Reactores

Reactores catalíticos de lecho fijo
Existen diversos procesos para la producción de acido sulfúrico uno de los primeros pasos es el proceso de oxidación del dióxido de azufre, se hará un análisis delo que interviene en un reactor catalítico para llevar a cabo este proceso, así como las reacciones cinéticas que estén involucradas.
La producción a escala industrial del ácido sulfúrico depende dela oxidación del dióxido de azufre a trióxido en reactores de lecho fijo.
El SO3 es producido en un reactor catalítico, a través del tiempo se han empleado diferentes catalizadores, pero elcatalizador tradicional ha sido el pentóxido de vanadio. La mezcla reaccionante consiste en SO2, O2 y N2, siendo la reacción:
SO2 + ½ O2 → SO3
Calderbank ha indicado que para un catalizador compuesto deV2O5 soportado en silica gel, los datos cinéticos están representados por la siguiente expresión:

Esta puede ser considerada como una cinética del tipo de Hougen y Watson. Las constantes cinéticasestán dadas por:

El catalizador oxida el dióxido de azufre a trióxido, el azufre se oxida de +4 a +6, y el vanadio se reduce de +5 a +3.
V2O5 + 2SO2 → V2O3 + 2SO3
El catalizador se regenerapor oxidación con el aire:
V2O3 + O2 → V2O5
El pentaóxido de vanadio, V2O5, que se suele obtener como un sólido pulverulento de color naranja, es un agente oxidante, y se emplea como catalizador ycomo colorante.

De acuerdo a bibliografías la etapa controlante en lo que respecta a la oxidación del dióxido de azufre es la difusión en la película, al estar en contacto dos gases, ya que no puedetener un comportamiento lineal por lo que la reacción química no puede ser la etapa controlante, así como no puede ser la de difusión en la ceniza ya que el dióxido de azufre está en estado gaseoso yel catalizador no interviene.
La velocidad de reacción está dada por la siguiente ecuación:


Una típica planta de producción de ácido sulfúrico produce entre 1000 y 2400 toneladas de ácido...