ácido sulfúrico 2

UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN CURSO DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUMICOS DISCIPLINA: OPERAES UNITRIAS II

RAFAEL FRANZ

RODRIGO MENTGES

PROJETO DA INDSTRIA DE CIDO SULFURICO

TOLEDO

2011

RAFAEL FRANZ

RODRIGO MENTGES

PROJETO DA INDSTRIA DE CIDO SULFURICO

Trabalho acadmico apresentado a

disciplina de Operaes Unitrias II, do

curso de Tecnologia em Processos

Qumicos. Universidade Tecnolgica

Federal do Paran - UTFPR, campus de

Toledo.

Prof: Dra. Gracinda Marina Castelo da

Silva

TOLEDO

2011

2

SUMRIO

RESUMO................................................................................................................... 05

INTRODUO

1 HISTRICO ........................................................................................................... 06

2 OBJETIVO ............................................................................................................. 07

2.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................. 07

2.2 OBJETIVO ESPECIFICO .................................................................................... 07

2.3 JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 08

PROCESSO DE PRODUO

3 Matria Prima ........................................................................................................ 08

3.1 Processo Frasch ................................................................................................. 09

3.2 Processo Claus ................................................................................................... 10

3.3 Processo Outokumpu .......................................................................................... 11

3.4 Mercado .............................................................................................................. 12

3.5 Formas Do cido Sulfrico .............................................................................. 13

3.6 Aplicaes ........................................................................................................... 14

4 CARACTERISTICAS E DESCRIO DO PROCESSO DE FABRICAO ......... 16

4.1 PROPRIEDADES ................................................................................................ 16

4.1.1 Propriedades Dos Estados ............................................................................ 16

4.2 PROCESSO DE CMARA DE CHUMBO ........................................................... 18

4.3 PROCESSO DE CONTATO ................................................................................ 21

4.3.1 Fatores ocorrentes no forno ......................................................................... 35

4.3.2 Conversor de quatro estgios (resfriamento externo) ............................... 37

4.3.2.1 Gerao de Vapor D'gua ............................................................................. 38

4.3.2.2 Resfriamento do cido .................................................................................. 39

4.3.2.3 Regime Produtivo .......................................................................................... 39

4.3.2.4 Tratamento e Descarga de Efluentes ............................................................ 40

4.3.2.5 Controle Operacional ..................................................................................... 41

4.3.3 Operao de Absoro- Influencia ............................................................... 41

3

4.3.4 Impurezas no processo ................................................................................. 43

4.3.5 Efluentes Secundrios ................................................................................... 44

BALANO DE MASSA E ENERGIA:

5 BALANO DE MASSA ........................................................................................ 46

5.1 TRITURADOR E PENEIRA ............................................................................... 46

5.2 FORNALHA ......................................................................................................... 46

5.3 TORRE DE SECAGEM ....................................................................................... 48

5.4 CALDEIRA E FILTRO DE GS QUENTE ........................................................... 49

5.5 CONVERSOR, CALDEIRA,TROCADORES DE CALOR INTERMEDIRIOS,

ECONOMIZADORE TORRE DE ABSORO INTERMEDIRIA ............................ 50

5.6 TORRE DE ABSORO FINAL, TANQUE INTERMEDIRIO E FINAL ............ 54

6 BALANO DE ENERGIA .................................................................................... 55

6.1 BALANO PARA O FORNO .............................................................................. 56

6.2 BALANO PARA OS EQUIPAMENTOS CONECTADOS COM O CONVERSOR 57

6.2.1 Balano para caldeira que segue o forno e antecede a 1 etapa do

conversor ................................................................................................................ 57

6.2.2 Balano para o trocador de calor quente ..................................................... 57

6.2.3 Balano para o trocador de calor frio ........................................................... 58

6.2.4 Economizador que antecede a torre intermediaria de absoro .............. 59

6.2.5 Torre de Absoro Intermediaria ................................................................. 60

6.3 CONVERSOR DE QUATRO ETAPAS ............................................................... 60

6.3.1 Primeira etapa ................................................................................................. 60

6.3.2 Segunda etapa ............................................................................................... 61

6.3.3 Terceira etapa ................................................................................................. 61

6.3.4 Quarta etapa ................................................................................................... 62

6.4 ECONOMIZADOR ............................................................................................... 62

6.5 TORRE DE ABSORO FINAL ........................................................................ 63

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................................... 63

4

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 01: Processo Frasch (09) .......................................................................... 09

FIGURA 02: Processo Claus (09) ............................................................................ 11

FIGURA 03: Produo Mundial de Enxofre............................................................... 12

FIGURA 04: Produo Mundial de cido sulfrico .................................................... 15

FIGURA 05: Composio do vitrolo nitroso ............................................................. 20

FIGURA 06: Fluxograma da fabricao por cmaras de chumbo ............................. 21

FIGURA 07: Pedras de Enxofre (17 e 18) ............................................................... 24

FIGURA 08: Esquema da torre de Secagem ............................................................ 25

FIGURA 09: Conversor de quatro etapas(25) .......................................................... 30

FIGURA 10: Fluxograma de equipamentos .............................................................. 34

FIGURA 11: Fluxograma de equipamentos .............................................................. 35

FIGURA 12: Industria de cido sulfrico (processo de contato) (26) ....................... 45

FIGURA 13: Industria de cido sulfrico (processo de contato) (27) ....................... 45

FIGURA 14: Balano no triturador e peneira ............................................................ 46

FIGURA 15: Balano no forno de enxofre ................................................................ 48

FIGURA 16: Balano na torre de secagem ............................................................... 49

FIGURA 17: Balano na caldeira e filtro quente ....................................................... 50

FIGURA 18: Conversor e equipamentos entre os estagios ...................................... 50

FIGURA 19: Balano no converor e equipamentos entre os estagios ...................... 53

FIGURA 20: Correntes de entrada e sada com conversor ...................................... 53

FIGURA 21: Balano nna torre final e e tanques ...................................................... 54

FIGURA 22: Temperatura das correntes do trocador frio e torre de absoro

intermediria .............................................................................................................. 58

LISTA DE TABELAS

TABELA 01: Aplicaes do cido sulfrico (07) ...................................................... 14

TABELA 02: Balano no forno de enxofre ................................................................ 48

TABELA 03: Quantidade de cada elemento nas correntes referentes ao conversor 52

TABELA 04: Quantidade de cada elemento na torre final de absoro .................. 55

TABELA 05: Quantidade de cada elemento nas correntes referentes a torre final de

absoro e tanques .................................................................................