O ácido sulfúrico pode ser obtido na indústria por dois processos distintos. São eles: câmara de chumbo e processo de contato. O primeiro caiu em desuso devido à sua produção fornecer ácido de no máximo 78% em peso. Assim, a produção do ácido fica por conta, em sua quase totalidade, do procedimento de contato.
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São
várias as matérias-primas utilizadas na fabricação do ácido sulfúrico. A
escolha dependerá da disponibilidade ou do reaproveitamento de produtos, por
exemplo. São elas: enxofre, sulfetos (principalmente o de ferro- pirita),
sulfatos, além de resíduos de tratamento diversos com ácido sulfúrico.
As
matérias-primas preferencias são, na maioria das vezes, o enxofre e a pirita.
Este post irá expor as etapas da fabricação do ácido sulfúrico pelo processo de contato, utilizando o enxofre como matéria-prima.
PROCESSO DE CONTATO – ÁCIDO SULFÚRICO
1ª etapa – Fusão do enxofre:
O enxofre é transportado e armazenado no estado líquido.
2ª etapa – Combustão do enxofre e
resfriamento do SO2(g):
S(l) + O2(g) -------> SO2(g) + Calor
Depois dessa reação, o dióxido de enxofre é
resfriado na caldeira (que é
uma caldeira de recuperação de calor perdido para a produção de água quente ou vapor saturado – aproveitamento energético) para assim adquirir uma temperatura adequada para o
conversor.
3ª etapa – tratamento
do gás do queimador:
O SO2 pode conter impurezas, como
CO2, N2, O2. Assim necessita-se de uma
filtração para obter somente o SO2.
4ª etapa - conversão
do SO2:
Nessa etapa o SO2 é convertido em
SO3 em um conversor a quatro etapas, onde é utilizado o pentóxido de
vanádio (V2O5) como catalizador da reação.
A reação é reversível e exotérmica.
No conversor, os gases quentes são sucessivamente resfriados e depois de deixarem o conversor, vão para o economizador ou para o trocador de calor.
No conversor, os gases quentes são sucessivamente resfriados e depois de deixarem o conversor, vão para o economizador ou para o trocador de calor.
5ª etapa – contato ou
absorção dupla:
Nesse processo o SO3 é borbulhado
em contracorrente com ácido sulfúrico concentrado (agente mais eficiente na
absorção do SO3), formando o Óleum.
Em uma torre idêntica à de absorção do SO3
é realizada a secagem do ar atmosférico utilizado na operação de combustão
do enxofre e, também, em alguns casos, como agente resfriador dos gases
processados no conversor catalítico. Essa secagem, na presença do ácido
sulfúrico, visa impedir a formação de ácidos sulfurosos ou sulfúricos (reação
do SO2 ou SO3 com a umidade do ar) nas tubulações dos
equipamentos.
Processos de fabricação de ácido sulfúrico - MB CONSULTORES LTDA.
Processo de Queima de Ácido Sulfúrico da MECS®, disponível
em: http://www.dupont.com.br/produtos-e-servicos/consulting-services-process-technologies/meio-ambiente/usos-e-aplicacoes/queima-enxofre.html
Processos de fabricação de ácido sulfúrico - MB CONSULTORES LTDA.
SHREVE, R. Norris – Indústrias de processos químicos, 4ª
edição.
Boa tarde, pessoal. Somos o Grupo 8 (Aminação por redução).
ResponderExcluirApós a filtração na terceira etapa, o que é feito com as "impurezas" (CO2, N2, O2)?
Este comentário foi removido pelo autor.
ExcluirOlá, Carine. Esses gases são liberados na atmosfera, já que são formados em uma quantidade relativamente pequena.
ExcluirA maior preocupação seria em relação ao CO2, mas nesse caso sua eliminação não ultrapassa limites estabelecidos.
Oi galera, nós somos do grupo 3 (obtenção do acetileno pela oxidação parcial de hidrocarbonetos) e gostaríamos de saber qual a temperatura adequada do conversor na segunda etapa do processo de fabricação do ácido sulfúrico?
ResponderExcluirEste comentário foi removido pelo autor.
ExcluirOlá Laila , na quarta etapa do processo, a temperatura varia entre 500º e 600°C. Opera-se a conversão na temperatura considerada ideal de 550°C, onde dá-se o máximo rendimento da oxidação de SO2 a SO3 sem decomposição do SO3. Esta se seleciona para obter uma constante ótima de equilibrio com uma conversão máxima a um custo mínimo.
ExcluirBoa noite, somos a equipe 7 (Obtenção e processamento do gás natural, obtenção dos líquidos do gás natural: planta operada por absorção e refrigeração a propano).
ResponderExcluirE se ocorrer a formação de ácidos sulfurosos ou sulfúricos nas tubulações dos equipamentos quais as consequências?
Olá Roberta. Se a formação desses ácidos ocorrer, haverá corrosão das tubulações que não são protegidas para o contato com oxidantes fortes. Além disso, haverá uma diminuição no rendimento da operação aqui descrita, pelo fato de o SO2 e o SO3 serem consumidos para a formação dos ácidos.
ExcluirBoa noite, somos do grupo 2 (Obtenção de hidrogênio através do propano ou gás natural) e queríamos saber, qual a importância do resfriamento sucessivo dos gases na 4ª etapa?
ResponderExcluirOlá joão, os gases entram na torre de resfriamento com a temperatura em torno de 410 c - 430 c ,com isso a temperatura aumenta ,a velocidade aumenta , mais o rendimento cai , a reação praticamente cessa quando a temperatura chega perto dos 600 c, logo deve-se resfriar para a temperatura voltar a 430 c para os rendimentos aumentarem e a reação global ser muito mais rápida e satisfatória
ExcluirBoa noite, somos do grupo 4(Obtenção do dióxido de enxofre líquido) e queríamos saber para que serve o Óleum?
ResponderExcluirOlá Fabiana, o OLEUM ou também conhecido como ácido sulfúrico fumegante é um composto de fórmula - H2S2O7. Quando substância pura pode ser usado de grau farmacêutico ou para síntese é usado para produzir fármacos, determinados corantes e pigmentos.
ExcluirBoa noite, somo da equipe 5 (processo industrial de formação de amoníacos). O processo 3 mostra que existe uma filtração para que se obtenha somente o SO2. Existe algum teste posterior que comprove que realmente todas as impurezas foram retiradas?
ResponderExcluirRenata Pinto
Olá, Renata. Existe sim. Provavelmente alguma reação química no laboratório de controle é feita. Em se tratando de indústria química, sempre se deve fazer análises de teste de qualidade.
ExcluirOlá sou da equipe 01. Das matérias primas citadas acima, há alguma entre elas que deixe o processo mais rápido ou mais lento? Qual delas é a melhor no ponto de vista financeiro?
ResponderExcluirOlá, Higor! Na verdade não é função da matéria prima deixar o processo mais rápido ou lento.
ExcluirIsso é função do modo de fabricação do ácido sulfúrico, como foi dito logo acima no blog, existem dois tipos de processo para a fabricação do ácido sulfúrico: O processo de câmaras de chumbo e o processo de contato. O processo de chumbo é o mais antigo, é utilizado atualmente (quando utilizado) para a produção de ácido a ser consumido na produção de fertilizantes. Já no processo de contato, permite a produção de um ácido mais puro quimicamente e de elevada concentração, requerendo, em contrapartida, matérias primas mais puras abundante e relativamente mais barata e catalisadores de custo elevado. Ressaltando que a matéria prima mais usada é a pirita, como foi citado. Contudo o processo mais econômico e utilizado, é o processo de contato.
Parabéns equipe, tá lindo o trabalho.
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