Planta productora de acido sulfurico

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Proyecto
Estudio técnico-económico y ambiental de una planta de ácido sulfúrico

Curicó, jueves 17 de Diciembre de 2009

Marco Teórico

El acido sulfúrico es un liquido oleoso e incoloro, el cual tiene gran afinidad por el agua, absorbiéndola del aire y de otras sustancias orgánicas. Al mezclarse con estas desprende una gran cantidad de calor.
Es muy utilizado en lasindustrias química en la elaboración de fertilizantes, explosivos, colorantes, en el refinado del petróleo, en la producción de hierro y acero, secado de papel y pegamentos, entre otros. En el laboratorio se usa como ácido fuerte, agente oxidante, deshidratante y en síntesis orgánica. Corroe metales y tejidos, carboniza a la madera y a otras materias orgánicas, sin embargo es no inflamable.
Laproducción de ácido sulfúrico involucra la generación de SO2, la oxidación de este a SO3, y la hidratación de esta sustancia para la formación de ácido. Existen tres métodos para la producción de acido sulfúrico; por cámaras de plomo, por el método de contacto y el proceso de gas-húmedo, siendo los dos primeros los procesos principales para la producción de acido sulfúrico.
En este trabajotrataremos el caso particular de la producción de acido sulfúrico, sus características y su proceso de fabricación, mediante el método de contacto.

El método de contacto comenzó a utilizarse alrededor de 1900, este se basa en la oxidación del dióxido de azufre a trióxido de azufre, mediante un catalizador.

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En este proceso, una mezcla de gases secos quecontiene desde un 7 a un 10% de SO2 y de un 11 a un 14% de O2, se precalienta y una vez depurada al máximo, pasa a un convertidor de uno o más lechos catalíticos, Muchos productores de ácido sulfúrico utilizan dos catalizadores: primero, uno más resistente aunque menos efectivo, como el óxido de hierro o el óxido de vanadio, que inician la reacción y es donde se forma el SO3, y a continuación,una cantidad menor de platino para terminar el proceso. Básicamente SO2 reacciona con oxigeno en presencia de una sustancia que cataliza la reacción en condiciones apropiadas de temperatura. El reactor convertidor catalítico con enfriamiento intermedio produce la oxidación de SO2 a SO3, según la fórmula:[pic], para que dicha oxidación resulte es necesario la aparición de un catalizador,correspondiente a V2O5, como es nombrado anteriormente; el oxido de Vanadio.
Los rendimientos de conversión del SO2 a SO3 en una planta en funcionamiento normal oscilan entre el 96 y 97%, pues la eficacia inicial del 98% se reduce con el paso del tiempo. Este efecto de reducciones se ve en las plantas donde se utilizan piritas de partida con un alto contenido de arsénico, que no se elimina totalmente yacompaña a los gases que se someten a catálisis, provocando el envenenamiento del catalizador. Por consiguiente, en ocasiones, el rendimiento puede descender hasta alcanzar valores próximos al 95%.
Para la obtención de SO2 se requieren 3 procesos:
a. Tratamiento de polvo: se eliminan las impurezas
b. Lavado de gases: se agrega H2O para eliminar El resto de impurezas quese arrastran.
c. Secado de gases: se aplica H2SO4
En el segundo convertidor, requiere que el flujo se encuentre a una temperatura que varíe entre 500º y 600 °C, por lo tanto el intercambiador de calor obliga al flujo a elevar su temperatura a 650ºC. Los gases procedentes de la catálisis se enfrían a unos 100 °C aproximadamente y atraviesan una torre de óleum, para lograr laabsorción parcial de SO3. Los gases residuales atraviesan una segunda torre, donde el SO3 restante se lava con ácido sulfúrico de 98%. Por último, los gases no absorbidos se descargan a la atmósfera a través de una chimenea. En la caldera de azufre se produce combustión según [pic]. De esto salen cenizas como residuos y por arriba sale N2, O2, SO2 e impurezas
El SO3 producido es puesto en...
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