¿Qué es el método de contacto?

El método de contacto para la producción de ácido sulfúrico es un método que utiliza una catálisis heterogénea, es decir, el catalizador empleado está en una fase de agregación distinta. En concreto, suele utilizarse un catalizador sólido, el pentaóxido de divanadio, V2O5. Este método permite obtener un ácido sulfúrico con una concentración en torno al 98% en peso (es decir, 98 gramos de ácido sulfúrico por cada 100 gramos de disolución; los dos gramos restantes son agua). La producción de trióxido de azufre a partir de la reacción del dióxido de azufre con el oxígeno es una reacción exotérmica y reversible (no se produce de forma completa sino que alcanza un equilibrio químico, en el que sigue habiendo presencia tanto de reactivos como de productos). La reacción se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido, que puede ser platino o pentaóxido de vanadio, V2O5, aunque este último es más habitual porque es menos susceptible de envenenamiento y desgaste que el platino. El H2S2O7(l) sí que puede reaccionar con agua de forma segura en una reacción favorable termodinámicamente, descomponiéndose para producir ácido sulfúrico concentrado del 97 al 99%. La actuación del catalizador es óptima entre 400 y 450ºC. En cuanto a la presión, se mantiene a 1 o 2 atmósfera. La conversión del SO3 en ácido sulfúrico no se puede llevar a cabo por simple reacción del trióxido de azufre con agua. El motivo es que la reacción SO3 + H2O⇒H2SO4 es incontrolable y crea una niebla de ácido sulfúrico y de trióxido de azufre que afecta negativamente al proceso.

El proceso de contacto es un método moderno para la producción comercial de ácido sulfúrico en grandes cantidades. El proceso se lleva a cabo en cuatro pasos: 1. Combustión de Azufre y Minerales Sulfurados En el primer paso, el azufre o minerales que contienen azufre, como la pirita de hierro (FeS2), la blenda de zinc (ZnS), etc., se queman en presencia de aire en exceso para producir dióxido de azufre (SO2). S(s) + O2(g) → SO2(g) Este gas de dióxido de azufre se purifica luego eliminando el polvo y las impurezas de óxido arsénico mediante lavado con agua. 2. Conversión del Dióxido de Azufre en Trióxido de Azufre En este paso, el gas de dióxido de azufre purificado se oxida para formar trióxido de azufre (SO3) en presencia de un catalizador como el pentóxido de vanadio (V2O5) o platino (Pt), bajo alta presión (2 atm) y a una temperatura de aproximadamente 400-450 °C. 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) 3. Conversión del Trióxido de Azufre en Oleum En este paso, el gas de trióxido de azufre producido se absorbe en ácido sulfúrico (H2SO4) para obtener Oleum (H2S2O7). SO3(g) + H2SO4(l) → H2S2O7(l) 4. Dilución del Oleum para obtener Ácido Sulfúrico Finalmente, el Oleum se diluye cuidadosamente con agua para producir ácido sulfúrico con la concentración deseada. H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4(l) Este método tiene la ventaja de producir ácido sulfúrico en una forma concentrada y pura. El gas SO3 producido puede ser fácilmente licuado bajo alta presión y por lo tanto transportado con facilidad.

El método de contacto es el principal método industrial para fabricar ácido sulfúrico. Este proceso incluye principalmente cuatro pasos: tostación a alta temperatura de azufre o mineral de sulfuro para producir dióxido de azufre; el dióxido de azufre y el oxígeno catalizan a alta temperatura para generar trióxido de azufre; Utilice ácido sulfúrico concentrado para absorber el trióxido de azufre y producir dióxido de azufre. óleo; finalmente diluya el oleum con agua para obtener el ácido sulfúrico terminado. La quema de azufre en el aire produce dióxido de azufre gaseoso. Primero se purifica el dióxido de azufre y el aire para eliminar impurezas que podrían afectar el catalizador utilizado en el siguiente proceso. Bajo presión normal y 450 grados Celsius, el dióxido de azufre y el aire pasan a través de un catalizador de pentóxido de vanadio (V2O5) para realizar una reacción de oxidación catalítica para producir trióxido de azufre. En la torre de absorción, el trióxido de azufre se disolverá en ácido sulfúrico al 98% para formar ácido sulfúrico fumante. El pentóxido de vanadio es el catalizador más utilizado porque promueve eficazmente la conversión de dióxido de azufre en trióxido de azufre. Las ventajas del método de contacto incluyen su alta eficiencia, capacidad de producir continuamente y bajo consumo de energía. Sin embargo, este proceso también requiere un alto grado de control técnico, incluida una gestión precisa de la temperatura, la presión y los catalizadores para garantizar el buen progreso de la reacción y la calidad del producto. Con el avance de la ciencia y la tecnología, el proceso del método de contacto también mejora constantemente para aumentar la productividad, reducir costos y reducir el impacto en el medio ambiente.