PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I ÁCIDO SULFÚRICO.

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<ul><li> Slide 1 </li> <li> PROCESSOS QUMICOS INDUSTRIAIS I CIDO SULFRICO </li> <li> Slide 2 </li> <li> ENXOFRE uma das matrias-primas bsicas mais importantes da indstria qumica. uma das matrias-primas bsicas mais importantes da indstria qumica. Existe na natureza em forma livre e combinado em minrios, como a pirita (FeS 2 ). Constituinte do petrleo e do gs natural (na forma de H 2 S).Existe na natureza em forma livre e combinado em minrios, como a pirita (FeS 2 ). Constituinte do petrleo e do gs natural (na forma de H 2 S). Principal aplicao: fabricao de cido sulfrico, matria-prima bsica para muitas indstrias qumicas.Principal aplicao: fabricao de cido sulfrico, matria-prima bsica para muitas indstrias qumicas. </li> <li> Slide 3 </li> <li> ENXOFRE O enxofre j era conhecido dos alquimistas (amarelo-mstico).O enxofre j era conhecido dos alquimistas (amarelo-mstico). Em ritos pagos antigos, era queimado para espantar os maus espritos.Em ritos pagos antigos, era queimado para espantar os maus espritos. Os fumos eram usados para alvejar tecidos e palha.Os fumos eram usados para alvejar tecidos e palha. O enxofre pode ser obtido, tambm, de rochas sulfurosas calcita contendo enxofre. Nesses depsitos naturais, extrado de forma semelhante ao petrleo, injetando-se ar quente comprimido e gua quente para fundir o enxofre.O enxofre pode ser obtido, tambm, de rochas sulfurosas calcita contendo enxofre. Nesses depsitos naturais, extrado de forma semelhante ao petrleo, injetando-se ar quente comprimido e gua quente para fundir o enxofre. </li> <li> Slide 4 </li> <li> EXTRAO DE ENXOFRE </li> <li> Slide 5 </li> <li> ENXOFRE O enxofre pode ser separado do sulfeto de hidrognio obtido na purificao do gs natural ou do gs de coqueria e nas refinarias de petrleo.O enxofre pode ser separado do sulfeto de hidrognio obtido na purificao do gs natural ou do gs de coqueria e nas refinarias de petrleo. O processo Claus para recuperao de enxofre baseado em duas reaes:O processo Claus para recuperao de enxofre baseado em duas reaes: H 2 S + 3/2 O 2 SO 2 + H 2 O SO 2 + H 2 S 3 S + 2 H 2 O Fe 2 O 3 </li> <li> Slide 6 </li> <li> ENXOFRE SO2 + H2S 3 S + 2 H2O H 2 S + 3/2 O 2 SO 2 + H 2 O </li> <li> Slide 7 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DAS CMARAS DE CHUMBO Produz cido sulfrico entre 50 e 60B (62-78%).Produz cido sulfrico entre 50 e 60B (62-78%). As plantas so operadas continuamente at que se destruam.As plantas so operadas continuamente at que se destruam. Tem sido usado em fbricas de fertilizantes.Tem sido usado em fbricas de fertilizantes. PROCESSO DE CONTATO Produz cido sulfrico a 98-100% e oleum.Produz cido sulfrico a 98-100% e oleum. Inicialmente utilizava platina como catalisador, substitudo por vandio.Inicialmente utilizava platina como catalisador, substitudo por vandio. </li> <li> Slide 8 </li> <li> CIDO SULFRICO HISTRICO O cido sulfrico provavelmente conhecido antes do sculo XVI. Foi preparado por Johann Van Helmont (1600) por destilao de vitriol verde (sulfato frreo) e pela queima do enxofre.O cido sulfrico provavelmente conhecido antes do sculo XVI. Foi preparado por Johann Van Helmont (1600) por destilao de vitriol verde (sulfato frreo) e pela queima do enxofre. A primeira demanda industrial principal para cido sulfrico foi o processo Leblanc de manufatura do carbonato de sdio (desenvolvido em 1790).A primeira demanda industrial principal para cido sulfrico foi o processo Leblanc de manufatura do carbonato de sdio (desenvolvido em 1790). Um processo para sua sntese, queimando enxofre com saltpeter (nitrato de potssio) foi primeiro usado por Johann Glauber no sculo XVII e desenvolvido comercialmente por Joshua Ward na Inglaterra em 1740.Um processo para sua sntese, queimando enxofre com saltpeter (nitrato de potssio) foi primeiro usado por Johann Glauber no sculo XVII e desenvolvido comercialmente por Joshua Ward na Inglaterra em 1740. Foi logo substitudo pelo processo de cmaras de chumbo, inventado por John Roebuck em 1746 e desde ento foi melhorado por muitos outros.Foi logo substitudo pelo processo de cmaras de chumbo, inventado por John Roebuck em 1746 e desde ento foi melhorado por muitos outros. O processo de contato foi desenvolvido em 1830 por Peregrine Phillips na Inglaterra; era pouco usado at uma necessidade por cido concentrado surgir, particularmente para a produo de tintas orgnicas sintticas.O processo de contato foi desenvolvido em 1830 por Peregrine Phillips na Inglaterra; era pouco usado at uma necessidade por cido concentrado surgir, particularmente para a produo de tintas orgnicas sintticas. </li> <li> Slide 9 </li> <li> CIDO SULFRICO UTILIZAES cido sulfrico um das substncias qumicas industriais mais importantes.cido sulfrico um das substncias qumicas industriais mais importantes. O uso principal de cido sulfrico est na produo de fertilizantes, por exemplo, superfosfatos e sulfato de amnio.O uso principal de cido sulfrico est na produo de fertilizantes, por exemplo, superfosfatos e sulfato de amnio. extensamente usado no produo de substncias qumicas como, por exemplo: cido clordrico, cido ntrico, sulfatos, detergentes sintticos, tintas e pigmentos, explosivos e drogas. extensamente usado no produo de substncias qumicas como, por exemplo: cido clordrico, cido ntrico, sulfatos, detergentes sintticos, tintas e pigmentos, explosivos e drogas. usado no refino de petrleo para retirar impurezas da gasolina e outros produtos. usado no refino de petrleo para retirar impurezas da gasolina e outros produtos. cido sulfrico usado em metalurgia, por exemplo, conservando (limpando) ferro e ao antes da laminao com estanho ou zinco. Rayon feito com cido sulfrico.cido sulfrico usado em metalurgia, por exemplo, conservando (limpando) ferro e ao antes da laminao com estanho ou zinco. Rayon feito com cido sulfrico. Serve como o eletrlito na bateria de chumbo, usado em automveis (contendo aproximadamente 33% H 2 SO 4 e com massa especfica de aproximadamente 1,25, chamado freqentemente cido de bateria).Serve como o eletrlito na bateria de chumbo, usado em automveis (contendo aproximadamente 33% H 2 SO 4 e com massa especfica de aproximadamente 1,25, chamado freqentemente cido de bateria). </li> <li> Slide 10 </li> <li> CIDO SULFRICO REAES S (g) + O 2(g) ---&gt; SO 2(g) SO 2(g) + O 2(g) SO 3(g) SO 3(g) + H 2 O (l) ---&gt; H 2 SO 4(l) </li> <li> Slide 11 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DAS CMARAS DE CHUMBO No processo de cmara de chumbo, dixido de enxofre (gs) quente entra no fundo de um reator chamado torre de Glover, onde lavado com vitriol nitroso (cido sulfrico com xido ntrico, NO, e dixido de nitrognio, NO 2, dissolvidos) e misturado com xido ntrico e dixido de nitrognio; parte do SO 2 oxidado a SO 3 e dissolvido por lavagem para formar cido cido de Glover (aproximadamente 78% H 2 SO 4 ).No processo de cmara de chumbo, dixido de enxofre (gs) quente entra no fundo de um reator chamado torre de Glover, onde lavado com vitriol nitroso (cido sulfrico com xido ntrico, NO, e dixido de nitrognio, NO 2, dissolvidos) e misturado com xido ntrico e dixido de nitrognio; parte do SO 2 oxidado a SO 3 e dissolvido por lavagem para formar cido cido de Glover (aproximadamente 78% H 2 SO 4 ). Da torre de Glover, uma mistura de gases (incluindo SO 2 e SO 3, nitrognio, oxignio e vapor) transferido para uma cmara revestida com chumbo onde reage com mais gua. A cmara deve ser grande, na forma de um cone truncado. cido sulfrico formado por uma srie complexa de reaes; condensa nas paredes e coletado no fundo da cmara. Pode haver de trs a doze cmaras em uma srie; os gases atravessam cada uma em sucesso.Da torre de Glover, uma mistura de gases (incluindo SO 2 e SO 3, nitrognio, oxignio e vapor) transferido para uma cmara revestida com chumbo onde reage com mais gua. A cmara deve ser grande, na forma de um cone truncado. cido sulfrico formado por uma srie complexa de reaes; condensa nas paredes e coletado no fundo da cmara. Pode haver de trs a doze cmaras em uma srie; os gases atravessam cada uma em sucesso. </li> <li> Slide 12 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DAS CMARAS DE CHUMBO O cido produzido nas cmaras, freqentemente chamado cido de cmara ou cido de fertilizante, contm 62% a 68% H 2 SO 4. Depois que os gases tenham atravessassado as cmaras, eles passam em um reator chamado torre de Gay-Lussac onde eles so lavados com cido se concentrado resfriado (da torre de Glover); os xidos de nitrognio e o dixido de enxofre que no reagiu se dissolvem no cido para formar o vitriol nitroso usado na torre de Glover. Os gases residuais normalmente so descarregados na atmosfera.O cido produzido nas cmaras, freqentemente chamado cido de cmara ou cido de fertilizante, contm 62% a 68% H 2 SO 4. Depois que os gases tenham atravessassado as cmaras, eles passam em um reator chamado torre de Gay-Lussac onde eles so lavados com cido se concentrado resfriado (da torre de Glover); os xidos de nitrognio e o dixido de enxofre que no reagiu se dissolvem no cido para formar o vitriol nitroso usado na torre de Glover. Os gases residuais normalmente so descarregados na atmosfera. </li> <li> Slide 13 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO Transporte do enxofre para a usinaTransporte do enxofre para a usina Fuso do enxofre e filtrao para remover traos de cinzasFuso do enxofre e filtrao para remover traos de cinzas Bombeamento e atomizao do enxofre lquidoBombeamento e atomizao do enxofre lquido Secagem do ar de combustoSecagem do ar de combusto Queima do enxofreQueima do enxofre Recuperao do calor do SO 2 gasoso quente e resfriamento do gsRecuperao do calor do SO 2 gasoso quente e resfriamento do gs Purificao do SO 2 gasoso por filtrao a quentePurificao do SO 2 gasoso por filtrao a quente Oxidao do SO 2 a SO 3 em conversoresOxidao do SO 2 a SO 3 em conversores Controle de temperatura com transferncia de calor para assegurar elevados rendimentos em SO 3Controle de temperatura com transferncia de calor para assegurar elevados rendimentos em SO 3 Absoro do SO em cido concentrado, a 98,5-99,0%Absoro do SO em cido concentrado, a 98,5-99,0% Resfriamento do cido dos absorvedoresResfriamento do cido dos absorvedores Bombeamento do cido para o topo das torres de absoroBombeamento do cido para o topo das torres de absoro </li> <li> Slide 14 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO ENXOFRE </li> <li> Slide 15 </li> <li> CIDO SULFRICO </li> <li> Slide 16 </li> <li> Slide 17 </li> <li> PROCESSO DE CONTATO USTULAO DE MINRIOS </li> <li> Slide 18 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO ENXOFRE DUPLA ABSORO </li> <li> Slide 19 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO - CATALISADOR Um catalisador tpico constitudo por terra de diatomcea (diatomita) impregnada com mais de 7% de V 2 O 5.Um catalisador tpico constitudo por terra de diatomcea (diatomita) impregnada com mais de 7% de V 2 O 5. Tm vida longa, superior a 20 anos e no so sujeitos ao envenenamento, exceto pelo fluor, que danifica o portador de slica.Tm vida longa, superior a 20 anos e no so sujeitos ao envenenamento, exceto pelo fluor, que danifica o portador de slica. As converses so elevadas, at 99,8% nas usinas de absoro dupla.As converses so elevadas, at 99,8% nas usinas de absoro dupla. </li> <li> Slide 20 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO - EQUIPAMENTOS QUEIMADORES: Os processos de contato e da cmara de chumbo usam as mesmas matrias-primas, isto , enxofre ou alguns sulfetos metlicos. Depois de fundido, o enxofre bombeado do tanque depsito e nebulizado no forno.QUEIMADORES: Os processos de contato e da cmara de chumbo usam as mesmas matrias-primas, isto , enxofre ou alguns sulfetos metlicos. Depois de fundido, o enxofre bombeado do tanque depsito e nebulizado no forno. </li> <li> Slide 21 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO - EQUIPAMENTOS TRATAMENTO DO GS DO QUEIMADOR: O SO 2 obtido no queimador no processo de contato pode conter, alm de poeiras, de dixido de carbono, do nitrognio e do oxignio, impurezas como cloro, arsnio e fluor. Para impedir a coroso causada pelos gases usual secar o ar de combusto do enxofre e o de oxidao de SO 2. Essa secagem feita em torres contendo cido sulfrico 93-98%.TRATAMENTO DO GS DO QUEIMADOR: O SO 2 obtido no queimador no processo de contato pode conter, alm de poeiras, de dixido de carbono, do nitrognio e do oxignio, impurezas como cloro, arsnio e fluor. Para impedir a coroso causada pelos gases usual secar o ar de combusto do enxofre e o de oxidao de SO 2. Essa secagem feita em torres contendo cido sulfrico 93-98%. </li> <li> Slide 22 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO - EQUIPAMENTOS TROCADORES DE CALOR: Antes dos gases serem conduzidos ao primeiro estgio do conversor, a temperatura ajustada ao mnimo em que o catalisador eleva substancialmente a velocidade de reao, entre 410 e 440C. Os gases devem ser resfriados entre os estgios de catlise, para que a taxa de converso seja elevada. Para isto, pode-se injetar a frio, ou usar caldeiras, superaquecedores de vapor ou trocadores de calor multitubulados. So trocadores constitudos por um cilindro vertical com vrios tubos. O SO 3 circula pelos tubos e o SO 2 circula ao redor dos tubos.TROCADORES DE CALOR: Antes dos gases serem conduzidos ao primeiro estgio do conversor, a temperatura ajustada ao mnimo em que o catalisador eleva substancialmente a velocidade de reao, entre 410 e 440C. Os gases devem ser resfriados entre os estgios de catlise, para que a taxa de converso seja elevada. Para isto, pode-se injetar a frio, ou usar caldeiras, superaquecedores de vapor ou trocadores de calor multitubulados. So trocadores constitudos por um cilindro vertical com vrios tubos. O SO 3 circula pelos tubos e o SO 2 circula ao redor dos tubos. </li> <li> Slide 23 </li> <li> CIDO SULFRICO PROCESSO DE CONTATO - EQUIPAMENTOS CONVERSOR: o corao da planta. Os gases so resfriados sucessivamente entre os quatro estgios. A converso do SO 2 a SO 3 leva em conta que:CONVERSOR: o corao da planta. Os gases so resfriados sucessivamente entre os quatro estgios. A converso do SO 2 a SO 3 leva em conta que: O equilbrio varia inversamente com a temperatura e de maneira direta com a razo O 2 /SO 2 ;O equilbrio varia inversamente com a temperatura e de maneira direta com a razo O 2 /SO 2 ; A velocidade da reao uma funo direta da temperatura;A velocidade da reao uma funo direta da temperatura; A composio e a razo entre a quantidade de catalisador e a quantidade de SO 3 formado afetam a velocidade de converso ou a cintica da reao;A composio e a razo entre a quantidade de catalisador e a quantidade de SO 3 formado afetam a velocidade de converso ou a cintica da reao; A remoo do SO 3 provoca a covnerso de maior quantidade de SO 2.A remoo do SO 3 provoca a covnerso de maior quantidade de SO 2. </li> <li> Slide 24 </li> <li> Conversor a 4 etapas </li> <li> Slide 25 </li> </ul>

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