Planta para la Producción de Ácido Sulfúrico ESIQIE.
jessica120807Práctica o problema16 de Septiembre de 2016
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Nombre de la Planta:
Planta para la Producción de Ácido Sulfúrico ESIQIE
Fecha: 12 de septiembre de 2016
No. De Contrato: 01
- BASES DE DISEÑO
Para una Planta Productora de Ácido Sulfúrico
- Generalidades
- Función de la Planta
La Planta se diseñará para producir Ácido Sulfúrico a partir de Azufre sólido, proveniente de fundidoras.[pic 1]
- Tipo de Proceso
Para obtener una mayor producción de ácido sulfúrico se empleará el método de contacto doble, en el cual el azufre se oxida a dióxido de azufre (SO2), posteriormente el gas se somete a una oxidación catalítica con óxido de vanadio (V2O5) y por medio de absorbedores se obtiene el ácido sulfúrico.
- Capacidad, Rendimiento y Flexibilidad
- Factor de Servicio
Considerando una distribución constante de producto debido a que el ácido sulfúrico es materia prima para otros procesos y también tomando en cuenta que la producción establecida nos será suficiente para llevar a cabo este objetivo, se propone un factor de servicio de 0.9, equivalente a 330 días de operación. Esto con el fin de dar mantenimiento a equipos de uso continuo, como por ejemplo: reactor, absorbedor, tanque de fusión, caldera, etc.
- Capacidad
Teniendo en cuenta el estudio de mercado y así como los probables clientes a distribuir el producto, se establecen las siguientes capacidades de producción:
Capacidad | Producción (Ton/año) |
Diseño | 50,000 |
Normal | 40,000 |
Minima | 22,000 |
- Flexibilidad
La planta de producción tiene la flexibilidad de obtener ácido sulfúrico a diferentes concentraciones, que deben ser establecidas por los clientes, esto con la finalidad de entregar el producto para que se someta a un uso directo.
Esto se puede hacer de las siguientes maneras:
- Modificando la cantidad de agua a usar en el absorbedor para llevar a cabo la reacción.
- Modificando la cantidad de azufre a la entrada del tanque de fusión.
- Previsiones para Ampliaciones Futuras
Tomando en cuenta que la calidad del producto así como la flexibilidad de la planta, se plantea incrementar la producción considerando:
- Dividir las corrientes de SO3 para emplear más absorbedores y así, obtener diferentes cantidades de ácido sulfúrico a distintas concentraciones, como se mencionó anteriormente dichas concentraciones dependen del cliente.
- El terreno donde se pretende hacer la instalación brinda el área suficiente para una posible expansión.
- Especificaciones de la Alimentación
La disposición de la materia prima para la obtención de ácido sulfúrico al 99.5% de concentración se realizará de la siguiente manera:
Material | Cantidad (Mol/h) | %Mol |
Azufre (S) | 71.76 | 10.33 |
Oxígeno (O2) | 131.41 | 18.9 |
Nitrógeno (N2) | 427.1 | 61.45 |
Agua (H2O) | 64.74 | 9.32 |
Total | 695.01 | 100 |
El flujo de alimentación de diseño será de 159,637.28 ton/año.
- Condiciones de la Alimentación en Límites de Batería
- Condiciones en L. B.
Alimentación | Estado físico | Presión (Kgf/cm2) Max/Nor/Min | Temperatura (°C) Max/Nor/Min | Forma de recibo |
Azufre (S) | Líquido | 2/6/7 | 40/80/110 | Tanque |
Oxígeno (O2) | Gas | 2/6/7 | 100/120/150 | Tubería |
Nitrógeno (N2) | Gas | 2/6/7 | 100/120/150 | Tuberia |
Agua (H2O) | Líquido | 1/3/6 | 70/100/120 | Tanque |
- Elementos de Seguridad Existentes para Protección de Líneas de Alimentación y de Producto
Algunos de los componentes de alimentación y de productos son volátiles y su acumulación puede generar enfermedades así como también violaciones contra las leyes ambientales, por lo cual se emplean los siguientes elementos de seguridad:
- Válvulas de estrella en alimentación y líneas de productos para disminución de escape de gases.
- Válvulas de Presión - Vacío
- Válvulas de seguridad
- Discos de ruptura
- Especificación del Producto
1.- Ácido Sulfúrico H2SO4 | 99.90 % de pureza | 0.09 % impurezas | Incoloro |
- Condiciones de los Productos en Límites de Batería
Producto | Estado Físico | Presión (PSIG) Máx./Nor./Min | Temperatura Máx./Nor./Min | Forma de recibo |
Ácido Sulfúrico | Líquido | 9 /6/5 | 35/25/22 | Tubería |
- Agentes Químicos
Naturaleza | Ácido Sulfúrico |
Temperatura °C | 25 |
Presión Kg/cm2 | 6 |
Estado Físico | Líquido |
Forma de recibo | Tubería |
Procedencia | Proceso |
Flujo | 6313.6 Kg/hr |
Naturaleza | Óxido de azufre |
Temperatura °C | 900 |
Presión Kg/cm2 | 7 |
Estado Físico | vapor |
Forma de recibo | tubería |
Procedencia | Proceso |
Flujo | 4271.36 Kg/hr |
Naturaleza | Trióxido de azufre |
Temperatura °C | 900 |
Presión Kg/cm2 | 7 |
Estado Físico | vapor |
Forma de recibo | tubería |
Procedencia | Proceso |
Flujo | 5179.2 Kg/hr |
- Efluentes
- Manejo de Efluentes Líquidos
El procedimiento para retirar impurezas de soluciones líquidas depende de los elementos a eliminar, en este caso los elementos o compuestos más importantes son ácido sulfúrico y los metales pesados provenientes del proceso y agua para calderas. Para este tipo de soluciones, la neutralización con cal sigue siendo el método de tratamiento más aplicado. Esto se debe principalmente a la alta eficiencia en neutralización del ácido y la eliminación de metales pesados disueltos que precipitan en las condiciones alcalinas producidas por la cal, adicionalmente que la cal es muy abundante y por lo tanto de bajo costo comparada con otras alternativas. Todo esto con el objeto de garantizar que el desecho de efluentes líquidos cumplen con las normas oficiales dado que la empresa se encuentra dentro de la zona urbana.
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