Mitä rikkihapon tuotantoon liittyy?

Rikkihapon valmistamiseksi kemikaaleja kuumennetaan rikin sitomisen vetyyn nopeuttamiseksi. Lähes jokaisessa teollistuneessa maassa rikkihappoa käytetään suuren määrän erilaisten tuotteiden ja prosessien mahdollistamiseen. Ennen 1700 -luvun puoliväliä rikkihapon tuotanto rajoittui pieniin määriin muutamassa lasipullossa. Nyt se on maailman laajimmin valmistettu kemikaali. Suurin osa nykyisestä rikkihapon tuotannosta on tehty kosketusprosessilla. Toinen menetelmä, jota käytetään rikkihapon tuottamiseen kondensoimalla jäähdytetyn rikkitrioksidikaasun vesi, on märkäprosessi.

Ennen vuotta 1746 rikkihappoa tuotettiin lasipulloissa ja sitä voitiin valmistaa vain hyvin pieninä määrinä. John Roebuck loi lyijykammion valmistusprosessin rikkihapon tuotantoon, joka voisi tuottaa happoa tonnia. Tämä prosessi mullisti rikkihapon tuotannon ja teki sen saataville laajaan teolliseen käyttöön. Alkuperäinen prosessi, jota käytettiin vasta vuonna 1946, sisälsi rikin ja kaliumnitraatin sytyttämisen lyijykalvolla vuoratussa huoneessa, jossa vesi peitti lattian. Saatu rikkitrioksidi reagoi veden kanssa, jolloin muodostuu rikkihappoa.

Nykyään suurin osa rikkihaposta tuotetaan käyttämällä kosketusprosessia, joka tunnetaan myös nimellä kaksoiskontaktinen kaksoisabsorptioprosessi (DCDA). Tämä prosessi sisältää kiinteän rikkidioksidin polttamisen rikkidioksidikaasun muodostamiseksi. Tämä rikkidioksidikaasu yhdistetään sitten ilmaan ja kuumennetaan noin 450 ° C: n lämpötilaan ja paineistetaan vanadiinioksidikatalyytillä, joka tuottaa rikkitrioksidia. Tätä rikkitrioksidia, jota kutsutaan myös oleumiksi, liuotetaan sitten 232% rikkihappoon, jolloin saadaan rikkihappoa. Rikkihappoon lisätään vettä rikkihapon tuottamiseksi.

Märkä rikkihappoprosessia (WSA) käytetään myös rikkihapon valmistuksessa. Kosketusprosessin tapaan märkäprosessi sisältää rikin tai rikkivetykaasun polttamisen rikkidioksidin tuottamiseksi. Kuten kosketusprosessissa, rikkidioksidi yhdistetään sitten hapen ja vanadiinioksidikatalyytin kanssa rikkitrioksidin tuottamiseksi. Rikkitrioksidi hydratoidaan sitten rikkihapoksi ja kondensoidaan lopulta haluttuun 97-98% pitoisuuteen. Perusero kosketusprosessin ja märkäprosessin välillä on erilainen veden käyttötapa.

Rikkihapon tuotannon kysyntä kasvaa edelleen noin 3% vuosittain, koska se on osa monia teollisia prosesseja. On arvioitu, että rikkihappoa tuotetaan vuosittain 165–200 miljoonaa tonnia. Maataloudessa käytettävät lannoitteet vievät noin 65% tästä määrästä. Sitä käytetään myös monissa muissa prosesseissa, kuten väriaineiden, muovien, räjähteiden ja lääkkeiden valmistuksessa.