JultikaUniversity of Oulu repository

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on kuvata maailman tuotetuimman kemikaalin, rikkihapon, yleisimmän valmistusmenetelmän periaatteet. Tarkasteltavana ovat myös rikkihapon merkitys ja käyttö maailmalla. Työssä kuvataan valmistusprosessin vaiheet yksi kerrallaan: Tärkeimmät vaiheet ovat prosessin raaka-aineen (rikkidioksidikaasun) lähde, kaasun esikäsittely, rikkidioksidin katalyyttinen hapettaminen, rikkihapon muodostus rikkitrioksidista sekä hapon varastointi. Lisäksi käydään läpi rikkihapon laatuluokituksia ja yleisimpiä käyttökohteita. Rikkihappo oli maailman ensimmäinen massatuotettu kemikaali. Rikkihapon tärkeys maailmalla ei ole nykypäivään mennessäkään heikentynyt, sillä sitä tuotetaan yhä enemmän kuin muita kemikaaleja. Rikkihapon tuotanto kasvaa yhä, joten sen valmistus vaatiikin mahdollisimman hyvän valmistusmenetelmän. Kontaktimenetelmällä saadaan valmistettua nykytarpeita vastaavaa, väkevää rikkihappoa tehokkaasti. Menetelmä tunnetaan kontaktiprosessina, koska kuumat kaasut tulevat ”kontaktiin” katalyyttipedin kanssa. Käyttäen katalyyttiä hapetusreaktion konversio on lähes 100 %. Nykyaikaisissa happotehtaissa saadaan tuotettua puhdasta, korkealaatuista rikkihappoa edistyneiden rikkidioksidikaasun esikäsittelymenetelmien ansiosta. Vähäinen epäpuhtauksien määrä lisää hapon syövyttävyyttä, joka on otettava huomioon varastoinnissa. Vaihtelevan jähmettymispisteen vuoksi viileissä ilmastoissa rikkihappo on ennen varastointia laimennettava sopivaan konsentraatioon, jottei happo jähmety.

The goal of this Bachelor’s thesis is to describe the most common manufacturing method for the world’s most produced chemical, sulfuric acid. Likewise, sulfuric acid’s significance and usage in the world are examined. The steps for the production process are described one by one: The most important steps include the origin of feedstock (sulfur dioxide gas), preparation of gas, catalytic oxidation of sulfur dioxide, formation of sulfuric acid from sulfur trioxide and acid storage. Also, sulfuric acid’s quality classifications and the most general uses are reviewed. Sulfuric acid was one of the first mass produced chemicals in the world. The importance of sulfuric acid has not diminished to the present day, as it is manufactured more than any other chemical. The production of sulfuric acid is growing constantly, thus it requires the best possible production method. With the contact method, strong acid that meets the present demand can be produced efficiently. The method is known as “contact method”, since hot gases come “in contact” with a catalyst bed. Due to the usage of catalyst, conversion of the oxidation reaction is nearly 100%. Modern acid plants produce clean, high quality sulfuric acid as a result of advanced preparation methods of sulfur dioxide gas. The small amount of impurities in the acid make it more corrosive, which is considered in acid storage. Due to variable freezing points, sulfuric acid must be watered down to a suitable concentration in cold climates, so the acid won’t freeze.