20.38 Descreva o processo de contato para a fabricação de
.
Passo 1
O enunciado pede que descrevamos o processo de contato para a fabricação de
. Esse processo envolve basicamente cinco etapas principais: produção de dióxido de enxofre (
), purificação do gás, oxidação catalítica de
a
, absorção de
em ácido sulfúrico para formar oleum e, finalmente, diluição do oleum para obter o ácido sulfúrico comercial.
Passo 2
Produção de
pela queima de enxofre ou torrefação de sulfetos metálicos.
– Queima de enxofre elementar:
– Queima de enxofre elementar:
– Torrefação de pirita (por exemplo
):
Essas reações liberam calor e geram o gás
, que seguirá para purificação.
Passo 3
Purificação do gás
para remover poeira, óxidos de nitrogênio e outros contaminantes que envenenariam o catalisador. As operações incluem:
– Resfriamento do gás e passagem por ciclones ou filtros para retirar partículas sólidas.
– Lavagem em torres com água ou solução alcalina para remover e
.
– Secagem final do gás, garantindo alta pureza antes da oxidação.
– Resfriamento do gás e passagem por ciclones ou filtros para retirar partículas sólidas.
– Lavagem em torres com água ou solução alcalina para remover
– Secagem final do gás, garantindo alta pureza antes da oxidação.
Passo 4
Oxidação catalítica de
a
num conversor com catalisador de pentóxido de vanádio (
). A reação principal é:
Para maximizar o rendimento, mantém-se:
– Temperatura em torno de (compromisso entre cinética e conversão em equilíbrio).
– Pressão ligeiramente elevada.
– Reator em leitos múltiplos, com recirculação dos gases não convertidos para alcançar cerca de de conversão global.
– Temperatura em torno de
– Pressão ligeiramente elevada.
– Reator em leitos múltiplos, com recirculação dos gases não convertidos para alcançar cerca de
Passo 5
Absorção do
produzido em ácido sulfúrico concentrado (
) para formar oleum (ácido pirossulfúrico):
Esse procedimento evita a formação de névoa ao adicionar
diretamente na água, pois a reação é muito exotérmica e forma aerossóis difíceis de controlar.
Passo 6
Diluição do oleum com água para obter o ácido sulfúrico na concentração desejada (geralmente
):
Controla-se cuidadosamente o acréscimo de água para dissipar calor e evitar ebulição violenta.
Resposta
O processo de contato para fabricação de
consiste em:
- Produção de
por queima de enxofre ou torrefação de sulfetos. - Purificação do gás
para remoção de impurezas. - Oxidação catalítica de
a em conversor com . - Absorção de
em concentrado formando oleum ( ). - Diluição do oleum com água para obter o ácido sulfúrico comercial.