सल्फ्यूरिक एसिड के लिए संपर्क प्रक्रिया
सल्फ्यूरिक एसिड के लिए संपर्क प्रक्रिया एक बहु-चरण प्रतिक्रिया है जो कच्चे सल्फर से शुरू होती है और केंद्रित एसिड के साथ समाप्त होती है। सिद्धांत रूप में, सल्फर को सल्फ्यूरिक डाइऑक्साइड बनाने के लिए हवा के साथ जलाया जा सकता है, फिर सल्फ्यूरिक एसिड बनाने के लिए पानी के साथ सीधे प्रतिक्रिया की जाती है। यह प्रक्रिया गर्मी का एक बड़ा सौदा बनाता है, रासायनिक रूप से नियंत्रणीय नहीं है, और शायद ही कभी इसका उपयोग किया जाता है। सल्फर ट्राईऑक्साइड बनाने के लिए संपर्क प्रक्रिया सल्फर डाइऑक्साइड का उपयोग करती है, जिसे सल्फर एसिड में अवशोषित कर लिया जाता है जो कि ऑलियम बनाने के लिए होता है, और फिर अंतिम चरण सल्फ्यूरिक एसिड बनाने के लिए पानी के साथ ओलियम प्रतिक्रिया करता है।
सल्फर एक पीला खनिज है जो जमीन में जमा परतों के रूप में पाया जाता है, अक्सर ज्वालामुखी या प्राचीन लावा बेड के पास। सल्फर डाइऑक्साइड, एक सल्फर के एक अणु और दो ऑक्सीजन परमाणुओं को बनाने के लिए सल्फर को पहले हवा के साथ जलाया जाता है। इस प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाली हवा को किसी भी पानी को निकालने के लिए केंद्रित एसिड के माध्यम से बुदबुदाया जाता है, क्योंकि नमी रिएक्टर में सल्फ्यूरिक एसिड बनाती है और अतिरिक्त गर्मी और जंग का कारण बनती है।
रासायनिक प्रक्रिया के डिजाइनर स्टोइकोमीट्रिक मात्रा के करीब मात्रा बनाए रखने के लिए अभिकारकों की मात्रा को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करते हैं। Stoichiometry अतिरिक्त सामग्री के उपयोग के बिना एक अनुकूलित प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए आवश्यक अणुओं के अनुपात की गणना है। उचित अनुपात के पास रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बनाए रखने से लागत कम हो जाएगी और पैदावार में सुधार होगा, अक्सर कम प्रसंस्करण की आवश्यकता वाले शुद्ध उत्पादों के लिए अग्रणी। सल्फ्यूरिक एसिड के लिए संपर्क प्रक्रिया को तापमान को नियंत्रित करने के लिए इस तरह से संचालित किया जाना चाहिए, क्योंकि प्रतिक्रियाओं से बहुत अधिक गर्मी पैदा होती है जो उत्पाद और क्षति उपकरण को प्रभावित कर सकती है।
एक बार जब सल्फर डाइऑक्साइड रिएक्टर से बाहर निकलता है, तो यह सल्फर ट्राईऑक्साइड बनाने के लिए अधिक हवा के साथ एक दूसरी प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है, जो एक अतिरिक्त ऑक्सीजन अणु जोड़ता है। सल्फ्यूरिक एसिड के लिए संपर्क प्रक्रिया पानी के साथ सीधे सल्फर ट्राइऑक्साइड की प्रतिक्रिया कर सकती है, लेकिन यह प्रतिक्रिया बहुत अस्थिर और नियंत्रित करना मुश्किल है। सल्फ्यूरिक एसिड को ट्राईऑक्साइड के अणु के साथ मिलाया जाता है, जो कि ओलियम या फ्यूमिंग सल्फ्यूरिक एसिड बनाता है। ओलियम एक बहुत ही प्रतिक्रियाशील एसिड है जिसमें अतिरिक्त सल्फर अणु होते हैं, लेकिन इसे उचित तापमान बनाए रखते हुए सल्फ्यूरिक एसिड बनाने के लिए नियंत्रित तरीके से पानी के साथ मिलाया जा सकता है।
हवा के साथ प्रत्येक प्रतिक्रिया कदम एक उत्प्रेरक, आमतौर पर वैनेडियम ऑक्साइड की उपस्थिति में किया जाता है। प्रतिक्रिया में धातु उत्प्रेरक का सेवन नहीं किया जाता है, लेकिन इसके बिना आवश्यक तापमान की तुलना में कम तापमान पर प्रतिक्रिया की अनुमति देकर सहायता करता है। ऑक्सीजन सामग्री को भी सावधानी से नियंत्रित किया जाना चाहिए, क्योंकि अतिरिक्त हवा अतिरिक्त एसिड नहीं बनाती है, लेकिन सल्फर डाइऑक्साइड या ट्राइऑक्साइड की मात्रा कम कर देगी क्योंकि अतिरिक्त हवा सल्फर के अणुओं को पतला करती है। सल्फ्यूरिक एसिड के लिए संपर्क प्रक्रिया कम एसिड पैदा करेगी यदि प्रक्रिया में अतिरिक्त ऑक्सीजन की अनुमति है।
सल्फ्यूरिक एसिड को विभिन्न प्रकार की शक्तियों, या सांद्रता में बेचा जाता है, लेकिन सल्फ्यूरिक एसिड के लिए संपर्क प्रक्रिया एक अत्यधिक केंद्रित रूप का उत्पादन करती है। शिपिंग केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड एक पतला रूप की तुलना में अधिक किफायती है, क्योंकि वांछित ताकत बनाने के लिए आवश्यकतानुसार बाद में पानी जोड़ा जा सकता है। केंद्रित एसिड भी पानी को बहुत आसानी से अवशोषित करेगा, इसलिए पानी या बाहर की हवा को कम करने के लिए उत्पादन और शिपिंग के दौरान देखभाल की जानी चाहिए, जो एसिड को पतला करता है और जंग को बढ़ा सकता है।
