Na rysunku przedstawiono schemat jednego z węzłów instalacji do produkcji kwasu siarkowego(VI) i oleum. Wskaż główne procesy zachodzące na tym etapie produkcji.
A. Odpylanie i chłodzenie.
B. Desorpcja i ogrzewanie.
C. Destylacja i ogrzewanie.
D. Absorpcja i chłodzenie.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2018 (arkusz A.06-X-18.01).
Odpowiedź "Absorpcja i chłodzenie" jest poprawna, ponieważ w procesie produkcji kwasu siarkowego (VI) oraz oleum, kluczowym etapem jest absorpcja dwutlenku siarki (SO2) przez kwas siarkowy (H2SO4). Proces ten odbywa się w wieżach absorpcyjnych, gdzie gaz SO2 jest wprowadzany w górę wieży, a ciecz kwasu spływa w dół. Dzięki temu dochodzi do efektywnego przeprowadzenia reakcji chemicznej, w której SO2 rozpuszcza się w kwasie, co prowadzi do powstania kwasu siarkowego. Proces chłodzenia jest niezbędny, ponieważ generowane ciepło podczas absorpcji wymaga odprowadzenia, aby nie wpłynęło negatywnie na efektywność reakcji oraz nie doprowadziło do degradacji produktu. Stosowanie wież absorpcyjnych jest standardową praktyką w przemyśle chemicznym, co pozwala na optymalizację procesu oraz minimalizację emisji gazów. Dobre praktyki obejmują monitorowanie parametrów, takich jak temperatura i ciśnienie, co wspiera kontrolę jakości oraz efektywność procesów technologicznych.
Wybór procesów takich jak destylacja, odpylanie, desorpcja lub ogrzewanie wskazuje na niezrozumienie kluczowych etapów w produkcji kwasu siarkowego (VI). Destylacja to proces wykorzystywany do oddzielania substancji na podstawie różnic w temperaturach wrzenia, co nie jest stosowane na etapie, na którym zachodzi absorpcja SO2. W przypadku odpylania, celem jest usunięcie cząstek stałych z gazów, co nie jest zgodne z przedstawionym schematem, gdyż nie jest to etap produkcji kwasu siarkowego. Desorpcja, będąca procesem odwróconym do absorpcji, również nie ma zastosowania w tym kontekście, ponieważ nie dochodzi do wydobywania gazów z cieczy w tym etapie produkcji. Ogrzewanie, z kolei, jest elementem procesów chemicznych, ale w tym przypadku nie jest kluczowe, gdyż produkcja kwasu siarkowego opiera się na zasadzie absorpcji i chłodzenia. Błędne interpretacje tych procesów mogą wynikać z mylenia ich z innymi etapami chemicznymi lub niezrozumienia rzeczywistego funkcjonowania instalacji. Istotne jest, aby zrozumieć, że każdy z tych procesów ma swoje specyficzne zastosowanie i nie można ich zamieniać ani stosować w niewłaściwych kontekstach, gdyż prowadzi to do nieefektywności i potencjalnych problemów w produkcji.