Chemische Katalyse im großtechnischen Maßstab

Bei der großtechnischen Herstellung von Schwefelsäure kommt heutzutage Vanadiumpentoxid V₂O₅ als Katalysator zum Einsatz. Diese Illustration zeigt ein stark vereinfachtes Schema des so genannten Einfachkontaktverfahrens. Das aus reinem Schwefel oder aus Metallsulfiden gewonnene Schwefeldioxidgas (SO₂) gelangt (links im Bild) in den Kontaktofen mit den Katalysatorbetten (so genannten Horden). Hier findet die Reaktion von SO₂ und getrocknetem Luftsauerstoff (O₂) zu Schwefeltrioxid (SO₃) statt. Da diese Reaktion unter starker Wärmeentwicklung abläuft, regelt man die Temperaturen mit Hilfe der vor- und nachgeschalteten Wärmetauscher – nahezu alle Verfahrensschritte sind mit Hitzeentwicklung verbunden. Das gewonnene SO₃ wird nun in die Absorptionstürme weitergeleitet, in denen sich Oleum, stark konzentrierte Schwefelsäure, befindet. Sie vermag SO₃ unter Bildung von Pyroschwefelsäure (H₂S₂O₇) aufzunehmen. Durch Zufluss von reinem Wasser wird diese im anschließenden Produktionsschritt zu Schwefelsäure (H₂SO₄) umgewandelt. Der „Umweg” ist notwendig, weil bei einer direkten Umsetzung von Wasser und SO₃ ein Großteil des SO₃ entweichen würde. Die über die Wärmetauscher abgeführte Prozesswärme wird zur Erzeugung von Hochdruckdampf genutzt. Die verbleibenden Restgase gelangen in die Abgasreinigung. Schwefelsäure gehört zu den wichtigsten chemischen Grundstoffen der Industrie.

Erscheint in folgenden Artikeln:

Schwefelsäure; Katalysator (Chemie); Katalyse

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