الرئيسية » الموسوعة الكيميائية » عملية التماس لصناعة حمض الكبريتيك Contact process for manufacturing Sulfuric Acid

عملية التماس لصناعة حمض الكبريتيك Contact process for manufacturing Sulfuric Acid

عملية التماس هي الطريقة الحالية لإنتاج حمض الكبريتيك في تركيزات عالية و المطلوب للعمليات الصناعية. في السابق كان البلاتين يستخدم كعامل المساعد لهذا التفاعل ؛ ومع ذلك ، لأنه عرضة للتفاعل مع شوائب الزرنيخ في خام التغذية الكبريت ، فإنه يُفضل الآن أستخدام أكسيد الفاناديوم (V) (V2O5) بدلا منه . تم تسجيل براءة اختراع هذه العملية في عام 1831 من قبل تاجر الخل البريطاني بيريجين فيليبس. بالإضافة إلى كونها عملية أكثر اقتصادا لإنتاج حمض الكبريتيك المركز من عملية غرفة الرصاص السابقة ، فإن عملية التلامس تنتج أيضا أول أكسيد الكبريت و ثاني أكسيد الكبريت.

يمكن تقسيم عملية التماس إلى خمس مراحل:

1 – الجمع بين الكبريت والأكسجين (O2) لتشكيل ثاني أكسيد الكبريت.
2 – تنقية ثاني أكسيد الكبريت في وحدة تنقية .
3 – إضافة المزيد من الأكسجين إلى ثاني أكسيد الكبريت في وجود خامس أكسيد الفاناديوم الحفاز عند 450 درجة سيليزية و 1-2 ضغط جوي .
4 – يضاف ثالث أكسيد الكبريت المتكون إلى حمض الكبريتيك حيث يتكون الإوليوم (حمض ثنائي الكبريتيك)
5 – يضاف الإوليوم إلى الماء لتكوين حمض الكبريتيك المركز جدا.

فمن الضروري تنقية الهواء وثاني أكسيد الكبريت (SO2) لتجنب التسمم بالمحفز (أي إزالة الأنشطة التحفزية). و من ثم يتم غسل الغاز بالماء وتجفيفه بحمض الكبريتيك.و للحفاظ على الطاقة ، يتم تسخين الخليط بواسطة غازات العادم من المحول الحفاز بواسطة المبادلات الحرارية.

يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت و الأكسجين على النحو التالي:

2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g)

وفقًا لمبدأ لو تشاتلييه ، يجب استخدام درجة حرارة منخفضة لدفع الإتزان الكيميائي نحو اليمين ، وبالتالي زيادة نسبة الانتاج. ومع ذلك ، فإن درجة الحرارة المنخفضة جدًا ستخفض معدل الانتاج إلى مستوى غير اقتصادي. و عليه لزيادة معدل التفاعل ، يتم استخدام درجات الحرارة المرتفعة (450 درجة مئوية) ، والضغوط المتوسطة (1-2 ضغط جوي) ، وأكسيد الفاناديوم (V) (V2O5) لضمان تحويل كافٍ (أكبر من 95 ٪). و يعمل الـمحفز فقط على زيادة معدل التفاعل لأنه لا يغير موضع الإتزان الديناميكي الحراري. و تشتمل آلية عمل المحفز على خطوتين:

أكسدة SO2 إلى SO3 بواسطة أيون الفاناديوم الخماسي +V5 .

2SO2 + 4V5+ + 2O2− → 2SO3 + 4V4+

أكسدة +V4 إلى  +V5 :

4V4+ + O2 → 4V5+ + 2O2−

يمرر ثالث أكسيد الكبريت الساخن عبر المبادل الحراري ويتم إذابته في H2SO4 المركز في برج الامتصاص لتشكيل الأوليوم:

H2SO4 (l) + SO3 (g) → H2S2O7 (l)

لاحظ أن إذابة SO3 في الماء غير عملي بسبب الطبيعة الطارد للحرارة العالية للتفاعل فيتشكل البخار أو الضباب الحمضي بدلاً من السائل. يتفاعل الأوليوم مع الماء لتكوين H2SO4 المركز.

H2S2O7 (l) + H2O (l) → 2 H2SO4 (l)

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

ماذا يعني الرمز TC الموجود على الدورق الحجمي و الرمز TD الموجود على الماصة؟

ماذا يعني الرمز TC الموجود على الدورق الحجمي (القياسي) و الرمز TD الموجود على الماصة؟: …

2 تعليقان

  1. طرح ممتاز جداً وشرح واضح ، نتمنى لكم التوفيق دائماً

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.