硫黄、空気、水の 3 つの要素で構成されています。
イギリスの商人、ペレグリン フィリップスによって発明されたコンタクト プロセスは、チャンバー プロセスやリード チャンバー プロセスなどの他の方法よりも優先されるようになりました。これは、より経済的なアプローチであるだけでなく、三酸化硫黄や発煙硫酸などの副産物も生成します。
