Контактний спосіб є основним промисловим способом виробництва сірчаної кислоти. Цей процес в основному включає чотири етапи: високотемпературне випалювання сірчаної або сульфідної руди для отримання діоксиду сірки; діоксид сірки та кисень каталізують при високій температурі з утворенням триоксиду сірки; використовувати концентровану сірчану кислоту для поглинання триоксиду сірки для отримання діоксиду сірки. олеум; остаточно розбавляють олеум водою до отримання готової сірчаної кислоти.
Крок перший: приготування діоксиду сірки. Спалювання сірки в повітрі утворює сірчистий газ. Діоксид сірки та повітря спочатку очищаються для видалення домішок, які можуть вплинути на каталізатор, який використовується в наступному процесі.
Крок 2: Каталітичне окислення. За нормального тиску та 450 градусів за Цельсієм діоксид сірки та повітря пропускають через каталізатор із п’ятиокису ванадію (V2O5) для проведення реакції каталітичного окислення з утворенням триоксиду сірки. Ця реакція є оборотною, тому для оптимізації виходу необхідний точний контроль температури та тиску.
Крок 3: Поглинути триоксид сірки. У абсорбційній вежі триоксид сірки розчиняється в 98% сірчаної кислоти, утворюючи димячу сірчану кислоту. Реакція між сірчистим ангідридом і водою дуже бурхлива. Якщо його безпосередньо розчинити у воді, він виділить велику кількість теплової енергії та утворить туман сірчаної кислоти, який перешкоджає процесу розчинення та його важко зібрати. Тому для поглинання SO3 зазвичай використовують 98,3% сірчану кислоту, яку потім розбавляють водою.
Крок 4: Розведіть олеум. Після розведення олеуму відповідною кількістю води утворюється 98% сірчана кислота. Вироблена сірчана кислота буде охолоджуватися та зберігатися. Оскільки розчинність триоксиду сірки в сірчаній кислоті вища, ніж у воді, виробники триоксиду сірки безпосередньо не розчиняють триоксид сірки у воді.
Під час усього процесу контактного методу вибір каталізаторів і контроль умов реакції мають вирішальне значення для виходу та якості сірчаної кислоти. П'ятиокис ванадію є найбільш часто використовуваним каталізатором, оскільки він ефективно сприяє перетворенню діоксиду сірки в триоксид сірки. Крім того, безпека обладнання та операторів протягом усього виробничого процесу також дуже важлива, оскільки сірчана кислота є сильно корозійною.
До переваг контактного методу можна віднести його високу ефективність, можливість безперервного виробництва, низьке енергоспоживання. Однак цей процес також вимагає високого рівня технічного контролю, включаючи точне керування температурою, тиском і каталізаторами для забезпечення плавного перебігу реакції та якості продукту. З розвитком науки і техніки процес контактного методу також постійно вдосконалюється, щоб підвищити продуктивність, зменшити витрати та зменшити вплив на навколишнє середовище.
