Ácido Sulfúrico 2
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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 .................................................................................
