Fabricação de Ácido Sulfúrico pelo processo de contato

O ácido sulfúrico pode ser obtido na indústria por dois processos distintos. São eles: câmara de chumbo e processo de contato. O primeiro caiu em desuso devido à sua produção fornecer ácido de no máximo 78% em peso. Assim, a produção do ácido fica por conta, em sua quase totalidade, do procedimento de contato.

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São várias as matérias-primas utilizadas na fabricação do ácido sulfúrico. A escolha dependerá da disponibilidade ou do reaproveitamento de produtos, por exemplo. São elas: enxofre, sulfetos (principalmente o de ferro- pirita), sulfatos, além de resíduos de tratamento diversos com ácido sulfúrico.

As matérias-primas preferencias são, na maioria das vezes, o enxofre e a pirita.

Este post irá expor as etapas da fabricação do ácido sulfúrico pelo processo de contato, utilizando o enxofre como matéria-prima.

PROCESSO DE CONTATO – ÁCIDO SULFÚRICO 

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                                           DIAGRAMA DE BLOCOS DO PROCESSO

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1ª etapa – Fusão do enxofre:

O enxofre é transportado e armazenado no estado líquido.

2ª etapa – Combustão do enxofre e resfriamento do SO_2(g):

S_(l) + O_{2(g) ------->}  SO_2(g)  + Calor

Depois dessa reação, o dióxido de enxofre é resfriado na caldeira (que é uma caldeira de recuperação de calor perdido para a produção de água quente ou vapor saturado – aproveitamento energético) para assim adquirir uma temperatura adequada para o conversor.

3ª etapa – tratamento do gás do queimador:

O SO₂ pode conter impurezas, como CO₂, N₂, O₂. Assim necessita-se de uma filtração para obter somente o SO₂.

4ª etapa - conversão do SO₂:

Nessa etapa o SO₂ é convertido em SO₃ em um conversor a quatro etapas, onde é utilizado o pentóxido de vanádio (V₂O₅) como catalizador da reação.

A reação é reversível e exotérmica.
No conversor, os gases quentes são sucessivamente resfriados e depois de deixarem o conversor, vão para o economizador ou para o trocador de calor. 

5ª etapa – contato ou absorção dupla:

Nesse processo o SO₃ é borbulhado em contracorrente com ácido sulfúrico concentrado (agente mais eficiente na absorção do SO₃), formando o Óleum. 

Em uma torre idêntica à de absorção do SO₃ é realizada a secagem do ar atmosférico utilizado na operação de combustão do enxofre e, também, em alguns casos, como agente resfriador dos gases processados no conversor catalítico. Essa secagem, na presença do ácido sulfúrico, visa impedir a formação de ácidos sulfurosos ou sulfúricos (reação do SO₂ ou SO₃ com a umidade do ar) nas tubulações dos equipamentos.

Processo de Queima de Ácido Sulfúrico da MECS®, disponível em: http://www.dupont.com.br/produtos-e-servicos/consulting-services-process-technologies/meio-ambiente/usos-e-aplicacoes/queima-enxofre.html

Processos de fabricação de ácido sulfúrico - MB CONSULTORES LTDA.

SHREVE, R. Norris – Indústrias de processos químicos, 4ª edição.