Download - Acido_Sul
Procesos Industriales
Acido Sulfúrico
La producción anual de ácido sulfúrico sobrepasa los 90 millones de toneladas anuales.
El 60 % de la producción se utiliza para la producción de fertilizantes.
El sulfúrico es el químico de mayor importancia industrial.
La capacidad de producción de ácido sulfúrico en la Argentina alcanza a 275 mil toneladas/año, distribuidas de la siguiente manera: • ICI Argentina (dos plantas) (44%),• Sulfacid (24%), • Fábrica Militar Río Tercero (FMRT) (16%) • Meranol (16%)
El ácido sulfúrico puro a temperatura ambiente es:
• incoloro• inodoro• denso• oleoso
• Tiene punto de fusión 10 ºC y punto de ebullición 338 ºC, a esta temperatura tiene 98,3 % de pureza.
• Es miscible en agua en todas sus proporciones.
• Puede absorber SO3 en grandes cantidades formando OLEUM, pero se desprende fácilmente de la solución (fumante).• oleum 20: tiene 20% de SO3 disuelto
• Es un fuerte deshidratante, atacan las sustancias orgánicas carbonizandolas.
• El sulfúrico concentrado tiene baja acción ácida, que se potencia con la dilución.
Nombre Porcentaje H2SO4Densidad Específica a 15.6 C
Ácido de bateríaÁcido 50 Be
33.5 1.250
Ácido de fertilizanteÁcido 60 Be
62.2 1.526
Ácido de torreÁcido 66 Be
77.67 1.706
Aceite de vitrioloÁcido concentrado
93.19 1.835
Ácido 95% 95 1.841
Ácido 98% 98 1.844
H2SO4 Monohidrato 100 1.835
Oleum o fumante 20%Ácido 104.5%
104.5-20% SO3 Libre 1.927
Oleum o fumante 40%Ácido 109%
109.0-40% SO3 Libre 1.965
Oleum 65% 114.6-65% SO3 Libre 1.990
PreparaciónPreparación
• Método de las cámaras de Plomo.
• Métodos de las Torres.
• Método de contacto.
Se obtiene a partir de SO2, que se obtiene por:• combustión de azufre • de sulfuros (FeS2, ZnS, PbS, CuFeS2)
S + O2 SO2
4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2
EtapasEtapas
Reacción indirecta entre el SO3 y el H2O
1. Producción de SO2
2. Oxidación a SO3
3. Absorción de SO3 en H2SO4
SO3 + H2SO4 H2S2O7
H2S2O7 + H2O 2 H2SO4
Necesidad de CatalizadoresNecesidad de Catalizadores
SO2 + ½ O2 SO3 ΔH = - 22,7 Kcal
Kp = PSO3 / PSO2 . PO2 1/2
PSO3 / PSO2 = Kp . √ PO2
La reacción se favorece con exceso de aire, baja temperatura y uso de catalizador para mejorar la velocidad
Cámaras de Plomo: • se usa catálisis homogénea con óxidos de nitrógeno formando sulfato ácido de nitrosilo (torre de Glover)
2 HSO4HNO + H2O 2 H2SO4 + NO + NO2
Otros catalizadores: son sólidos (catálisis heterogénea) Pt y V2O5
Método de las Método de las Cámaras de PlomoCámaras de Plomo
SO2 + NO2 NO + SO3
SO3 + H2O H2SO4
Ácido de Glover (78%)
• Los gases remanentes de la torre de Glover pasan a las cámaras para continuar reaccionando.
• En las cámaras se produce sulfúrico de cámaras con 60-63 % de pureza.• Se puede concentrar en cápsulas de plomo hasta 80%.
SO2 + NO2 + H2O NO + H2SO4
• De la última cámara sale gas residual que no contiene SO2 que ingresa a la Torre de Gay Lussac, donde el NO se oxida a NO2.
Torre de Gay Lussac
Gas residual de cámaras: NO, aire y N
H2SO4 78% con HNO3
aire
H2SO4 78% con NO2
a Torre de Glover
Torre de Glover
H2SO4 78% con NO2
SO2
Ácido de GloverC
ámar
as
de p
lom
o
H2O
Ácido de cámaras
Mezcla de gases
Método de las TorresMétodo de las Torres
• Es el método de las cámaras de plomo modificado.• Las torres son angostas y rellenas.• Ingresan gases de reacción y sulfúrico caliente.• La oxidación de los óxidos de nitrógeno ocurre en una torre antes de la torre de Gay Lussac.
Método de ContactoMétodo de Contacto
• Se usa pentóxido de vanadio o Platino como catalizadores.• Se convierte el SO2 en SO3, del que se obtiene ácido sulfúrico por hidratación.
2 SO2 + O2 2 SO3
SO3 + H2O H2SO4
• La mezcla de gases secos que contiene del 7 al 10% de SO2 y de un 11 a 14% de O2, se precalienta antes de pasar a un convertidor de uno o más lechos catalíticos.
• Los rendimientos de conversión del SO2 a SO3 en una planta en funcionamiento normal oscilan entre el 96 y 97%.• El arsénico que viene como impureza contamina el catalizador.• La catálisis ocurre a unos 500 ºC o más.• Los gases de catálisis se enfrían a 100 ºC y se absorben parcialmente en Oleum.• El resto se lava con H2SO4 98%.• Los gases no absorbidos se liberan a la atmósfera.
Jets de ácido precipitan material
particulado
Limpiador de gases
adicional y enfriador
Precipitador electrostático
de polvo y niebla ácida
Tanque de ácido diluido
Torre de secado con ácido concentrado
Convertidor
Depósito de Azufre ISUSADepósito de Azufre ISUSA
Planta ENAMIPlanta ENAMI
ICI Argentina ex Duperial (San Lorenzo – Santa Fe) produce Acido Sulfúrico a partir de Azufre elemental de origen petroquímico
Sulfacid (Fray Luis Beltrán – Santa Fé) produce ácido sulfúrico de calidad industrial como subproducto de la obtención de Zinc.
Meranol SA. (Dock Sud – Bs As) produce Sulfato de Amonio principalmente.