Procesos de recuperación de azufre en refinerías

Productos Petrolíferos






Proceso de recuperación del azufre de refinería

Fabricación de 30 t/día de H2 SO4

S.O. Pérez Báez, J.A.Peña Quintana, M.C.Ling Ling y E.M. Santana Díaz
Dpto. Ingeniería de Procesos.
ETSI Industriales de Las Palmas de Gran Canaria



















La refinería en Santa Cruz de Tenerife produce diariamente toneladas de azufre, ydebido al control de emisiones a la atmósfera, se le obliga a extraer el azufre del crudo. Sin embargo, en las Islas Canarias se sigue importando una cantidad apreciable de ácido sulfúrico. La instalación en la isla de Gran Canaria de un proceso de fabricación del sulfúrico a partir de la recuperación del azufre
traería consigo una salida de este ácido y el posible asentamiento
de nuevasindustrias. Proyecto en tal dirección es el que se describe en el presente artículo, constituido por etapas, donde el azufre es fundido en tanque de fusión mediante vapor, pasa al quemador donde el aire deshumidificado provoca la reacción de combustión y forma SO2. Los gases ricos en SO2 son
luego diluidos para mejorar la
adsorción en el convertidor de contacto, del que se detalla su diseño.

1.Introducción

En la actualidad, en las Islas Ca- narias se importa una cantidad apre- ciable de ácido sulfúrico. La Refi- nería en Santa Cruz de Tenerife pro- duce diariamente toneladas de azu- fre, y el control de emisiones a la at- mósfera, le obliga a extraer el azu- fre del crudo; la extracción mínima es de 15 t/día de azufre cristalizado. La instalación de un proceso de fa- bricación de ácidosulfúrico en la is- la de Gran Canaria traería consigo una mayor demanda de este ácido y el posible asentamiento de nuevas industrias, con la posibilidad añadi- da de exportar este producto dado que existe un mercado muy amplio en el exterior. Por otro lado, este ti- po de industria, montada sobre el modelo de planta de cogeneración, permite además la producción de energía eléctrica y aguadestilada. El proyecto consta de tres partes, en este trabajo se detalla el diseño del convertidor de contacto en el ciclo de azufre (Fig. 1). El azufre es fun- dido en el tanque de fusión median- te vapor, pasa al quemador donde el aire deshumidificado provoca la re- acción de combustión y forma SO2.
Los gases ricos en SO2 salen del
quemador a unos 1.000°C y entran
en la caldera de calor residual,don- de ceden calor al agua, para luego ser diluidos de forma que la con-
centración de SO2 sea menor y así mejorar la adsorción en el converti- dor de contacto.


2. Quemador de azufre

En el quemador entran 10 t/día
= 416,7 kg/h (13,02 kmol/h) de
azufre líquido puro a 140°C (413
K), con una composición, según Orden 5 de Mayo 1971. Azufre, Clasificación y Características, de: riqueza99,5% peso (mínimo); aci-
dez total 0,5% peso (máximo); SO2
libre 0,5% peso (máximo); cenizas
0,1% peso y humedad 0,5% peso. La reacción espontánea S + O2 
 SO2 indica que 13,02 kmol/h de
S necesitan 13,02 kmol/h de O2 y
producen 13,02 kmol/h de SO2. Pa-
ra que la combustión sea completa
se necesita un exceso de O2 del
90%, [1], resultando:

13,02 kmol/h · 32 kg/kmol · 1,90 == 791,62 kg O2/h (24,74 kmol/h)

y considerando la relación N2/O2: 77/23, se obtiene: 2650,19 kg N2/h (94,65 kmol/h). La Tabla
I recoge los cálculos del balance de
materia para el quemador.

Los flujos volumétricos de en- trada y salida para el quemador re- sultan 2.665,06 m3N/h y 2.666,78 m3N/h, respectivamente, calcula- dos mediante la ecuación de los gases reales P V = Z n R T. Elfac- tor de compresibilidad Z tiene por expresión:

Z = Z0 + w Z1 entrada de gases al quemador

Z’ = Z + d(i)[Zc - 0,27] salida de gases del quemador

Para obtener Z0, Z1, Z y d(i) es- tablecemos los siguientes pasos:

a) Para el O2, N2 y el SO2 se dis- ponen las constantes críticas [2]: Pc, Tc, Zc y el factor acéntrico w.

b) Se calculan las constantes pseudotrópicas: Pc’, Tc’, Zc’...