Cap 2 Ácido sulfurico

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A matéria prima para produção de ácido sulfúrico pode ser utilizado o 
enxofre elementar, sulfetos metálicos, ou ácido sulfúrico usado. 
Qualquer que seja a matéria prima, o processo pode ser dividido em 3 
etapas fundamentais: geração do SO2, conversão do SO2 a SO3 e absorção 
do SO3 para produzir ácido sulfúrico. 
 
No processo de contato, há quatro etapas básicas: 
 
1) Secagem de ar e fusão de enxofre. 
 
2) Geração de SO2, por queima de enxofre ou ustulação de sulfetos (ex. 
FeS2) 
 
 
3) Conversão de SO2 em SO3 na presença de catalisador e em condições 
termodinâmicas favoráveis. 
 
 
 
4) Absorção de SO3 para produzir H2SO4 pelo contato e formação de 
óleum, H2S2O7. 
 
 
 
O ar deve ser secado antes de entrar no queimador de enxofre (ou 
ustulador) para evitar a formação de H2SO4 gerando corrosão e nevoa 
ácida. 
 
Ar é secado em torres de absorção por desidratação com H2SO4 
concentrado, advindo do processo. 
O ácido é alimentado à torre em contracorrente em relação ao ar, que é 
soprado para cima. 
 
 
 
Enxofre sólido é derretido. 
 
 
 
 
SO2 é gerado pela queima de enxofre fundido: 
 
 
 
 
▸ Conversor em 4 etapas 
▸ Catalisador: 4-9%(g/g) V2O5 /SiO2 
▸ Temperatura ótima: 410-430 ºC 
 
A oxidação de SO2 em SO3 representa uma questão central por motivos 
termodinâmicos e cinéticos. 
 
 
 
Termodinâmica: como é uma combustão, a reação é exotérmica o aumento 
da temperatura desfavorece o equilíbrio (∆H < 0: ↑T: ↓ Keq). 
 
Cinética: por outro lado, temperaturas baixas tornam a reação lenta (↑T: 
↑k). 
 
Há um conflito entre a cinética e a termodinâmica. 
 
Há uma temperatura ótima onde a condição de equilíbrio é muito favorável, 
mas a velocidade de reação é muito pequena. 
Os gases passam inicialmente pelo catalisador e a temperatura aumenta 
adiabaticamente (com redução do volume) na medida em que a reação 
avança. 
A velocidade de reação cresce com a elevação da temperatura, mas diminui 
quando o equilíbrio se aproxima. A reação praticamente cessa quando cerca 
de 70% do SO2, foram convertidos, ou seja, quando a temperatura fica alta 
demais. Por isso o gás, antes de passar para o próximo leito, é resfriado num 
trocador de calor. Dessa forma são obtidos rendimentos e a reação global é 
muito rápida. 
 
A remoção de SO3 provoca a conversão de maior quantidade de SO2 para 
restabelecer o equilíbrio. Esse efeito é usado no processo de absorção dupla 
para aumentar a conversão. 
A conversão do SO2 a SO3 é feita num conversor catalítico, em geral com 
quatro leitos fixos. 
O conversor opera com resfriamento na entrada de cada leito e a 
absorção intermediária normalmente é feita na saída do segundo leito para 
a remoção de SO3 (configuração 2+2). 
 
 
 
 
 
O SO3 é absorvido pelo contato com H2SO4, de acordo com a seguinte 
reação: 
 
 
 
Por hidrólise, o ácido dissulfúrico (óleum) é convertido em ácido sulfúrico: 
 
 
 
SO3 é borbulhado em contracorrente com H2SO4 concentrado numa torre 
de aço com revestimento refratário, recheada de anéis cerâmicos. 
Semelhante à torre de secagem de ar.