Τι είναι η διαδικασία επαφής;

Η διαδικασία επαφής είναι μια χημική διαδικασία που δημιουργεί θειικό οξύ για βιομηχανικούς σκοπούς όπως σε χρώματα, απορρυπαντικά, λιπάσματα και πλαστικά προϊόντα. Η μέθοδος αποδόθηκε σε μεγάλο βαθμό σε έναν Βρετανό έμπορο ονόματι Peregrine Phillips, ο οποίος κατοχύρωσε τη διαδικασία το έτος 1831. Έκτοτε, η διαδικασία επαφής χρησιμοποιείται παγκοσμίως για την παραγωγή θειικού οξέος.

Πριν γίνει ευρέως διαδεδομένη η διαδικασία επαφής, η κύρια μέθοδος για τη δημιουργία θειικού οξέος ήταν η διαδικασία του θαλάμου μολύβδου, αλλά διαπιστώθηκε ότι η προηγούμενη διεργασία ήταν πιο αποτελεσματική και λιγότερο δαπανηρή. Οι βιομηχανίες το προτίμησαν επίσης από τη διαδικασία του θαλάμου μολύβδου επειδή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή άλλων χημικών ενώσεων όπως το ελαίο και το τριοξείδιο του θείου. Η διαδικασία επαφής έχει γενικά τρία στάδια, τη δημιουργία του διοξειδίου του θείου, στη συνέχεια τη μετατροπή του σε τριοξείδιο του θείου και στη συνέχεια τη μετατροπή του σε θειικό οξύ.

Το πρώτο βήμα για τη δημιουργία διοξειδίου του θείου περιλαμβάνει δύο πιθανές μεθόδους που χρησιμοποιούν τον αέρα για να παρέχουν το οξυγόνο στην ένωση του θείου. Η πρώτη μέθοδος είναι να κάψετε λίγο λιωμένο θείο που μπορεί να αναμειχθεί με τον αέρα καθώς καίγεται, με αποτέλεσμα διοξείδιο του θείου. Η δεύτερη μέθοδος είναι η θέρμανση υλικών που έχουν θείο, όπως οι σιδηροπυρίτες. Το εξατμιζόμενο θείο θα αναμιχθεί στη συνέχεια με τον οξυγονωμένο αέρα και θα μετατραπεί σε διοξείδιο του θείου.

Το παραγόμενο διοξείδιο του θείου μπορεί να περιέχει κάποιες ακαθαρσίες, επομένως θα πρέπει να υποβληθεί σε μια διαδικασία καθαρισμού, η οποία περιλαμβάνει πρώτα έναν θάλαμο σκόνης για την εξάλειψη όλων των σωματιδίων σκόνης στην ένωση. Το δεύτερο βήμα είναι ο πύργος πλυσίματος, όπου το διοξείδιο του θείου ψεκάζεται με νερό για να ξεπλυθούν οι διαλυτοί ρύποι. Η ένωση περνά μέσα από έναν πύργο ξήρανσης για να την αφυδατώσει για περαιτέρω καθαρισμό και περνά μέσα από ένα δοκιμαστικό κουτί για να αφαιρέσει το οξείδιο του αρσενικού. Μόλις το διοξείδιο του θείου καθαριστεί πλήρως, μπορεί να μετατραπεί σε τριοξείδιο του θείου.

Για τη μετατροπή του διοξειδίου του θείου σε τριοξείδιο του θείου, η διαδικασία επαφής χρησιμοποιεί συνήθως μια ένωση που ονομάζεται οξείδιο του βαναδίου που περιέχεται σε αρκετούς σωλήνες υψηλής πίεσης. Οι σωλήνες θερμαίνονται στους 842°F (περίπου 450°C) για να κάνουν το οξυγόνο από το οξείδιο του βαναδίου να ανέβει στον αέρα. Μόλις το διοξείδιο του θείου τοποθετηθεί μέσα στους σωλήνες, αντιδρά με τον οξυγονωμένο αέρα και γίνεται τριοξείδιο του θείου. Στην ιδανική περίπτωση, πάνω από το 95% του διοξειδίου του θείου θα πρέπει να μετατραπεί σε τριοξείδιο του θείου και το μη μετατρεπόμενο διοξείδιο του θείου αφαιρείται.

Στο τελικό στάδιο της διαδικασίας επαφής, το πυκνό θειικό οξύ χρησιμοποιείται για τη διάλυση του τριοξειδίου του θείου, παράγοντας το ελαίο. Στη συνέχεια, το ελαιόλαδο αντιδρά με το νερό και, τέλος, παράγεται θειικό οξύ σε υγρή μορφή. Το παραγόμενο θειικό οξύ είναι 30 έως 50 τοις εκατό περισσότερο από το συμπυκνωμένο θειικό οξύ που χρησιμοποιείται στο τελικό στάδιο της διαδικασίας επαφής.