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Yorman Zambrano Silva
Estudiante de Ingeniería Química
PRODUCCIÓN INDUSTRIAL
DEL
ÁCIDO SULFÚRICO
Procesos Industriales II
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El producto: Estructura, propiedades, usos y ficha técnica.
Obtención: Descripción general de Técnica y ...
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Proceso: Transporte y almacenamiento.
Producción
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Conclusiones y recomendaciones al ...
EL PRODUCTO: Estructura.
Fórmula Molecular Fórmula Estructural
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EL PRODUCTO: Propiedades.
 El ácido sulfúrico al 99 por ciento es un líquido
incoloro, inodoro, denso y viscoso.
 Es sol...
EL PRODUCTO: Usos.
De todos los productos químicos industriales, el ácido sulfúrico es
probablemente uno de los más import...
EL PRODUCTO: Usos.
EL PRODUCTO: Ficha Técnica.
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Formula Molecular H2SO4
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obtención.
Existen dos tipos principales de obtención del ácido Sulfúric...
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obtención.
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NORACID es una empresa Latinoamericana productora de Ácido
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PLANTA: Factores.
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 El azufre (Principal materia prima) importado se recibe por vía
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Cuadro comparativo de ventajas y desventajas de la Ubicación
Puerto Marítimo cerca La fuente de agua (Po...
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El azufre existe en forma elemental en depósitos subterráneos y se extrae
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Se debe transportar en
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El almacenamiento se realiza en tanques de
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 La segunda etapa es producir dióxido de azufre por la
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 Fundición del azufre elemental.
Este azufre se funde por serpentines de vapor a 140 ° C en
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 Fundición del azufre elemental.
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 Producción de Dióxido de Azufre.
El azufre fundido se bombea a través de unas tuberías
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 Producción de Dióxido de Azufre.
Esta etapa usa catalizador sólido: pentóxido de vanadio, V2O...
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 Producción de Dióxido de Azufre.
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 Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre.
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 Diseño de acero inoxidable 304
 Diámetro del convertidor: 12 m
PROCESO: Producción y CalidadCaracterísticas:
 Parte crítica hecha de SS316L
 El condensado puede ser
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 Alta re...
 Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre.
A la salida de cada empaque el gas se envía a un intercambiador
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Catálisis
La oxidación del SO2 en SO3 por Pentóxido de Vanadio
regeneración del catalizador
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Catálisis
Pero el proceso real es algo más
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 Absorción de SO3 para formar ácido sulfúrico.
El gas se pasar por dos torres de absorción.
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 Absorción de SO3 para formar ácido sulfúrico.
En la segunda torre de absorción los gases fluyen en
contracorriente con e...
 Absorción de SO3 para formar ácido sulfúrico.
PROCESO: Producción y Calidad
Características:
 diámetro Torre aprox.
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Conclusiones y recomendaciones al proceso.
La obtención por Cámaras de Plomo es ya obsoleta.
La obtención por el Método de...
Ética de su Uso
Este producto se ha venido siendo mal usado por las personas
GRACIAS
PRODUCCIÓN INDUSTRIAL
DEL
ÁCIDO SULFÚRICO
Procesos Industriales II
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INDUSTRIA DEL ÁCIDO SULFÚRICO

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Generalidades de la Producción Industrial del Ácido Sulfúrico, citando una empresa productora. NorAcid (R)

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INDUSTRIA DEL ÁCIDO SULFÚRICO

  1. 1. Yorman Zambrano Silva Estudiante de Ingeniería Química PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DEL ÁCIDO SULFÚRICO Procesos Industriales II
  2. 2. CONTENIDO 1 2 3 4 El producto: Estructura, propiedades, usos y ficha técnica. Obtención: Descripción general de Técnica y tecnología de obtención. Planta: Localización, Factores, Layout general y producción. Materias primas: Obtención y ficha técnica.
  3. 3. 5 6 7 Proceso: Transporte y almacenamiento. Producción Calidad Residuos. CONTENIDO PFD. Conclusiones y recomendaciones al proceso. 8 Bibliografía.
  4. 4. EL PRODUCTO: Estructura. Fórmula Molecular Fórmula Estructural i ii
  5. 5. EL PRODUCTO: Propiedades.  El ácido sulfúrico al 99 por ciento es un líquido incoloro, inodoro, denso y viscoso.  Es soluble in todas las proporciones en agua, produciendo una gran cantidad de calor.  Es muy fuerte y corrosivo para la vida de los materiales estructurales
  6. 6. EL PRODUCTO: Usos. De todos los productos químicos industriales, el ácido sulfúrico es probablemente uno de los más importantes por su gran cantidad de usos.
  7. 7. EL PRODUCTO: Usos.
  8. 8. EL PRODUCTO: Ficha Técnica. Á c i d o S u l f ú r i c o Nombre Comercial Ácido Sulfúrico Formula Molecular H2SO4 Número CAS 7704-34-9 Peso Molecular 98.8 g/mol Apariencia Líquido Viscoso Pureza 99.85 % Solubilidad en Agua Total Punto de Fusión 10.5 °C Punto de Ebullición 290 °C Densidad 1960 kg/m3 pH 1.2 (s/n 0.1 N)
  9. 9. OBTENCIÓN: Descripción de Técnica y tecnología de obtención. Existen dos tipos principales de obtención del ácido Sulfúrico 1. Proceso de Contacto. 2. Proceso de Cámaras de plomo
  10. 10. OBTENCIÓN: Descripción de Técnica y tecnología de obtención. Proceso de Cámaras de plomo
  11. 11. PLANTA: Localización. NORACID es una empresa Latinoamericana productora de Ácido Sulfúrico ubicada en el norte de Chile. Se encuentra ubicada cerca a la ciudad de Antofogasta en el parque Industrial de Mejillones, Chile La ubicación es la siguiente:
  12. 12. PLANTA: Localización.
  13. 13. PLANTA: Localización.
  14. 14. PLANTA: Localización.
  15. 15. PLANTA: Localización.
  16. 16. PLANTA: Localización.
  17. 17. PLANTA: Localización.
  18. 18. PLANTA: Localización.
  19. 19. PLANTA: Factores.
  20. 20. PLANTA: Factores. ¿Por qué esta ubicación?  El azufre (Principal materia prima) importado se recibe por vía marítima. Posee un sistema eficiente de descarga y transporte por correas al hangar de almacenamiento.  En el mismo parque industrial está una Termoeléctrica que provee a la Fábrica de la energía eléctrica necesaria para el proceso.  Tiene vías de acceso la parte oriental y occidental de la planta.  Existe una pequeña ciudad muy cerca de la planta.  Una autopista hacia el sur de Chile que es el mercado potencial.
  21. 21. PLANTA: Factores. Cuadro comparativo de ventajas y desventajas de la Ubicación Puerto Marítimo cerca La fuente de agua (Potable) no esta cerca Ciudad Cerca Muy cerca al mar Zona Industrial Aeropuerto está a 50 km Acceso a vías No hay vías de Tren Acceso a Energía Depende de una sola fuente de E Cerca el Mercado Potencial
  22. 22. PLANTA: Layout general. 1.3 Km 1.0 Km A = 1.3 km2
  23. 23. PLANTA: Layout general. 1 2 3 4 5 6
  24. 24. PROCESO: Producción.
  25. 25. PROCESO: Producción.
  26. 26. PLANTA: Producción. Características generales de la Planta Mejillones.  Producción Ácido Sulfúrico: 720.000 ton/año  Consumo de Energía Eléctrica (SING): 145.000 MWh/año  Consumo Azufre: 240.000 ton/año  Eficiencia de Conversión de SO2 de 99.76%
  27. 27. MATERIAS PRIMAS: Obtención y ficha técnica. Azufre elemental. En esta parte se hará mención de las materias primas en general, ya que independientemente de cuales sean éstas, sufren el mismo tratamiento en la parte inicial del proceso. El azufre es la principal materia prima del proceso. Es un elemento químico de color amarillo. Símbolo químico S. Acido Sulfúrico gastado. Esté ácido se le denomina gastado, por que ya ha sufrido un tratamiento preliminar.
  28. 28. MATERIAS PRIMAS: Obtención y ficha técnica. Azufre elemental. En esta parte se hará mención de las materias primas en general, ya que independientemente de cuales sean éstas, sufren el mismo tratamiento en la parte inicial del proceso. El azufre es la principal materia prima del proceso. Es un elemento químico de color amarillo. Símbolo químico S. Acido Sulfúrico gastado. Esté ácido se le denomina gastado, por que ya ha sufrido un tratamiento preliminar.
  29. 29. MATERIAS PRIMAS: Obtención y ficha técnica. El azufre existe en forma elemental en depósitos subterráneos y se extrae mediante un procedimiento especial, conocido como Proceso Frasch Procedimiento:  Se inyecta agua sobrecalentada través del tubo exterior de una sonda formada por tres tubos.  Se inyecta aire comprimido y la mezcla azufre-agua asciende por el tubo intermedio.
  30. 30. MATERIAS PRIMAS: Obtención y ficha técnica. A z u f r e E l e m e n t a l Nombre Comercial Azufre Perfecto Formula Molecular S Número CAS 7704-34-9 Peso Molecular 32.6 g/mol Número Atómico 16 Pureza 99.65 % Humedad 0.30 % Punto de Fusión 119 °C Punto de Ebullición 446.6 °C Densidad 1960 kg/m3 Apariencia Sólido Cristalino
  31. 31. Servicios: MATERIAS PRIMAS: Obtención y ficha técnica. Agua: De dilución, de enfriamiento, de Lavado. Para la Caldera:  Estar libre de residuos sólidos.  Desmineralizada (los residuos minerales pueden con el tiempo crear obstrucción en la tubería).  En algunos casos se utiliza simplemente agua potable. Combustible: Fundición del azufre con una pequeña cantidad de ACPM. Aire: El aire consumido en el horno en donde se quema el azufre.
  32. 32. PROCESO: Transporte y almacenamiento. Se debe transportar en camiones de material SS Inoxidable.
  33. 33. PROCESO: Transporte y almacenamiento. El almacenamiento se realiza en tanques de almacenamiento de material poco oxidable (Alta resistencia a la corrosión). Se usa políeros para concentraciones bajas.
  34. 34. PROCESO: Producción y Calidad  La segunda etapa es producir dióxido de azufre por la combustión de azufre con el oxigeno del aire. El proceso de producción de Ácido Sulfúrico por el método de contacto tiene cuatro etapas principales:  La tercera etapa es la conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre.  La cuarta etapa es la absorción de SO3 para formar ácido sulfúrico.  La primera etapa es el tratamiento de materia prima.
  35. 35. PROCESO: Calidad y Calidad  Fundición del azufre elemental. Este azufre se funde por serpentines de vapor a 140 ° C en tanques de ladrillo forrado El azufre fundido se filtra para eliminar cualquier impureza (generalmente hierro o compuestos orgánicos) Se añade cal para reducir la acidez del azufre fundido, por lo tanto reduciendo su corrosividad
  36. 36. PROCESO: Calidad y Calidad  Fundición del azufre elemental.
  37. 37. PROCESO: Calidad y Calidad  Producción de Dióxido de Azufre. El azufre fundido se bombea a través de unas tuberías precalentadas, y se rocía en un horno que emplea quemadores. Reacciona entonces el S con exceso de aire . Se produce la oxidación del azufre elemental a Dióxido de Azufre:
  38. 38. PROCESO: Calidad y Calidad  Producción de Dióxido de Azufre. Esta etapa usa catalizador sólido: pentóxido de vanadio, V2O5. El gas que sale del quemador posee 8 - 9% de dióxido de v / v de azufre y aproximadamente 830 ° C debido al calor producido por la reacción exotérmica La mezcla de gas de dióxido de azufre/aire se hace pasar a través del filtro de gas caliente, donde se elimina cualquier contaminación por cenizas.
  39. 39. PROCESO: Calidad y Calidad  Producción de Dióxido de Azufre.
  40. 40. PROCESO: Producción y Calidad  Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre. V2O5 La eficiencia de conversión de SO2 será de 99,76% y la concentración de azufre a la atmosfera será menor a 200 ppm El Dióxido de Azufre formado anteriormente con un exceso residual de aire se pasan a una columna empacada en donde se obtendrá el Trióxido de Azufre.
  41. 41. PROCESO: Producción y Calidad  Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre. SO2 + O2 El catalizador utilizado es pentóxido de vanadio (V2O5) y sulfato de potasio dispersado en una base de sílice que forma un soporte poroso.
  42. 42. PROCESO: Producción y Calidad  Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre. SO2 + O2 El catalizador utilizado es pentóxido de vanadio (V2O5) y sulfato de potasio dispersado en una base de sílice que forma un soporte poroso. V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5
  43. 43. PROCESO: Producción y Calidad  Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre. SO2 + O2 El catalizador utilizado es pentóxido de vanadio (V2O5) y sulfato de potasio dispersado en una base de sílice que forma un soporte poroso. V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5
  44. 44. PROCESO: Producción y Calidad  Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre. SO2 + O2 El catalizador utilizado es pentóxido de vanadio (V2O5) y sulfato de potasio dispersado en una base de sílice que forma un soporte poroso. V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5 V2O5
  45. 45. PROCESO: Producción y Calidad  Diseño de acero inoxidable 304  Diámetro del convertidor: 12 m
  46. 46. PROCESO: Producción y CalidadCaracterísticas:  Parte crítica hecha de SS316L  El condensado puede ser drenado.  Alta resistencia a la corrosión en comparación a otro convertidores  Parte de sacrificio fácil de reemplazar (costo y mantenimiento amistoso)
  47. 47.  Conversión de Dióxido de Azufre a Trióxido de Azufre. A la salida de cada empaque el gas se envía a un intercambiador de calor para disminuir la temperatura (± 500 °C) y entre en la siguiente bandeja a la temperatura óptima (400 °C). Se produce en un reactor de lecho empacado de catalizador sólido a través del cual se hace pasar el gas. PROCESO: Producción y Calidad
  48. 48. Catálisis La oxidación del SO2 en SO3 por Pentóxido de Vanadio regeneración del catalizador PROCESO: Producción y Calidad
  49. 49. Catálisis Pero el proceso real es algo más complejo pasando por un complejo de composición [(VO)2O(SO4)4]4-. En este el oxígeno se deposita primero, seguido por el dióxido de azufre PROCESO: Producción y Calidad
  50. 50.  Absorción de SO3 para formar ácido sulfúrico. El gas se pasar por dos torres de absorción. La primera es una torre empacada donde SO3 es absorbido en un flujo contracorriente del 98 - 99% de ácido sulfúrico. La conversión total a partir de azufre en ácido sulfúrico es mayor que 98,5% PROCESO: Producción y Calidad
  51. 51.  Absorción de SO3 para formar ácido sulfúrico. En la segunda torre de absorción los gases fluyen en contracorriente con el agua para llegar a producir ácido sulfúrico concentrado. Cada una de estas torres poseen un eliminador de neblina en la parte superior. PROCESO: Producción y Calidad
  52. 52.  Absorción de SO3 para formar ácido sulfúrico. PROCESO: Producción y Calidad Características:  diámetro Torre aprox. 5,9 m.  Toda la tubería hecha de Sandvik SX.  Temperatura de ácido controlada por la operación de refrigeradores de aire.
  53. 53. Conclusiones y recomendaciones al proceso. La obtención por Cámaras de Plomo es ya obsoleta. La obtención por el Método de Contacto es el usado actualmente con una alta eficiencia. El proceso lleva 2 siglos de desarrollo y se han hecho modificaciones técnicas del proceso.  Agregar una columna de Absorción al proceso.
  54. 54. Ética de su Uso Este producto se ha venido siendo mal usado por las personas
  55. 55. GRACIAS PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DEL ÁCIDO SULFÚRICO Procesos Industriales II

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