Sülfürik Asitin elde edilmesi, elde edilmesi sırasında kullanılan metodlar, hakkında bilgi.
Endüstride sülfürik asit çok kullanılır. Asit elde etmede hangi işlemler kullanılırsa kullanılsın, temel basamaklar aynıdır. İşlemler arasındaki fark sadece bir basamaktan diğerine geçerken uygulanan değişik tekniklerdir. Asıl gerekli olanlar şunlardır:
— Kükürt dioksit gazı kaynağı.
— Kükürt dioksidin kükürt diokside yükseltgenmesini sağlayan düzen.
— Kükürt trioksidin sülfürik asitte eritilerek absorpsiyonunu sağlayan düzen.
Ham Maddeler
Kükürt dioksit her hangi bir kükürtlü bileşiğin yanması ile elde edilebilir. Bileşik ucuzluğuna ve elde ediliş kolaylığına göre seçilir ve memleketten memlekete değişir. Eğer element kükürt, kolay sağlanırsa, bu kükürt dioksit elde etmek için en iyi kaynaktır. Elde edilen gaz oldukça saftır ve daha fazla işleme gitmeden kullanılır. Çok kullanılan başka birleşik pirittir (demir poli sülfür). Fakat bu bileşik içinde bir çok yabancı maddeler vardır ki, filiz kavrulduktan sonra giderilmesi gerekir. Piritin kavrulmasından sonra kalan demir oksit demir kaynağı sayılabilir; fakat pirit bu maç için uygun değildir.
Kükürt dioksit kaynağı olarak anhidrit (kalsiyum sülfat) kullanılması durumunda iki basamaklı yöntemle kükürt dioksit elde edilirken de yan ürün olarak portland çimentosu elde edilir. Kalsiyum sülfat önce kızıl kor halindeki kok (1800°C) tarafından kalsiyum sülfüre indirgenir. Sonra kalsiyum sülfür kalsiyum oksit ve kükürt diokside yükseltgenir. Kalsiyum oksit derhal nötralize edilmelidir, ki bu da kil eklenerek sağlanır ve çimento klinkeri meydana gelir. Bu şekilde elde edilen kükürt dioksit içinde ince toz ve başka yabancı maddeler bulunur. Gaz ikinci işleme geçmeden evvel bu maddelerden kurtarılması gerekir.
Dönüşüm – Yükseltgenme:
Değiştirgeçlerde (konverter) kükürt dioksit havanın oksijeni ile birleşerek kükürt triokside dönüşür. Bu yükseltgenme reaksiyonunun verimi yalnız katalizörler karşısında ekonomik olur. Kullanılan katalizör ne olursa olsun reaksiyonda büyük miktarda ısı çıkar: Bu ısının ortamdan alınması gerekir. Kontak metodunda kükürt dioksit ve hava karışımı ısıtılmış katı katalizör üzerinden geçirilir. Bu metodda en çok kullanılan katalizörler amyant pamuğu içinde ince dağılmış platin ve çeşitli vanadin bileşikleridir. Bu son katalizörlerin imtiyazı çeşitli patentlerle korunur. Vanadin katalizörleri genellikle bir silis türü veya zeolit (Alüminyum silikat) üzerinde tutulur. Katı katalizörler yabancı maddeler tarafından kolayca etkisiz hale sokulduğundan, kükürt dioksit ve hava içinde bulunan toz ve zararlı gazlar dikkatle giderilmelidir.
Kurşun odalar metodunda kurşun astarlı odalar kullanıldığı için bu ad verilmiştir. Azot oksit gazları da katalizör olarak iş görür. Bir sıra reaksiyonda azot monoksit (NO) havanın oksijeni ile birleşerek azot dioksit (NO2) yapar. Bu da derişik sülfürik asitli ortamda kükürt dioksit ve su ile birleşerek nitrozil hidrojen sülfat (HOSO2NO2) meydana getirir. Nitrozil hidrojen sülfat ilave edilen su ile bozularak azot oksitlerini serbest bırakır ve sülfürik asit geriye kalır. Bu işlemlerin ekonomik olması için temel prensip nitrozil hidrojen sülfatın bozulması ile serbest kalan azot oksitlerinin tekrar odaya gönderilerek kazanılmasıdır.
Kurşun odalardan sonra gelen Gay Lussac kulesi azot oksitlerinin, asit içinde nitrozil hidrojen sülfat halinde, odalara dönerek kazanılmasına hizmet eder. Glover kulesinin başlıca fonksiyonu ise kükürt dioksit ve hava karışımını kurşun odaya girmeden evvel soğutmaktır. Bu basamakta da bir miktar sülfürik asit meydana gelir.
Asidi Tekrar Elde Etme
Kurşun odalar metodunda sülfürik asit, kurşun odalarda oluşur. Fakat üretilen asit bazı kullanılış amaçları için yeter derecede derişik olmayabilir. Buna karşılık kontakt metodunda değiştirgeçte (konverter) kükürt trioksit oluşur, bu da su .ile şiddetle birleşerek sülfürik asidi meydana getirir. Bu reaksiyonda çok fazla ısı çıktığı için, asit elde edilmesinde genel olarak, kükürt trioksit derişik sülfürik asit tarafından absorbe edilir, bu da sonradan istenilen miktarda su ile seyreltilir.
Konktakt metodunda elde edilen ürün (%98lik) kurşun odalar metodunda meydana çıkan üründen (%70-80 lik) daha derişiktir. Fakat seyreltik asit ihtiyacı olanlar için bunun zararı yoktur. Küçük fabrikalar kontakt metodunu tercih ederler. Fakat bunlar ancak kuruluş kapasiteleri ile çalışırsa verimli olabilir. Bu konuya ilerde yine değineceğiz.
