CATEDRA QUMICA INDUSTRIALUNIDAD 2: Industria Inorgnica de Base: Azufre y Acido SulfricoProf. Dr. Carlos . Zarate IbarraCurso 2011

PERFIL PROFESIONAL Y COMPETENCIAS DE LA CARRERA DE QUMICA INDUSTRIAL (Fuente: Gua Acadmica 2010)El egresado de Qumica Industrial est capacitado para:Evaluar, Modificar, Reproducir y DISEAR mtodos y tcnicas experimentales de anlisis de procesos industrialesRecopilar, Seleccionar, Analizar y Evaluar fuentes de informacin en el mbito de la Qumica para la resolucin de problemasEJERCER EL CONTROL DE LA PRODUCCIN, almacenamiento y distribucin de productos qumicos terminados y semiterminados de la INDUSTRIA QUMICA Y ALIMENTARIAEjercer su profesin con responsabilidad tica y con vocacin de servicioEl egresado de Qumica Industrial tendr como competencia profesional:El anlisis y control de calidad de MATERIAS PRIMAS e insumos nacionales e importados, productos en procesos y manufacturas en industriasEl anlisis y control de calidad en agua, suelo y tratamiento de efluentes industrialesLa evaluacin y el DISEO de PROYECTOS de MONTAJE de laboratorios de anlisis y control de calidadEl monitoreo y evaluacin de parmetros medioambientales y aprovechamiento de subproductos

OBJETIVOSAl trmino de la clase, se espera que los y las estudiantes: Defina Mtodo de las Cmaras, Mtodo de Contacto, leumDescriba los procesos fsicos y qumicos en la obtencin de Azufre y cido SulfricoAnalice los procesos de produccin de Azufre y Acido Sulfrico mediante los Diagramas de FlujoValore la importancia de los fenmenos estudiados en sus aplicaciones profesionalesParticipe activamente en las actividades propuestas

CONTENIDOSUNIDAD 2: INDUSTRIA QUMICA INORGNICA DE BASE2.1. Operaciones en Procesos de Produccin Industrial2.2. Carbn Industrial2.3. Industria de la Cermica2.4. Cementos2.5. Industria del Vidrio2.6. Industria del Fsforo2.7. AZUFRE Y ACIDO SULFRICO. Extraccin y Produccin de Azufre. Mtodos Industriales de obtencin de Acido Sulfrico2.8. Industria del Cloro lcali2.9. Industria del Hierro

AZUFREPropiedades FsicasPropiedades QumicasFUENTESLIBRE: en la NaturalezaCOMBINADO: FeS2 ( )ZnS ( ) CuFeS2 ( )

APLICACIONES DEL AZUFREPRINCIPALMENTE en la fabricacin del ACIDO SULFRICOOTROS USOS:En la fabricacin de pulpa de maderaInsecticidas FungicidasAgentes BlanqueadoresHule vulcanizadoAislantes de Azufre como espumasTratamiento de Plantas y suelosDiluyente de asfalto para pavimentacinPreparacin de Colorantes

APLICACIONES

EXTRACCIN DE AZUFRE: PROCESO FRASH

EXTRACCIN DE AZUFRE:A PARTIR DE GASES COMBUSTIBLESGAS DULCE: Depsitos con bajos niveles de H2SGAS AMARGO: Depsitos con niveles de entre 15 y 20% de H2SMETODO DE OBTENCIN: PROCESO CLAUS

PROCESO CLAUSExtraccin de H2S: Burbujeo sobre 2-aminoetanol. Separar la solucin. CalentarReaccion de H2S: Con aire en proporcin 2:1

ACIDO SULFRICOPropiedades FsicasPropiedades QumicasAPLICACIONES:Produccin de FertilizantesCuero y HojalataEn la refinacin del PtroleoComo agente sulfonante y deshidratanteComo oxidante. Y en el teido de telas

ACIDOS SULFRICOS

ACIDOS SULFURICOSIDENTIFICACIN: Basadas en la densidad absoluta o GRADOS BAUM (B). Se mide a 15CAcido Sulfurico 100% = Monohidratoleums: basados en el porcentaje de SO3

ACIDOS SULFRICOS

PRODUCCIN DE H2SO4FUENTE: PIRITASMETODOS: * METODO DE LAS CMARAS Catlisis Homognea Acidos de 80%METODO DE CONTACTOCatlisis Heterognea Acidos de 98%

METODO DE CONTACTOFASES: 1) OXIDACIN cataltica SO22) HIDRATACIN SO3

La ETAPA 2 CONSTA DE:DEPURACIN de los GasesCATLISISABSROCIN

METODO DE CONTACTOA) DEPURACIN DE LOS GASESTostacin de Piritas genera productos indeseables para el catalizadosPASAR los gases por:CiclonesLavado con lluvia de cido 94-98%Precipitacin de nieblas en electrofiltrosSecado en ColumnasConcentracin adecuada para la catlisis

METODO DE CONTACTOB) CATALISISSntesis muy exotrmica y con disminucin de volumen: SO2 + O2 SO3 + 22,6 kcalDesplazar el equilibrio a la derechacmo?Principalmente manipulando la temperaturaHay baja conversin al aumentar la temperaturaNecesidad de CatalizadoresAnteriormente: Pt sobre amianto; Gel de Slice, Sulfato de MagnesioActualmente: V2O5 sobre kiesselgur (pellets)

METODO DE CONTACTOCATALISIS:Esquema de un Catalizador a) Operacin en regimen ADIABATICOb) CICLO de 4 etapas:1. Temperatura alta2, 3 y 4: Transformacin a temperaturas mas bajas

METODO DE CONTACTOC) ABSORCINSO3 + H2O H2SO4 + 37,3 kcalReaccin lenta y formacin de nieblas diificiles de romperEntonces: Se absorbe el SO3 sobre H2SO4 98% y no hay formacin de nieblasSO3 + H2SO4 H2S2O7(oleum) + H2O H2SO4Para obtener oleum: intercambiar columnas haciendo la absorcin final con acido de 98%SO3 puro se prepara por destilacin del oleumAcido de absorcin concentrado y caliente se mezcla con el de secado y se enfra en refrigerantes tubulares de agua de lluvia

Diagrama de Flujo

METODO DE CONTACTOMECANISMOS DE CATALISIS:

METODO DE LAS CMARASGases sulfurosos entran por la cmara (varias cmaras en serie) + HNO3 vapores nitrosos y vapor de aguaAcido formado se deposita en el fondo de la cmara (60 a 65%)Concentracin=Torre de GloverSe saca el acido cocentrado(78%) previo enfriamientoRecuperacin de gases sulfurosos y nitrosos=Torre de GayRendimiento=98%

METODO DE LAS CMARAS

METODO DE LAS CMARASREACCIONESa) En el CENTRO de la CAMARA:2SO2 + NO + NO2 + O2 + H2O 2NOHSO4A 80

METODO DE LAS CMARAS

METODO DE LAS CMARAS

METODO DE LAS CMARASRESUMIENDO:En las CAMARAS Oxidacin de H2SO3 a H2SO4En el GLOVER enfriamiento de gases, concentracin del acido y desnitrificacin del acido de GayEn el Gay Retencin de vapores nitrosos que salen de las cmaras

METODO DE LAS CMARASDESVENTAJASAcido impuro: Polvo de As2O3, SeO2Implica fuerte movilizacin de PlomoFormacin de vapores NitrososVENTAJA* Escaso uso del Catalizador

EJERCICIOSInvestigar en la bibliografa por que el Mtodo de las cmaras ya no se empleaInvestigar en la Bibliografa los equipos empleados en la fabricacin del Acido sulfrico por el mtodo de contacto, solo citarlos

EJERCICIOS3. Qu costo aproximado tendra una planta productora y una procesadora de acido sulfrico?4. Investiga mas acerca de los leums y explica en qu consiste el Acido Sulfrico fumante

EJERCICIOS5. Elaborar un Diagrama de Flujo propio para la produccin de acido sulfrico por el Mtodo de Contacto

6. Indicar los Fundamentos de todas las reacciones qumicas de los dos mtodos

Muchas gracias por su atencin..