REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIN SUPERIOR. I.U.T. DR. FEDERICO RIVERO PALACIO. PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIN DE INGENIERA DE MATERIALES INDUSTRIALESCurso: Profesor:

Diseo y seleccin de refractariosTD # 1: Elaborado por:

Fecha: C.I:

16/05/11

Francesco CamilloObjetivo:

Seleccin de refractarios

Marlin D. Mijares M

16.474.075.

Seleccionar diez (10) refractarios de diferentes especialidades para un tipo de industria, haciendo uso del catalogo de un fabricante.Fabricante: Industria:

Harbison Walker Refractories CO.

Petroqumica (planta de acido sulfrico)

PLANTA DE ACIDO SULFRICO (Petroquimica) El acido sulfrico (H2SO4) es un compuesto qumico muy corrosivo, utilizado en parte de la produccin de fertilizantes La produccin se lleva a cabo mediante el proceso de simple contacto y comprende tres etapas: Oxidacin del azufre (combustin)

El azufre lquido y aire seco se llevan al horno (HB-01), donde se produce la combustin. Oxidacin cataltica del dixido de azufre (conversin de SO2 a SO3)

El gas producido en el horno se lleva al reactor (convertidor A-01). Y en cuatro etapas se produce la reaccin entre el dixido de azufre y el oxigeno. Absorcin de trixido de azufre con acido sulfrico

El gas de solido del reactor, es absorbido con acido sulfrico del 98% en concentracin en las torres.

Elaborado por: Marlin Mijares

Figura 1. Diagrama de la planta de acido sulfrico

Azufre

Ac id o

Aire Agua desionizada Gas

Acido

Oleum

SR-01A: Tanque de azufre HB-01: horno H-02B: Caldera F-09: Sobrecalentador

C-01: Torre de secado C-02 Torre de absorcin C-03: Torre de absorcin intermedia C-04: Torre de leum

SR-16/17/18: Tanque de H2SO4 98% A-01: convertidor SR-19/20: Tanque de leum

Elaborado por: Marlin Mijares

Tabla 1. Seleccin de refractarios para una planta petroqumica de acido sulfricoNombre de refractariosVarnon BF M-VTipo de refractario Clasificacin

HW Crawn M-V Para servicio fuerte

Duro MV Ladrillo Anticido resistente a la abrasin Norma ISO (Silicoaluminoso) 30 a 31

A 23 LI-V

A 30 LI-V

Fabricante Segn la norma

Para servicio pesado

Refractario AislanteASTM C-155 (Grupo 23) COVENIN 1747 Y 1894 ASTM C-155 (Grupo 28) COVENIN 1747 Y 1894

ASTM C-2733 a 34

ASTM C2732 a 33

Cono piromtrico equivalente (P.E.C) Cantidad requerida para 1000 ladrillos estndar de 9 (Kg) Peso volumtrico (Kg/dm3) Porosidad aparente (%) Resistencia a la compresin (kg/cm2) Modulo de rotura en juntas (kg/cm2) (Boding strech, ASTM C-198) Modulo de rotura (kg/cm2) Ensayo de refractariedad (ASTM C-199) No se funde ni sale de las juntas a (C) Ensayos de carga, 25 psi, 90 Aplastamiento a 1350 C (%) Aplastamiento a 1400 C (%) Ensayo de recalentamiento, Cambio lineal permanente a 1230C, % Cambio lineal permanente a 1400C, % Cambio lineal permanente a 1600C, % Solubilidad en acido sulfrico 60 Be, % Conductividad trmica (W/mC) Temperatura media (C) 200 400 600 800 1000 Anlisis qumico aproximado (%) (Base calcinada) Slice (SiO2) Almina (Al2O3) Titania (TiO2) Oxido de hierro (Fe2O3) Cal (CaO) Magnesia (MgO) lcalis (K2O + Na2O)

Harwaco Bond Mortero Mortero hmedo de fraguado al aire Segn su aplicacin y presentacin en el mercado. (COVENIN) 32 a 33

2.20 a 2.30 15 a 18 350 a 500

2.15 a 2.25 15 a 19 250 a 400

2.15 a 2.25 10 a 13 400 a 600

0.70 a 0.76 15 a 25

0.87 a 0.93 20 a 30

140 a 190

60 a 90 80 a 130 65 a 100 90 a 130 7 a 12 7 a 12 1600 0.3 a 1.0 1.5 a 2.5 5h -0.5 a -1.2 < 5.0 0.244 0.279 0.325 0.372 0.418 54.4 41.2 1.4 1.9 0.2 0.2 0.7En horno HB-01 Ducto que une HB01 con H-02B

5h 0.0 a -0.8

24 h -0.4 a +0.4

24 h -0.5 a -1.5

0.291 0.325 0.360 0.395 0.465 54.2 40.7 0.9 1.5 0.4 0.3 2.0En todos los lechos del Convertidor A-01

60.1 35.2 1.5 2.0 0.2 0.2 0.8En horno HB-01 Ducto que une HB-01 con H-02B

66.6 27.0 1.1 2.7 0.2 0.2 2.2En vestbulo de HB-01, F-02, cuerpo cilndrico de la torre C-02 y en Bveda y zona deflectora de TorresC01 y C-03

56.1 38.4 0.8 1.5 0.4 0.4 2.4En lechos I, II, III y IV del Convertidor A-01

44.7 48.5 2.0 1.6 0.2 0.2 2.8Se utiliza para colocar los ladrillos en el Convertidor A-01, el Horno HB-01 y Ducto que va desde HB-01 a H-02B

Se aplica en:

Elaborado por: Marlin Mijares

(Continuacin)

Tabla 1. Seleccin de refractarios para una planta petroqumica de acido sulfricoNombre de refractariosCastolast G RDC 94 EF HW liviano 26 LI HW moldeable liviano extrafuerte LI Moldeable de alta resistencia y bajo hierroASTM C-155.(Grupo 32) COVENIN 1747 Y 1894 (Clase R)

HW Moldeable liviano 22

Clasificacin

Tipo de refractario Fabricante

MonolticoMoldeable de alta pureza para vaciado convencional Monoltico de alta almina (Concreto) (Norma ISO) 1750 2650 8 a 10 2.8 90 a 130 70 a 110 500 a 700 350 a 500 Insignificante 0.0 a -0.2 -0.3 a 0.6 0.1 95.4 0.1 4.1 0.1 0.2 Zona de quemadores; By-pass, Paso de hombre del horno HB-01 Placa porta ferrules de la caldera H-02B Moldeable de 95% AL2O3 Monoltico de alta almina (Concreto) (Norma ISO) 1705 2800 8 a 10 2.84 80 a 120 Moldeable de bajo hierro clase RASTM C-155.(Grupo 30) COVENIN 1747 Y 1894 (Clase P)

Moldeable clase P (ASTM C-401)ASTM C-155.(Grupo 30) COVENIN 1747 Y 1894

Segn la norma

(Clase O) 1200 925 48 1.07 14 a 20 9 a 15 50 a 70 30 a 50 -0.1 a - 0.2 -0.1 a - 0.3 -0.4 a - 1.0

Temperatura mxima de servicio (C) Cantidad requerida para Vaciado (kg/m3) Cantidad aproximada de agua requerida Litros por 100 kg de material seco Peso volumtrico (Kg/dm3) Modulo de rotura (kg/cm2) Despus de secado a 110C Despus de coccin a 815C Resistencia a la compresin (kg/cm2) Despus de secado a 110C Despus de coccin a 815C Cambio lineal permanente (%) Despus de secado a 110C Despus de coccin a 815C Despus de coccin a 1040C Despus de coccin a 1370C Despus de coccin a 1650C Anlisis qumico aproximado (%) (Base calcinada) Slice (SiO2) Almina (Al2O3) Titania (TiO2) Oxido de hierro (Fe2O3) Cal (CaO) Magnesia (MgO) lcalis (K2O + Na2O)

1430 980 55 1.05 12 a 16 8 a 12 50 a 80 25 a 40 0.0 a -0.1 -0.2 a -0.5 +0.5 a +.1.5

1430 1300 29 a 31 1.43 15 a 30 10 a 20 60 a 90 30 a 60 -0.1 -0.1 a -0.4 -1.0 a -2.0

450 a 650 Insignificante 1.0 a -0.2 -0.5 a -1.0 0.3 93.3 0.9 0.1 5.1 0.1 Zona de quemadores; Bypass, Paso de hombre del horno HB-01 Placa porta ferrules de la caldera H-02B

Se aplica en:

36.3 51.6 0.3 0.8 8.6 0.3 2.1 By-pass y Paso de hombre del horno HB-01

43.7 46.8 0.9 1.3 5.7 0.3 By-pass y Paso de hombre del horno HB-01

41.5 37.5 1.7 1.7 15.4 0.3 1.9 By-pass y Paso de hombre del horno HB-01

Elaborado por: Marlin Mijares

Clasificacin y uso de los refractarios seleccionadosVarnon BF M-V: Es un ladrillo silicoaluminoso denso, altamente refractario por el valor de su cono piromtrico equivalente, segn la norma ASTM C-27, para servicio pesado, resistente al desconchamiento y a las escorias. Debido a estas propiedades se utiliza en plantas petroqumicas (Hornos para plastas de Acido sulfrico). Este ladrillo refractario ha sido desarrollado para revestimiento de alto horno, diseado para ser sometido a fuego directo en hornos de atmsfera controlada, en donde el mantiene sus propiedades fsicas. Su densidad y su resistencia en caliente bajo carga desarrollan ms la estabilidad de su volumen y rigidez. El Ladrillo VARNON sobresale por ser resistente a la destruccin por el monxido de carbono o gases reductores y choque trmico. Sus principales aplicaciones son en servicios generales para tanques de vidrio, reformadores; hornos rotatorios, pared y arcos; hornos de forja, caldera, e incineradores. HW Crawn M-V: Es un ladrillo para servicio fuerte, Silico aluminoso, altamente refractario, Segn la norma ASTM C-27 por su contenido de almina que es de 35,2%. Resistente a altas temperaturas, a las escorias, a la corrosin, al desconchamiento, a la desintegracin por monxido de carbono, as como a la erosin en el corazn de los altos hornos. Se utilizan multicapas en el cuerpo cilndrico del horno HB-01 y ducto que conecta a HB-01 con la caldera H-02B. Las aplicaciones primarias de este ladrillo es en hogares de alto horno, tanques de vidrio, paredes de regeneradores, arcos, pavimentacin de la parte inferior y pilas.

Duro MV: Es un ladrillo Silico aluminoso segn la norma ISO, porque su contenido es >10% Al2O3