Producción de ácido sulfúrico

En la producción de ácido sulfúrico por contacto, los gases de cola producen humos blancos al salir por la chimenea. En cambio, cuando la fabricación es por el método de cámaras o de torres, los humos son rojizos. ¿Cuál es la causa en cada caso?

El ácido sulfúrico es ampliamente utilizado por la industria química por su amplia gama de aplicaciones que tiene esto en gran medida en base a sus propiedades higroscópicas y ácidas fuertes. Se emplea como electrolito para la fabricación de baterías a base de plomo, como ácido de decapado de metales, como deshidratante en ciertos procesos y uso principal está en la fabricación de fertilizantes y sales sulfatadas con propiedades específicas en la industria, por ello, resulta de vital importancia su conocer los procesos en los que se puede producir este compuesto, actualmente, los dos más conocidos son el método por contacto y el método de cámaras o torres.

Producción de ácido sulfúrico por contacto

Este método de producción es el más empleado por las industrias dado que permite obtener un ácido sulfúrico de mayor pureza y concentración en comparación con el otro método. En el método por contacto se emplea una catálisis heterogénea, en su mayoría se emplea un catalizador sólido como por ejemplo el pentóxido de divanadio, V2O5, se logra la obtención de ácido sulfúrico con un 98% de pureza.

• Primera etapa. Producción de dióxido de azufre
• Segunda etapa. Producción de trióxido de azufre a partir de SO2
• Tercera etapa. Conversión del SO3 en ácido sulfúrico.

La mayoría de las emisiones de las plantas de contacto se deben al gas de cola de la torre de absorción. El gas contiene principalmente nitrógeno y oxígeno, pero también SO2 sin reaccionar, SO3 no absorbido, niebla de ácido sulfúrico y spray de ácido. Cuando el gas penetra en la atmósfera, las emisiones de SO3 se producen ya que al entrar en contacto con la humedad de la atmósfera el SO3 no absorbido se hidrata a ácido sulfúrico y forma una pluma blanca visible de niebla ácida.

Producción de ácido sulfúrico por el método de cámaras

Este método es menos utilizado que el método de contacto que a su vez es más actual que este, el método de cámaras sólo es capaz de producir un ácido sulfúrico con una concentración de entre el 62 y el 78%.

• Primera etapa. Obtención del dióxido de azufre.
• Segunda etapa. Oxidación de SO2 producido a trióxido de azufre por la acción del aire en presencia de un catalizador en la torre de Glover.
• Tercera etapa. Combinación del trióxido de azufre con el agua para formar el ácido sulfúrico de cámara.
• Cuarta etapa. Regeneración de la mezcla nitrosa en la torre de Gay-Lussac.

Los gases del horno, purificados, entran en la torre de Glover, donde se ponen en contacto con los ácidos que riegan esta torre: acido de cámaras diluido (70%) y ácidos procedentes de las torres de Gay Lussac. Por dilución y elevación de la temperatura, que llega a unos 100 °C se desprenden completamente los nitrosos y se concentra el ácido sulfúrico de unos 78%. Al añadir ácido nítrico al Glover, por su parte superior para compensar las pérdidas de nitrógeno, el ácido es completamente expulsado. Como consecuencia de la elevada concentración en SO2, y óxidos de nitrógeno de los gases del homo que entran en el Glover y su mezcla intensa en dicha torre se producen cantidades importantes de ácido sulfúrico, pero no acaba allí su formación por falta de espacio necesario para oxidación con los Óxido de nitrógeno.

Los gases, al abandonar la torre de Glover tienen una temperatura de 100-110°C completamente opacos como consecuencia de las espesas nieblas de ácido sulfúrico que arrastran consigo. En las cámaras de plomo unidas a la torre de Glover tiene lugar la oxidación del SO2, que con el auxilio del Óxido de nitrógeno se transforma en ácido sulfúrico que se deposita en las paredes frías de la cámara. Pueden existir de tres a seis cámaras en serie, donde los gases pasan por cada una de las cámaras en sucesión. En la parte superior de las cámaras se pulveriza agua, y en tal cantidad que el ácido que se deposita en las paredes y en la cubeta de las cámaras no contenga nitrosos. A la entrada de la primera cámara la temperatura es de 100-110°C al final del sistema, y antes de entrar en las torres de Gay Lussac, la temperatura es de 40-45°C. En las tuberías que enlazan las cámaras entre sí y con las torres se disponen mirillas de observación, que permiten ver el color de los gases. A medida que progresa la formación de ácido sulfúrico los gases son cada vez más claros, y su color se vuelve rojizo y oscuro, porque los óxidos de nitrógeno pueden ser oxidados y convertidos en NO2 o en N2O4 que presentan este característico color.

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