Стадия контактного окисления диоксида серы в триоксид при производстве серной кислоты

Главной стадией всего процесса получения серной кислоты является контактное окисление SO₂ в SO₃. При изменении внешних условий химическое равновесие смешается в сторону той реакции, которая ослабляет внешнее воздействие, то равновесие обратимой реакции: 2SO₂ + O₂ = 2SO₃ + Q. Равновесие сдвигается в сторону образования SO3 при понижении температуры и повышении давления. Повышение давления естественно увеличивает и скорость реакции. Однако повышенное давление в этом процессе применять нерационально, т.к. кроме реагирующих газов пришлось бы сжимать балластный азот, составляющий обычно 80% всей смеси. Без катализатора реакция проходит очень медленно вследствие малой вероятности столкновения трёх молекул. В производстве применены три катализатора: металлическая платина, оксиды железа, пятиоксид ванадия. Процесс катализа слагается из следующих стадий: 1) Диффузия реагирующих компонентов из ядра газового потока к гранулам, а затем в порах контактной массы. 2) Сорбция кислорода катализатором. 3) Сорбция молекул SO₂ с образованием комплекса SO₂*O*катализатор. 4)Перегруппировка электронов с образованием комплекса SO₃*катализатор. 5) Десорбция SO₃. 6) Диффузия SO₃ из пор контактной массы и от поверхности зерен. Рост температуры увеличивает равновесную концентрацию, поэтому в начале процесса увеличивается, а при приближении фактического выхода к равновесному сильнее сказывается влияние падения равновесной концентрации SO₃ и скорость с дальнейшем ростом температуры начинает снижаться. Таким образом, в контактных аппаратах для достижения максимальной скорости процесс следует начинать при возможно более высоких температурах (около 600оС), и заканчивать при 400оС.

Вопрос № 25