Diseño de una planta de ácido sulfúrico al 98%

DISEÑO DE UNA PLANTA DE ACIDO SULFURICO AL 98 %

I. BASES DE DISEÑO
A) NOMBRE DEL PRODUCTO:
ÁCIDO SULFÚRICO
♦ Cantidad del Producto:
La planta instalada en Av. Vía Morelos N° 640 y esquina con Tenochtitlán, en la Col. Rustica Xalostoc, Ecatepec, Edo. de México, produce el ácido sulfúrico, por el método de contacto. El diseño de ésta planta fue hecho por alumno de la Escuela Superior deIngeniería Química e Industrias Extractivas, para una capacidad de 60 toneladas al día de ácido sulfúrico al 98%.

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PLANTA DE H2SO4

DISEÑO INDUSTRIAL IV

DISEÑO DE UNA PLANTA DE ACIDO SULFURICO AL 98 % ♦ Calidad del Producto: El ácido sulfúrico es un líquido viscoso, de densidad 1,83 g/ml, transparente e incoloro cuando se encuentra en estado puro, y de color marrón cuando contieneimpurezas. Es un ácido fuerte que, cuando se calienta por encima de 30ºC desprende vapores y por encima de 200ºC emite trióxido de azufre. En frío reacciona con todos los metales y en caliente su reactividad se intensifica. Tiene gran afinidad por el agua y es por esta razón que extrae el agua de las materias orgánicas, carbonizándolas. Por la acción corrosiva sobre los metales, el ácido sulfúricogenera hidrógeno molecular, gas altamente inflamable y explosivo.

TABLA DE PROPIEDADES
NOMBRE QUÍMICO FÓRMULA ESTADO FÍSICO COLOR PUNTO DE INFLAMACIÓN CORROSIÓN Ácido Sulfúrico H 2 SO 4 Líquido Claro, de incoloro a turbio No tiene Altamente corrosivo a casi todos los metales con desprendimiento de hidrógeno. Además de atacar a muchos metales, es un agente fuertemente oxidante y puede causarinflamación en contacto con materiales orgánicos y productos como nitratos y cloratos. Exotérmicamente con el agua. 160 a 332ºC dependiendo de su concentración. Sí. 1.8340 1.8255 10.4900 340 19.7 Soluble en todas proporciones 18.497 -810.418 -690 157 139

REACTIVIDAD REACCIONA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN HIGROSCOPOCIDAD DENSIDAD RELATIVA, 18º/4º DENSIDAD @ 25ºC, G/CM3 PUNTO DE FUSION, ºC PUNTO DEEBULLICION, ºC VISCOSIDAD @ 25ºC, CP SOLUBILIDAD EN AGUA CALOR LATENTE DE FUSION, KJOULES/MOL CALOR DE FORMACION @ 25ºC, KJOULES/MOL ENERGÍA LIBRE DE FORMACION @ 25ºC KJOULES/MOL ENTROPÍA NORMAL @ 25ºC, JOULES/MOL CAPACIDAD CALORÍFICA MOLAR @ 25ºC, JOULES/MOL

DISEÑO INDUSTRIAL IV

DISEÑO DE UNA PLANTA DE ACIDO SULFURICO AL 98 %

TABLA DE ESPECIFICACIONES DEL H 2 SO 4
DESCRIPCION CONCENTRACIÓN:RESIDUO MÁXIMO A 800 °C: HIERRO MÁXIMO (FE): CLORO MÁXIMO (CL): COMP. DE NITRÓGENO MÁX.: ARSÉNICO MÁXIMO: SELENIO MÁXIMO (SE): MANGANESO MÁXIMO (MN): ANHÍDRIDO SULFUROSO MÁX.: COBRE MÁXIMO (CU): % EN PESO 98,5 - 0,5 300 PPM. 0,01 0,003 0,001 0,0001 0,0005 0,0001 0,01 0,0001

♦ Forma, Envase y Transporte en que saldrá de la Planta
El producto se ofrece tanto a granel en camiones cisterna, comoenvasado en recipientes desde 40 a 400 Kgs.

ALGUNOS TIPOS DE ENVASES PARA TRANSPORTAR EL AZUFRE

B)

PROCESO DE OBTENCIÓN:
El proceso de obtención de ácido sulfúrico involucra las siguientes operaciones: ♦ Reacción de combustión del azufre ( S ) con oxigeno ( O 2 ) para la obtención de anhídrido sulfuroso ( SO 2 ). ♦ Limpieza de los gases de salida de la reacción de combustión. ♦Precalentar los gases a la temperatura apropiada para su conversión a trióxido de azufre. ♦ Oxidar cataliticamente el trióxido de azufre
DISEÑO INDUSTRIAL IV

DISEÑO DE UNA PLANTA DE ACIDO SULFURICO AL 98 % ♦ Enfriar los gases convertidos ♦ Absorber el trióxido de azufre en ácido sulfúrico concentrado Sin embargo, para fines prácticos del curso, trabajaremos con una descripción más detallada, quepermite la siguiente clasificación, dicho ordenamiento será útil para establecer e identificar el equipamiento en cada etapa. ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ Obtención de dióxido de azufre ( SO 2 ) Purificación del gas Precalentamiento del gas ( SO 2 ) Oxidación Enfriamiento de los gases Absorción

♦ Obtención del dióxido de azufre
Se puede obtener de la combustión de azufre en hornos rotatorios con abundante entrada...