Przygotowanie kwasu siarkowego i jego zastosowanie.

Obecnie kwas siarkowy wytwarzany jest głównie metodami przemysłowymi: kontakt i azotan. Metoda kontaktowa jest bardziej progresywna, a w Rosji jest ona stosowana szerzej niż nitrolowa, czyli wieża.

Produkcja kwasu siarkowego zaczyna się od kalcynowania surowców siarkowych, na przykład pirytów żelaza. W specjalnych piecach pirytowych uzyskuje się tak zwany kalcynowany gaz, który zawiera około 9% ditlenku siarki. Etap ten jest taki sam zarówno dla styków, jak i metod nitrozowych.

Następnie konieczne jest utlenianie powstałego dwutlenku siarki do kwasu siarkowego. Należy jednak uprzednio oczyścić kilka zanieczyszczeń, które zakłócają dalszy proces. Kalcynowany gaz jest czyszczony z pyłów w elektrofiltrach lub w jednostkach cyklonu, a następnie wprowadzany do urządzenia zawierającego stałe ciała stykowe, w którym dwutlenek siarki SO2 jest utleniany do ditlenku siarki SO3.

Ta egzotermiczna reakcja jest odwracalna – wzrost temperatury prowadzi do rozkładu utworzonego bezwodnika siarkowego. Z drugiej strony, gdy temperatura jest obniżona, szybkość reakcji bezpośredniej jest bardzo mała. Dlatego temperatura w aparacie styku utrzymuje się w temperaturze 480 ° C, dostosowując ją do szybkości przepływu mieszaniny gazowej.

Później metoda kontaktowa tworzy kwas siarkowy, gdy bezwodnik siarkowy łączy się z wodą.

Metoda nitrozowa charakteryzuje się tym, że dwutlenek siarki utlenia się tlenkami azotu. Wytwarzanie kwasu siarkowego tą metodą jest wywoływane przez tworzenie się kwasu siarkowego przez oddziaływanie dwutlenku siarki z kalcynowanego gazu wodą. Następnie powstały kwas siarkowy utlenia się kwasem azotowym, co prowadzi do powstania tlenku azotu i kwasu siarkowego.

Ta mieszanina reakcyjna jest dostarczana do specjalnej wieży. Jednocześnie, regulując przepływ gazu osiąga się, że w mieszaninie gazów wchodzących do wieży absorpcyjnej tlenek dwutlenku i tlenku azotu jest zawarty w stosunku 1: 1, który jest konieczny do produkcji bezwodnika kwasu azotowego.

Wreszcie, podczas reakcji kwasu siarkowego i bezwodnika azotowego powstaje NOHSO ₄ – kwas nitrozylowy kwasu siarkowego.

Otrzymany kwas siarkowy wprowadza się do wieży produkcyjnej, gdzie rozkłada się z wodą i uwalnia bezwodnik azotu:

2NOHSO ₄ + H ₂ O = N 2O ₃ + 2H ₂ SO _4,

Które także utlenia kwas siarkowy powstały w wieży.

Tlenek azotu, uwolniony w wyniku reakcji, ponownie powraca do wieży utleniającej i wchodzi w nowy cykl.

Obecnie w Rosji produkcja kwasu siarkowego odbywa się głównie metodą kontaktu. Metoda azotanowa jest rzadko stosowana.

Użycie kwasu siarkowego jest bardzo szerokie i różnorodne.

Większość z nich dotyczy produkcji włókien chemicznych i nawozów mineralnych, jest to konieczne w produkcji narkotyków i barwników. Produkowane są z kwasu siarkowego, etylowe i inne alkohole, detergenty i pestycydy.

Jego rozwiązania stosowane są w przemyśle włókienniczym, spożywczym, nitrowym i wybuchowym. Siarkowy kwas siarkowy służy jako elektrolit do wlewu do akumulatorów ołowiowych, które są szeroko stosowane w transporcie.