Proceso de produccion de acido sulfurico

Los procesos de contacto son los utilizados actualmente en la industria para la producción de ácido sulfúrico debido a que con ello se obtienen ácidos más puros y concentrados en relación con los obtenidos en el sistema de cámaras de plomo; pero se emplea la utilización de materias primas más puras y de catalizadores más costosos. En este proceso básicamente se utiliza el contacto para produciraire seco que posteriormente reaccionara con azufre para formar dióxido de azufre el cual pasará por un convertidor donde, en presencia de un catalizador, se favorecerá la reacción para transformar el dióxido de azufre en trióxido de azufre y éste último se llevará nuevamente a un contacto con ácido sulfúrico produciendo una mayor concentración del mismo.

Para poder llevar a cabo un proceso decontacto se deben tomar en cuenta las siguientes materias primas, insumos y compuestos químicos requeridos así como a su vez debe conocerse el producto que se obtendrá:
Materia Prima
* Azufre líquido: con una pureza de 99,5% en peso y en cenizas de 100ppm.
* Aire seco: con una presión de 1,3kgf/cm2 y en punto de rocío menor a -40°C.
* Agua líquida: con una presión de 3 a4kgf/cm2.
Insumos
* Vapor: a 18 kgf/cm2, sobrecalentado entre 300 °C y 400 °C.
* Agua desmineralizada: con una presión de 2,5kgf/cm2 y una temperatura de 28 °C.
* Agua de enfriamiento: con una presión de 2,5kgf/cm2 y una temperatura de 32 °C.
* Aire para instrumentos: con una presión de 7 a 9 kgf/cm2, con una temperatura de 28 °C y además con la condición de seco, filtrado y sinaceite.
* Energía eléctrica: 2400 V Para motores con más de 150 Cv, 400 V Para motores con menos de 150 Cv, 220 V Para iluminación.
Compuestos químicos:
* L-3003R (Tratamiento interno para las calderas).
* L-3514 (Secuestrante de oxigeno en agua de alimentación).
* LG3AR (Inhibidor de corrosión para el condensado).
* NaOH (Ajuste de pH).
Productos
* ÁcidoSulfúrico al 98% p/p: Concentración 98 – 99 %, Turbidez 150 N.T.U., Hierro 10 ppm.
* Óleum (H2SO4 + SO3): Concentración 106,9 % H2SO4 en peso (100% H2SO4 + 32% p/p SO3 disuelto), Hierro 42 ppm máx.

Ahora bien, existen dos tipos de contacto; el contacto simple y el doble de los cuales se hablará a continuación:

CONTACTO SIMPLE

Figura X. Diagrama de bloques del proceso de producción deácido sulfúrico a partir del método de contacto simple.

Conversión del Dióxido de Azufre (SO2):
En este equipo se lleva a cabo la oxidación catalítica del dióxido de azufre a trióxido de azufre, en presencia de un catalizador de pentóxido de vanadio (V2O5). La reacción que ocurre es la siguiente:

El catalizador actúa a temperaturas mayores a 400 ºC, en este punto se forma en él una películade líquido que absorbe SO2 y O2. Con el primero, ocurre una reacción redox, donde el catalizador oxida el dióxido de azufre (SO2) a trióxido (SO3), ya que el azufre se oxida de +4 a +6, y el vanadio se reduce de +5 a +3, a partir de la siguiente ecuación:

Mientras que con el O2, el catalizador se regenera por oxidación:

En el convertidor, el gas proveniente del proceso de combustión entrapor la parte superior, pasa por cuatro etapas de oxidación catalítica, las cuales se producen en cuatro lechos y sale por la parte inferior; en estos lechos ocurre lo siguiente:
1er Lecho: los gases penetran por la parte superior del convertidor a una temperatura de entre (400-420) ºC, atraviesan este lecho de catalizador, donde se oxida aproximadamente el 55% del SO2. Como la reacción es bastanteexotérmica, la temperatura de salida de los gases aumenta hasta aproximadamente 600 ºC. Para continuar el proceso hacia el segundo lecho esta temperatura debe disminuirse puesto que el catalizador actúa de manera eficiente en un rango de entre (400 a 600) ºC y si éste último valor es superado se quemaría y no sería útil en la conversión. Para regular la temperatura, los gases que salen del...