Processo Industrial Inorgânico Ácido Sulfúrico

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Curso Tecnlogo em Processos Qumicos

Aula 06/03

Processos Industriais Inorgnicos5 semestreProf. Fbio C. Caires Contato: fabioc@anchieta.br Processos Industriais Inorgnicos

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CIDO SULFRICO-CaractersticasO cido sulfrico, H2SO4, um cido mineral forte obtido atravs da reao entre enxofre, oxignio e gua. Frmula Qumica: H2SO4 Cor: lmpido e incolor Aparncia: lquido oleoso Ponto de fuso: 10,31C Densidade: 1,8302 g/cm (soluo) Solubilidade: totalmente miscvel em gua Formas:O cido sulfrico pode ser obtido em concentraes diferentes, sendo classificado da seguinte forma: 33,5% : baterias cidas (usado em baterias de chumbo-cido) 62,18%: cido de cmara ou cido fertilizante 77,67%: cido de torre ou cido de Glover 98% : concentrado O excesso de SO3 na obteno do cido sulfrico resulta no H2S2O7, conhecido como cido sulfrico fumegante ou oleum. Processos Industriais Inorgnicos3

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CIDO SULFRICO-CaractersticasO cido sulfrico a substncia com maior produo mundial, sendo o seu consumo per capita relacionado ao ndice de desenvolvimento de um pas. As principais aplicaes esto relacionadas com: - fertilizantes: primeiramente origina o cido fosfrico que ento utilizado na produo de fertilizantes fosfatados e de trifosfato de sdio (detergente).Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 + 10 H2O 5 CaSO4.2H2O +HF + 3 H3PO4(fluorapatita) (sulfato de clcio, fluoreto de hidrognio e cido fosfrico)

- processamento de minrios; - sntese qumica; - processamento de efluentes lquidos; - refino de petrleo.Processos Industriais Inorgnicos

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CIDO SULFRICO- Mercado

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CIDO SULFRICO- Produtores

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CIDO SULFRICO- Produtores

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CIDO SULFRICO- ProdutoresSegue abaixo os pases dos quais o Brasil importa cido Sulfrico:

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CIDO SULFRICO- Obteno

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CIDO SULFRICO- Obteno O cido sulfrico obtido atravs do processo de contato Descoberto em 1831( 40 anos para ser produtivo ) Basicamente, consiste na passagem de uma mistura de Dixido de Enxofre sobre um catalisador, seguida pela absoro do Trixido de Enxofre em cido Sulfrico a 98,5 a 99%.

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CIDO SULFRICO- processo de contato- Transporte do enxofre para a usina; - Fuso do enxofre (quando no recebido fundido) e filtrao para remover traos de cinzas; - Bombeamento e atomizao do enxofre lquido; - Secagem do ar de combusto; - Queima do enxofre; - Recuperao do calor do SO2 gasoso quente e resfriamento do gs; - Purificao do SO2 gasoso por filtrao a quente; - Oxidao do SO2 a SO3 em converses; - Controle de temperatura com transferncia de calor para assegurar elevados rendimentos de SO3; - Absoro de SO3 em cido concentrado, a 98,5 99%; - Resfriamento do cido dos absorvedores; - Bombeamento do cido para o topo das torres de absoro.Processos Industriais Inorgnicos

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CIDO SULFRICO- Processo de Contato

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CIDO SULFRICO- Processo de ContatoAs reaes envolvidas no processo esto apresentadas a seguir O enxofre queimado ao ar, produzindo dixido de enxofre:

Oxidao do dixido de enxofre com o auxlio de um catalisador: Pentxido de Vandio:

S (s) + O2 SO2 (g)

2SO2 + O2 (g) 2SO3 (g)Lavagem do trixido de enxofre com gua ou soluo de cido sulfrico:

SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (l)A dissoluo direta do SO3 em gua no vivel por esta reao ser muito exotrmica, formando-se uma nvoa ao invs de um lquido. Como alternativa, o trixido de enxofre absorvido pelo cido sulfrico, formando o oleum

H2SO4 (l) + SO3 H2S2O7 (l)que reage com a gua formando cido sulfrico concentrado.

H2S2O7 (l) + H2O (l) 2 H2SO4 (l)Processos Industriais Inorgnicos

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CIDO SULFRICO- Processo de ContatoO processo de contato foi gradativamente sendo modificado para usar a dupla absoro, com o intuito de elevar os rendimentos e reduzir as emisses de SO2 no convertidos pelos fumos de enxofre nas chamins;

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CIDO SULFRICOEquipamentos Processo de Contato Conversor a quatro etapas

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CIDO SULFRICO- Equipamentos Processo de Contato Conversor a quatro etapasLEITO CATALTICO (ESTGIO) 1 2 3 4 QUANTIDADE DE CATALISADOR (%) 19,4 25,0 26,7 28,9 CONVERSO TOTAL APROXIMADA (%) 56,0 87,0 99,1 99,7

Distribuio tpica de massa de catalisador para o conversor SO 2/SO3, com a converso aproximada para cada estgio (MCKETTA, 1982)

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CIDO SULFRICO- Equipamentos Processo de Contato

Concentrador de cido Sulfrico

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CIDO SULFRICO- Equipamentos Processo de Contato

Eliminador de nvoa Brink

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CIDO SULFRICO- exerccios1. Um certo tipo de leo cru queimado em usinas geradoras de eletricidade contm cerca de 1,2% de enxofre em massa. Quando o leo queima, o enxofre forma dixido de enxofre gasoso:S (s) + O2 SO2 (g). Calcule: a. Qual a massa de SO2 formado por quilograma de leo queimado b. Que volume este gs ir ocupar quando medido em condies atmosfricas ambiente( 25C e 1 atm)

2.

Em uma planta de produo de cido Sulfrico verificou-se que o Trixido de Enxofre produzido com 93% de Pureza. Supondo que seja necessrio obter uma produo horria de 320 ton de H2SO4 (l), qual deve ser a quantidade de SO3 impuro que dever ser produzida nesta planta.Considere os seguintes dados de uma planta de produo de cido sulfrico pelo mtodo de contato: I. Eficincia do queimador de Enxofre:93% II. Rendimento do Conversor de quatro etapas: 85% Calcule a quantidade de Enxofre Lquido necessrio obteno de uma produo de 720ton/h Prof Fbio

3.

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CIDO SULFRICO- Resoluo

1) S ( s )O2 SO2 1000 g 12 gS a) 32 gS 64 gSO21, 2%

12 gS x

x = 24g de SO2

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