PLANTA DE PRODUCCION DE ACIDO SULFURICO INTRODUCCIONEl cido sulfrico es uno de los qumicos industriales ms importantes. Es de gran significado, la observacin que frecuentemente se hace, es que el per cpita usado de cido sulfrico es un ndice del desarrollo tcnico de una nacin. El cido sulfrico es importante en casi todas las industrias, y es usada ampliamente en la manufactura de fertilizantes superfosfatos, sales sulfatadas, celofn, rayn, detergentes, cido clorhdrico, cido ntrico, tintes, pigmentos, explosivos, refinacin de petrleo, en el almacenaje de bateras, en el tratamiento de agua industrial, y en el blanqueado de minerales.El cido sulfrico fue producido por primera vez aproximadamente en el ao 1,000 de la era cristiana. Por 18 siglos, el cido sulfrico fue preparado por el quemado de salitre con azufre. En el siglo XVIII y XIX, este fue esencialmente producido por una cmara procesadora en la cual el xido de nitrgeno era usado como un catalizador homogneo para la oxidacin del xido de azufre. El producto hecho por este proceso era de baja concentracin, no era lo suficientemente alto para los muchos usos comerciales.Durante la primera mitad del siglo XIX, la cmara procesadora fue gradualmente reemplazada por el proceso de contacto, y ahora el mtodo anterior es considerado obsoleto. En 1915, un efectivo catalizador de vanadio fue desarrollado para el proceso de contacto. Este tipo de catalizador fue empleado en los Estados Unidos. El catalizador de vanadio tiene la ventaja de una resistencia superior a la intoxicacin y de ser relativamente abundante y barata comparado con el platino. Despus de la segunda guerra mundial, el tamao tpico de las plantas que realizaban el proceso de contacto se increment drsticamente alrededor del mundo suministrando un rpido incremento de la demanda de la industria de fertilizantes de fosfatos.En el ao de 1963, se desarrolla el primer proceso de doble absorcin en gran escala. En este proceso, el gas SO2que ha sido parcialmente convertido en SO3por medio del catalizador es refrigerado, pasa a travs del cido sulfrico para remover SO3recalentado, y luego es pasado a travs de una o dos cmaras catalizadores. Por este mtodo, la conversin total puede ser incrementada desde el 98% al 99.5-99.8%, por consiguiente reduciendo la emisin del SO2convertido a la atmsfera.El proceso de contacto ha sido mejorado en todo detalle y es ahora una de las industrias de bajo costo, con un proceso automtico continuo. Todas las nuevas plantas de cido sulfrico usan el proceso de contacto. Las pocas plantas de pequea capacidad emplean la cmara de procesamiento que representan el 5% de las plantas de cido sulfrico.

INFORMACION GENERAL DEL PROCESODIAGRAMA DE FLUJOMateria prima (azufre de pirita)

Fundido de azufre

Quemado del azufre

Enfriamiento del gas

Convertidor (oxidacin exotrmica)

Enfriamiento

Torre de absorcin

Torre de almacenamiento del gas

DESCRIPCION DEL PROCESOLa planta de cido sulfrico descrita en la descripcin del equipo es diseada para producir 98% de cido sulfrico desde el azufre de 99.5% de pureza con una produccin mxima de presin de vapor 17 Kg/Cm2.El azufre es enviado dentro de una tolva medidora de azufre, luego ser fundido por una bobina de vapor, el ndice de fusin ser acelerado por medio de un agitador. El azufre fundido es derramado en los compartimentos de almacenaje de azufre. Dos equipos tipo bombas, sern instalados en el compartimento de almacenaje de azufre del medidor de azufre, uno ser operado y el otro ser parado.La bomba entregar azufre derretido a travs de una lnea elevadora de vapor al azufre quemado. Una presin de vapor de 5 Kg/Cm2 ser usada para calentar la lnea elevadora.El azufre ser rociado en la parte superior de la cmara de combustin de azufre. El aire para la combustin ser proporcionado por una tolva conducida por un motor elctrico. El aire de la tolva pasar a travs de una torre de secado para precalentar el aire y sobre el azufre quemado para proporcionar el oxgeno necesario para producir el gas SO2.El gas caliente deja al azufre quemado pasar directamente a la tolva de desechos calientes, donde este ser enfriado por una temperatura intercambiada con agua de coccin de alta presin para producir vapor saturado. Una porcin posterior de vapor ser utilizada en la alimentacin del calentador de agua. El resto del vapor ser enviado a la planta de cido con una presin lmite de 17 Kg/Cm2. La temperatura del gas SO2 entregada a la caldera ser controlada por medio de una vlvula de ajuste de gas. El gas refrigerado ser pasado a travs de un filtro de gas caliente para generar la oxidacin exotrmica de SO2a SO3en presencia del catalizador de vanadio. El gas convertido entra al intercambiador de calor NX1 donde este intercambiar calor con el gas SO2desde la torre de absorcin NX1, en camino a la conversin.El gas convertido, el cual pasa a travs del intercambiador de calor NX1 ser reingresado al convertidor a una temperatura adecuada para obtener una conversin adicional ptima en el segundo paso. El gas liberado en este segundo paso ser enfriado a una temperatura adecuada en el precalentador de aire antes de entrar a la torre de absorcin NX1. Despus de la primera seccin de absorcin, el gas convertido, SO3 ser absorbido, el gas SO2pasar al intercambiador de calor NX1 y NX2, luego reingresar nuevamente al tercer paso. El gas liberado en el tercer paso ser enfriado y diluido con aire refrigerado desde la torre de secado, antes de entrar al paso final (cuarto paso).El gas convertido desde el cuarto paso del convertidor pasar a travs de un ahorrador el cual enfriar el gas aproximadamente a 180XC, luego tomar lugar en la tubera principal de la torre de absorcin NX2, la temperatura final del gas entrando a la torre de absorcin NX2 ser aproximadamente de 170XC. El calor removido desde el gas por el ahorrador ser usado para precalentar la tolva alimentador de agua antes de que este entre a la tolva de desechos calientes.El gas liberado del ahorrador entrar a la torre de absorcin NX2, donde el SO3, ser absorbido en un 98% del cido circulado, en consecuencia, se incrementar la fuerza del cido circulado.

DESCRIPCION DE LA PLANTACAPACIDAD DE PRODUCCIONUna unidad de quemado de una serie simple de azufre puede producir 30 toneladas de cido sulfrico (98%) por da (capacidad mnima).

MANO DE OBRA REQUERIDACLASIFICACIN DEL TRABAJOPERSONAS/TURNO

Cuarto de control1

Vigilancia1

Analista de laboratorio1

Mantenimiento mecnico (1 jefe, 1 asistente)2

Instrumentos de electricidad (1 jefe, 1 asistente)2

MAQUINARIA Y EQUIPO

ITEMNX DE MQUINAS

Agitador de azufre derretido1

Soplador de aire1

Tolva de desechos calientes1

Precalentador de aire1

Ahorrador2

Secador de aire de cido refrigerado1

Tanque de absorcin del cido refrigerado1

Tanque del producto del cido refrigerado1

Intercambiador de calor NX11

Intercambiador de calor NX21

Filtro de gas caliente1

Bomba de transferencia de azufre derretido2

Bomba de circulacin de cido2

Bomba de circulacin de cido2

Bomba alimentador de agua para la tolva2

Bomba dosificadora de sulfito1

Bomba dosificadora de fosfato1

Convertidor1

Convertidor1

Torre de secado1

Torre de absorcin NX11

Torre de absorcin NX21

Tanque de bombeo de circulacin del cido1

Tanque alimentador de agua1

Tanque dosificador de sulfito1

Tanque dosificador de fosfato1

Tanque principal de agua diluida1

Tanque de azufre derretido1

Quemador de azufre1

Pila de salida de gas1

INSTRUMENTOS Y APARATOS DE CONTROLA. PROTECCION DE LA PLANTA El soplador y las bombas de azufre estn unidos, cuando el soplador pare, la bomba de azufre tambin parar. La bomba de azufre no puede ser reiniciada hasta que el soplador sea primero iniciado. La condicin de alarma de una caldera de un nivel extremadamente bajo, cerrar el soplador con fuerza hacia abajo, y la bomba de azufre se parar.B. INDICADORES DE ALARMA DE LA PLANTA1. Nivel alto del tanque de bombeo del cido.2. Nivel bajo del tanque de bombeo del cido.3. Nivel alto de las tolvas de desechos calientes.4. Nivel bajo de las tolvas de desechos calientes.5. Nivel extremo bajo de las tolvas de desechos calientes.6. Nivel bajo del tanque de agua que alimenta la caldera.7. Nivel extremo bajo del tanque de agua que alimenta la caldera.8. Presin baja entregada por la bomba de agua que alimenta la caldera.9. Bomba de circulacin de cido del motor.

GASTOS GENERALES DE PLANTAA. AGUA REFRIGERADACalidad: Aguas blandas (con pocos minerales)Presin: 3 Kg/Cm2 mnimoCantidad: 1.25-1.35 toneladas mtricas/hora de cido base en temperatura de entrada y salida de aguaB. CALDERA ALIMENTADORA DE AGUACalidad: Preferentemente desmineralizada o tratada adecuadamente para las condiciones de vapor de la caldera de desechos calientesPresin: 4 Kg/Cm2 mnimoCantidad: 0.065 m3/tonelada mtrica de cido/horaC. VAPOR(a)Para el calentador de agua de la caldera.Presin: 1.35 Kg/Cm2.Cantidad: 10 Kg/TM de cido/hora, asumir que la caldera es alimentada con agua a 20XC.(b)Para el medidor de azufre.Presin: 8 Kg/Cm2.Cantidad: 5 Kg/TM de cido/hora.D. ELECTRICIDAD47 KwH/tonelada de cido producidoObservacin: La cantidad total de HP de la planta de cido sulfrico es de 189.75 HP excluyendo aquellos motores parados y los motores intermitentesE. INSTRUMENTOS DE AIREPresin: 7 Kg/Cm2.Tasa de continuidad: 12 m3/hora de aire liberado.F.PRODUCTOS DERIVADOSPresin de la caldera en trabajo: 17 Kg/Cm2.Vapor en bruto desde la caldera: 60 Kg/TM de cido/hora.Vapor saturado por disposicin del cliente, en el lmite de maquinacin:44 Kg/Tm de cido/hora.G.AFLUENTES.(a)Purga de la caldera.Cantidad: 6 Kg/TM de cido/hora.(b)Agua enfriada desde el refrigerador del cido.Cantidad: 1.25-1.40 m3/Tm de cido/hora.Observacin: Estas cantidades de agua pueden ser recuperadas de la torre de refrigeracin la cual puede ser usada nuevamente.(c)Chimenea de gas.Cantidad: 2.16-2.15 Nm3/TM de cido/hora (contiene no ms del 1% de cido quemado).H.MATERIALES REQUERIDOS PARA INICIAR O ARRANCAR(a)Combustible livianoTasa de quemado: 135 Kg/hora mximoCantidad total: 10 TMPresin: 8 Kg/Cm2(b)cido sulfricocantidad: 35 TM/horaConcentracin: 98-99% de cido sulfrico

LOCALIZACION Y AREA DE LA PLANTAA. LOCALIZACION DE LA PLANTALa planta de cido sulfrico podra ser ubicada cerca de un suministro de azufre, con una buena facilidad de transporte para el mercado y en una rea aceptable para el desecho del afluente del gas.B. AREA DE LA PLANTAUn mnimo de 3,000 m2 es requerido para una planta de pequea escala (30 toneladas diarias).

DISTRIBUCION DE PLANTA

A-1 Agitador de azufre derretidoB-1 Soplador de aire.E-1 Caldera de desechos.E-2 Precalentador de aire.E-3 Economizador.E-4 Refrigerador de cido secado con aire.E-5 Refrigerador de cido absorbido.E-6 Refrigerador de cido producido.E-7 Intercambiador de temperatura NX 1E-8 Intercambiador de temperatura NX 2F-1 Filtro de gas caliente.P-1 Bomba de transferencia de azufre derretido.P-2 Bomba de circulacin de cido.P-4 Bomba alimentador de agua para la caldera.P-5 Bomba dosificadora de sulfito.P-6 Bomba dosificadora de fosfato. R-1 Conversor o convertidor.T-1 Torre de secado.T-2 Torre de absorcin NX 1T-3 Torre de absorcin NX 2U-1 Tanque con bomba de circulacin de cido.U-2 Tanque de agua alimentador de caldera.U-3 Tanque dosificador de sulfito.U-4 Tanque dosificador de fosfato.U-5 Tanque principal de disolucin de agua.X-1 Tanque de derretido de azufre.X-2 Quemador de azufre.X-3 Apilados de gas de salida.