Proyectos de Ingeniería de Reactores Químicos I PROYECTOS DE INGENIERÍA DE D E REACTORES QUÍMICOS I ________________ ________________________ ________________ ________________ ________________ ______________ ______ 1 1.
ISOMERIZACIÓN ESQUELÉTICA DE PARAFINAS. _______________________________________________________________ 2 Datos Proporcionados ______________________________________________________________________________ 2 Reacciones Test: _____________________ ___________________________________________ ____________________________________________ ___________________________________________ _________________________ ____ 2
Contextualización del Problema ______________________________________________________________________ 4 EL Manejo de Benceno en Corrientes del Isomerizador _________________________________________ ___________________________________________________________ __________________ 4 Proceso Penex (Regreso) __________________________________ _______________________________________________________ ___________________________________________ _____________________________ _______ 5
Información Adicional ______________________________________________________________________________ 5 Discusión de los Datos Experimentales _____________________ ___________________________________________ ____________________________________________ _____________________________ _______ 5 Preparación del Catalizador _________________________________________ _______________________________________________________________ ________________________________________ __________________ 7
2.
SÍNTESIS DE ACETATO DE BUTILO. _______________________________________________________________________ 8 Datos Proporcionados ______________________________________________________________________________ 8 Contextualización del Problema _____________________________________________________________________ 10 Catálisis con Resinas Ácidas _________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________ _________________ 11
Información Adicional _____________________________________________________________________________ 11 3. PRODUCCIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO (REACCIÓN DE OXIDACIÓN DE AZUFRE). _________________________________________ 13 Datos Proporcionados _____________________________________________________________________________ 13 Esquema de Reacción en la Producción de Ácido Sulfúrico. _________________________________________ ______________________________________________________ _____________ 13
Contextualización del Problema _____________________________________________________________________ 15 Historia de la manufactura de Ácido Sulfúrico ___________________________ _________________________________________________ _______________________________________ _________________ 15 Mercados para _________________________________________ _______________________________________________________________ ___________________________________________ _____________________ 15
Información Adicional _____________________________________________________________________________ 16 Descripción del Pro ceso ______________________ ____________________________________________ _____________________________________________ _______________________________________ ________________ 16
4.
PROYECTO FINAL _________________________________________________________________________________ 20
1. Isomerización Esquelética de Parafinas. Realizar el diseño de un reactor para una planta de isomerización esquelética de parafinas que debe de procesar 9,000 bpd de una alimentación parafínica, mediante el proceso Penex Penex.. El problema fue adaptado del trabajo de Benítez et al. (2002 Falta el link)
Datos Proporcionados Reacciones Test: 1. Hidrogenación-Isomerización de Benceno. Benceno. La reacción fue llevada a cabo en las siguientes condiciones: presión 0.1 MPa , temperatura de reacción 250 250 C , masa de catalizador 30 mg , relación molar H 2 : Bz 6 , caudal de Bz 0.5 ml h 1 , caudal de H 2 30 ml min 1 . 2. Isomerización de Hexano/Benceno. Hexano/Benceno. Esta reacción se utilizó con el fin de estudiar la performance del catalizador al realizar todas las reacciones de interés de forma simultánea: (1) Isomerización de Parafinas Cortas, (2) Hidrogenación de Bz a CH , CH , (3) Isomerización de CH a CH a MCP MCP ,, (4) Apertura de anillo de CH y CH y MCP MCP .. Se utilizó como mezcla modelo una mezcla de
0.1 MPa Pa , n hexano : benceno 85 : 15 peso . Las condiciones de reacción fueron: presión total 0.1 M temperatura de reacción 250 C , masa de catalizador 30 mg , relación molar de 1 H 2 : mezcl mezcla a 6 , caudal de mezcla 0.5 ml h 1 , caudal de H 2 30 ml min . A continuación se
presentan las gráficas con los resultados experimentales para estos sistemas.
Figura 1. Razones Molares en Equilibrio Termodinámico
Figura 2. Influencia de la Temperatura de Reacción. (a) Reacción de Benceno Puro, (b) Reacción con la Mezcla Benceno/n-Hexano
Figura 3. Vías de Reacción de Hidrocarburos y Valores de de mezcla de los Productos Respectivos
Contextualización del Problema En todos los países del mundo, el nuestro, se ha iniciado hace años un proceso de mejora de la calidad de los combustibles con objeto de disminuir y eliminar los efectos perjudiciales que los gases de combustión producen al ambiente. Esta mejora tuvo su raíz en los gobiernos de los países desarrollados, que comenzaron a limitar el contenido de ciertos componentes de los combustibles o a prohibirlos completamente para aminorar el impacto que estos producían sobre el medio ambiente. Los cambios en legislación al respecto, ha afectado a distintos tipos de combustibles y ha motivado cambios profundos en las refinerías que debieron modificar sus procesos para adecuar la calidad de su producción a los nuevos parámetros de calidad. Recientemente la resolución de la Secretaría de Energía estableció niveles de benceno, azufre y aromáticos que son los máximos vigentes a la fecha. Por último, la resolución es la que establece los niveles máximos que se deben alcanzar para los años venideros. Como puede verse, la concentración de benceno e hidrocarburos aromáticos debe ser disminuida en gran medida y deben agregarse otros componentes a la nafta. Estos componentes o aditivos deben ser menos contaminantes y deben aportar el octanaje que se obtenía por la presencia de los hidrocarburos aromáticos. Esto obliga a los refinadores a buscar otras fuentes de provisión de octanaje, como son por ejemplo el alquilato (por ejemplo, el iso-octano obtenido desde isobutano y 1-buteno) y las naftas de isomerización (parafinas ramificadas). La isomerización esquelética de parafinas puede ser catalizada solamente por ácidos fuertes.
EL Manejo de Benceno en Corrientes del Isomerizador Como hemos visto, en los últimos años las refinerías se han enfocado en la reducción del contenido de benceno en la gasolina debido a razones ambientales. El Benceno en estas plantas proviene de diferentes unidades aunque el reformado catalítico provee el 50 80 % del total. Los porcentajes más pequeños se presentan en el destilado de la nafta virgen y naftas provenientes del coqueador, y unidades de hidrocraqueo. La unidad de isomerización deba tratar con una alimentación parafínica con cantidades variables de benceno. Este benceno es deseable que sea completamente transformado en compuestos no contaminantes de alto número de octano. La hidrogenación de benceno a ciclo hexano sobre los sitios metálicos es rápida y la concentración de productos insaturados intermediarios es despreciable. Con respecto a las reacciones catalizadas por ácido, el anillo CH de puede contraerse y producir metilciclopentano MCP y este anillo puede ser abierto produciendo ser Isomerizador para producir cualquiera de los isómeros de pentanos monometilados o butanos di-metilados.
C 6
C 6
acíclico. Este último puede
acíclico, uno de cadena recta, los dos
La conveniencia de ciertas vías de reacción en comparación con otras deben discutirse poniendo atención al número de octano de mezcla (blending RON). El de CH y Bz son diferentes RON CH
84 , RON Bz
120 y la menor contribución de CH debe ser compensada transformándolo a
otros compuestos de más alto. MCP tiene un de RON MCP
96 entonces la contracción de
anillo es una reacción deseada. Si el anillo fuera abierto adicionalmente las especies acíclicas producidas deben ser Isomerizadas a compuestos altamente ramificados debido al demasiado bajo del RON 3 MP
y
los
:
RON n hexanos
76 RON3-MP=76. Los : RON 2,2
DMB
31 ,
94 , RON 2,3
RON 2 MP DMB
74 ,
105 .
Aunque la transformación a MCP podría ser considerada suficiente desde el punto de vista del , la apertura de anillo a hexanos es también muy deseada debido a que el MCP y en menor extensión el CH forman carbo-cationes muy estables los cuales ocupan sitios ácidos sobre el catalizador, los que no pueden utilizarse para isomerización de parafinas. Esto es por lo cual la isomerización de parafinas disminuye y el nivel de naftenos aumenta. Por lo tanto un catalizador que promueva la rápida reacción de ciclo hexano a hexano se prefiere a veces cuando el contenido de ciclo hexano es alto. Cabe acotar que el efecto de envenenamiento de sitios ácidos es mayor en el caso del benceno y que este debe ser convertido casi totalmente.
Proceso Penex ( Regreso ) La administración de alimentaciones parafínicas conteniendo benceno ha motivado diferentes soluciones. Por ejemplo el catalizador del proceso es degradado por la hidrogenación exotérmica de benceno si su concentración es alta. El uso de este catalizador requiere la hidrogenación de benceno en un paso previo. Zeolitas y catalizadores superácidos son menos sensibles. Temperaturas más altas que 250 300 C resultan adversas para la transformación de benceno a ciclo hexano aunque se favorece la relación molar MCP / CH . Bajas temperaturas también favorecen la de la fracción acíclica C5
C 6
e incrementa la producción de parafinas ramificadas y la
ganancia de puntos de . La existencia de reacciones simultáneas sobre catalizadores de zirconia promovida con oxoaniones ha sido recientemente estudiada para el caso de sobre .
Información Adicional Discusión de los Datos Experimentales La figura muestra que, si bien el aumento relativo de la selectividad a MCP con el incremento de temperatura es notable desde 500 a 800 C , el valor absoluto es bajo, a pesar que la termodinámica favorece al MCP sobre el CH , MCP / CH 5 (Figura 1). Esto indica que la conversión a MCP está
limitada cinéticamente lo cual podría solucionarse aumentando la temperatura de reacción o aumentando el tiempo de residencia. La primera opción podría sin embargo limitar termodinámicamente la primera etapa de conversión de Bz a CH . La conversión total en la mezcla es mayor que en el caso del benceno puro aunque la selectividad a MCP sigue siendo relativamente baja. La mayor conversión puede deberse al aumento del tiempo de contacto W / F , que favorece tanto al aumento de la conversión de Bz a CH como al aumento de CH a MCP . También es posible que la dilución reduzca la saturación de los sitios activos con benceno. Por otra parte, se ha reportado que el benceno se quimisorbe fuertemente sobre la superficie de Pt / SO4 ZrO2 y que bloquea sitios activos a temperaturas medias de reacción. 2
Además, en los productos de reacción no se observa una disminución del contenido de
Bz CH MCP respecto de la mezcla original, lo que indica que no ocurre apertura de anillo. Lo anterior va en detrimento de la conversión del benceno ya que la apertura y transformación de las especies cíclicas
C 6
está desplazada termodinámicamente hacia la formación de productos debido al
gran número de isómeros acíclicos existentes. De todas maneras la conversión a isómeros ramificados de realizarse la apertura del anillo resulta en un producto de RON inferior de no producirse una extensa
isomerización
esquelética
RON 88.2
para
mezcla
de
1 MP, 2 MP, 2, 2 DMB y 2,3 DMB, equimolecular .
Los resultados indican que la conversión de a isómeros ramificados es significativa sólo sobre el catalizador calcinado a 800 C , lo que se atribuye a la aparición de sitios de acidez fuerte que producen la isomerización esquelética de parafinas a temperaturas de calcinación superiores a 700 C . Al igual que en el caso de la isomerización de CH a MCP la conversión es relativamente baja. El análisis cromatográfico indica que los productos son principalmente 2 metil pentano y 3 metilpentano .
La selectividad a butanos es inferior al 10 % . La baja conversión se atribuye en primera instancia al alto contenido de benceno que se quimisorbe sobre los sitios ácidos fuertes y en segunda instancia a condiciones de proceso desfavorables. Respecto de los contenidos reportados en datos experimentales de patentes, pueden convertirse casi totalmente en el Isomerizador, contenidos de 3.6 % operando con un lecho de hidrogenación a 180 C a la entrada del Isomerizador y a temperatura más alta en el resto del lecho. El contenido residual de Bz en estas condiciones es de 0.1 % . La misma referencia declama que en ese modo de operación puede manejarse corrientes hasta de 25 % de benceno. A la luz de los datos de este reporte se puede apreciar que de no realizarse una conversión casi total en el primer lecho, por ejemplo si el contenido en la alimentación es muy alto, cantidades excesivas de benceno producen una caída drástica de la actividad Isomerizante.
Resultados adicionales a otras temperaturas, contenido de Bz y utilizando también un catalizador compuesto formado por mezcla de PtWZ calcinado a 800 C y
Pt
/ Al2O3 se incluyen en la Tabla 1.
Se puede observar que para el caso del test de benceno puro como es de esperarse la mayor conversión se logra (para la misma temperatura de reacción) sobre el catalizador conteniendo PtAl y que esta se logra con alta selectividad a CH y con escasa producción de ROP ' s a excepción de cuando la reacción se lleva a cabo a 300 C . 250 C es una temperatura conveniente para realizar la conversión de benceno en mezcla, pero la actividad ácida cae y hay baja conversión de n Hexano .
Tabla 1. Actividad catalítica del catalizador calcinado a , puro y en mezcla mecánica con . Influencia de la temperatura de reacción y el porcentaje de . Nota:
Preparación del Catalizador
Se preparó Zr OH 4 mediante la hidrólisis y precipitado de oxicloruro de zirconio
Strem Chem.,
99.9998 % con NH 4OH concentrado.
Tungsteno-zirconia, WO3 ZrO2 WZ se obtuvo mediante impregnación con exceso de solución de meta-tungstato de amonio NH4 6 H 2W12O40 nH2O Fluka, 99.9 % previamente estabilizada a pH 6 durante una semana y con una concentración adecuada (para lograr un sobre el catalizador final). Luego de la impregnación, el catalizador fue secado en estufa a 110 C durante . Porciones del catalizador fueron calcinadas a 500, 600, 700 y 800 C durante en corriente de aire 10 ml min 1 .
El soporte fue entonces impregnado con una solución de ácido cloroplatínico Strem Chem., 99.9 % . El volumen de impregnación y la concentración de la solución fueron ajustados para lograr un 1 % final de en el catalizador. Un catalizador Pt / Al2O3 1 % Pt fue preparado mediante impregnación a humedad incipiente de un soporte de
Al2O3
Ketjen CK 300
y calcinación a 500 C en
aire. Antes de las reacciones test los catalizadores fueron reducidos a 500 C en corriente de hidrógeno 10 ml min 1 .
2. Síntesis de Acetato de Butilo. Realizar el diseño de un reactor para una planta de síntesis de Acetato de Butilo 10, 000 lb día mediante el Proceso Catalítico de Resinas Ácidas. Este problema fue adaptado del trabajo de Orjuela et al. (2005) Falta el Link
Datos Proporcionados Para la evaluación en reacción se utilizó un reactor de vidrio con chaqueta, de 500 ml , (Figura 4) al que se adaptó un sistema de agitación, un condensador para operación a reflujo total, un termómetro y una toma de muestras. El control de temperatura se mantuvo por medio de un baño de recirculación con aceite térmico , el cual mantenía el valor de temperatura constante en un intervalo de 0.1 C . Las condiciones de operación para evaluar el efecto de las variables de reacción, se establecieron con base en las reportadas en la literatura: Relación molar inicial de reactivos ácido/alcohol 1: 2, 1:1 y 2:1 ; temperaturas de reacción 73C, 80C, 87C ; carga de catalizador correspondiente en equivalentes ácidos, a concentraciones en peso de H 2SO 4 de 0.5%, 1%, y 2% ; velocidad de agitación 800 rpm .
En cada ensayo, el reactor se cargó con el catalizador previamente seco, y la cantidad requerida de ácido; en otro recipiente se colocó el alcohol necesario. Ambos recipientes se calentaron a la temperatura de reacción, con un tiempo de estabilización de . Posteriormente se mezclaron los reactivos y se inició el seguimiento de la reacción. El volumen total de reactantes fue de 300 ml . Periódicamente se tomaron muestras de 0.5 ml de la fase líquida, a intervalos que se incrementaban con el paso del tiempo ( , luego cada y hacia el final). El ensayo era detenido cuando la variación en la conversión entre tres muestras consecutivas no superara el 2 % ; lo que ocurrió entre las y .
Figura 4. Sistema de reacción por lotes utilizado en los ensayos de laboratorio
Figura 5. Síntesis de Acetato de n-Butilo
La esterificación, activada por la auto-protolisis del ácido carboxílico (Figura 6), es una reacción reversible y se verifica sin la presencia de catalizadores de forma extremadamente lenta; por tal razón, es promovida con el uso de catalizadores ácidos homogéneos o heterogéneos . Para sobrepasar las limitaciones del equilibrio químico, convencionalmente se recurre a afectar variables del proceso tales como el uso de exceso de reactantes, la remoción selectiva de los productos, el aumento de la temperatura, el uso de agentes de actividad superficial, y la admisión de solventes.
Figura 6. Mecanismos de Reacción de Esterificación
A continuación se presentan datos de conversión y parámetros termodinámicos de interacción.
Figura 7. Conversión de la reacción para la operación con catalizador y sin él. La condiciones de reacción fueron: relación molar ; ; ; peso de catalizador)
Tabla 2. Parámetros de Interacción Binaria para la Ecuación de UNICUAC (cal/mol)
Figura 8. Datos Experimentales para el ensayo 1: Esterificación con , ,
Tabla 3. Datos Experimentales para la Determinación de las Condiciones de Equilibrio y la Expresión Cinética. porcentaje en peso de la carga de catalizador correspondiente a , en equivalentes ácidos. relación molar de alimentación Peso de resina de Intercambio.
Contextualización del Problema La producción de Esteres a partir de ácidos carboxílicos y alcoholes es bien conocida desde hace tiempo, y su importancia a nivel industrial radica en sus múltiples y diversas aplicaciones. En particular el acetato de , sintetizado a partir de y , es utilizado como base para lacas,
tintas, adhesivos y colorantes, como solvente de pinturas, en la industria de cosméticos y fragancias. Se espera que su consumo aumente en los próximos años, debido a su bajo impacto ambiental en comparación con otros solventes orgánicos, además de las nuevas y más eficientes tecnologías desarrolladas para su producción como la Destilación Reactiva y la Per-evaporación.
Catálisis con Resinas Ácidas El uso de resinas ácidas como catalizadores, ha sido ampliamente referenciado para promover reacciones de esterificación, y se ha reportado, junto con otros sólidos ácidos, la posibilidad de utilizarlas en la síntesis de acetato de . En estudios anteriores, se determinó que la resina era el catalizador más apropiado para adelantar la reacción. Una alternativa para promover la reacción es hacer uso de las propiedades características de las resinas ácidas. Además, de su actividad catalítica, exhiben una adsorción (hinchamiento) selectiva, permitiendo una relación de reactivos a sitios activos muy diferente de la obtenida con catalizadores homogéneos convencionales. Cuando la matriz polimérica es particularmente selectiva, y como en el caso de la esterificación, tiende a remover uno de los productos de reacción de la matriz sólida , la velocidad de la reacción inversa disminuye y se evitan reacciones secundarias, teniendo como consecuencia un incremento en conversión y selectividad.
Información Adicional
Tabla 4. Expresiones Reportadas para la Evaluación de la Constante de Equilibrio en la Síntesis de Acetato de con diferentes Catalizadores
En los estudios realizados sobre las condiciones de equilibrio químico en la síntesis de acetato de Butilo, se distinguen varios reportes que involucran el uso de diversos catalizadores, y la representación del sistema reactivo a través de modelos termodinámicos ideales y no-ideales. En la Tabla 4 se presenta una recopilación de algunas expresiones utilizadas para la evaluación de la constante de equilibrio de la reacción. En el presente trabajo, se estudia el efecto de variables tales como la temperatura, la carga de catalizador y la relación molar de reactantes, a presión de 560 mmHg , sobre las condiciones de
equilibrio químico del sistema en fase líquida, y se presenta una expresión matemática para evaluar la constante de equilibrio, que correlaciona adecuadamente los datos experimentales. A continuación se presenta una tabla con la caracterización del catalizador usado
Tabla 5. Características Fisicoquímicas del Catalizador Lewatit K-2431
3. Producción de Ácido Sulfúrico (Reacción de Oxidación de Azufre). Una planta típica de producción de ácido sulfúrico produce 1000 ton / día de ácido sulfúrico y tiene una alimentación de
SO2 en
el convertidor de 7,900 lbmol / h , consistente en 11 %
SO2 ,
19 % O2 , y 69 %
de inertes (principalmente N 2 ). Se te pide realizar el diseño del reactor para la sección de síntesis de Óxido de Azufre mediante el proceso de contacto de dicha planta. Este problema fue adaptado del material de la página web de Fernández F. et al. (Link)
Datos Proporcionados Esquema de Reacción en la Producción de Ácido Sulfúrico. En la producción de ácido sulfúrico a partir de azufre, el primer paso es la combustión de azufre para producir dióxido de azufre S
Posteriormente el
O2
SO2 se convierte en trióxido de
SO2
azufre, utilizando un catalizador
SO3 SO2 12 O 2 Catalizador
La última parte del proceso para la obtención de Ácido Sulfúrico es someter a la mezcla saliente a un proceso de hidratación; en esta etapa el
SO3 producido
es puesto en contacto con una solución acuosa de ácido sulfúrico,
lo que provoca la una concentración de ácido. SO3
H 2O H 2 SO4
En la Figura 9 se muestra un diagrama de flujo de una planta de producción de Ácido Sulfúrico por el método de contacto. Como lo dice el planteamiento del problema, es el convertidor el que vamos a diseñar.
Figura 9. Esquema de Producción General de la Planta de Producción de Ácido Sulfúrico y Óleum, a partir de los Gases de Tostación y mediante el Método de Contacto.
Figura 10. Diagrama de Bloques Simplificado de Producción General de la Planta de Producción de Ácido Sulfúrico y Óleum, a partir de los Gases de Tostación y mediante el Método de Contacto
Se debe de considerar que la reacción tiene las siguientes características:
La oxidación de dióxido de azufre es lenta y reversible La reacción requiere un catalizador y temperaturas del orden de los La reacción es exotérmica y sensible al calor excesivo
A continuación se presentan los algunos datos cinéticos
Datos experimentales de Conversión a diferentes Temperaturas
Contextualización del Problema Historia de la manufactura de Ácido Sulfúrico
Es uno de los procesos industriales más antiguos. Descubierto por alquimistas persas en el siglo X y azufre eran mezclados en un recipiente de vidrio y quemados en una atmósfera húmeda. El ácido era recolectado de los vapores condensados. (Inglaterra), El reactor de cámara de plomo fue desarrollado. Esta invención permitió obtener una mayor conversión . En Inglaterra , una patente fue llenada que describía la oxidación de dióxido de azufre sobre catalizador de platino, el Proceso de Contacto. Este nuevo proceso incremento el rendimiento de la reacción de hasta un . En fue otorgada una patente a para el uso de pentóxido de vanadio como catalizador en el proceso de contacto. Para el se había convertido en el catalizador dominante para el proceso de contacto usado debido a la insensibilidad al envenenamiento y menor costo. En una aplicación de patente fue llenada por usando el proceso llamado de “doble catalizador” (absorción doble).
Mercados para 1. La industria de fertilizantes es el usuario más grande y consume por ciento del total producido. 2. En segundo lugar está la industria química orgánica. Un ejemplo es la producción de plásticos y fibras sintéticas. 3. La producción de consume grandes cantidades de ácido sulfúrico. es un pigmento blanco usado en pinturas y plásticos. 4. En la industria del metal el ácido sulfúrico es usado para picar materiales ferrosos y no ferrosos y la recuperación de níquel, cobre y zinc de mineral de bajo grado. 5. Finalmente, en la industria del petróleo es utilizado como catalizador en varias reacciones, principalmente en la Alquilación.
30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% Canadá
México
Otros
Japón
América latina
Rusia
Europa
África
EE.UU
Asia
Figura 11. Producción mundial de Ácido Sulfúrico
Información Adicional Descripción del Proceso En este proceso, una mezcla de gases secos que contiene del al de , según la fuente de producción de (el valor inferior corresponde a plantas que tuestan piritas y el superior a las que queman azufre), y de un a de , se precalienta y una vez depurada al máximo, pasa a un convertidor de uno o más lechos catalíticos, por regla general de platino o Pentóxido de Vanadio, donde se forma el . Se suelen emplear dos o más convertidores. Los rendimientos de conversión del a en una planta en funcionamiento normal oscilan entre el y , pues la eficacia inicial del se reduce con el paso del tiempo. Este efecto de reducciones se ve más en las plantas donde se utilizan piritas de partida con un alto contenido de arsénico, que no se elimina totalmente y acompaña a los gases que se someten a catálisis, provocando el envenenamiento del catalizador. Por consiguiente, en ocasiones, el rendimiento puede descender hasta alcanzar valores próximos al . En el segundo convertidor, la temperatura varía entre y . Esta se selecciona para obtener una constante óptima de equilibrio con una conversión máxima a costos mínimos. El tiempo de residencia de los gases en el convertidor es aproximadamente de . Los gases procedentes de la catálisis se enfrían a unos aproximadamente y atraviesan una torre de óleum, para lograr la absorción parcial de . Los gases residuales atraviesan una segunda torre, donde el restante se lava con ácido sulfúrico de . Por último, los gases no absorbidos se descargan a la atmósfera a través de una chimenea. Existe una marcada diferencia entre la fabricación del por combustión del azufre y por tostación de piritas, sobre todo si son arsenicales. El polvo producido en el proceso de tostación nunca puede
eliminarse en su totalidad y, junto con las impurezas, principalmente arsénico y antimonio, influye sensiblemente sobre el rendimiento general de la planta. La producción de ácido sulfúrico por combustión de azufre elemental presenta un mejor balance energético pues no t iene que ajustarse a los sistemas de depuración tan rígidos forzosamente necesarios en las plantas de tostación de piritas.
Calores de Reacción en cada una de las etapas de la producción de Ácido Sulfúrico
Distribución Típica del Catalizador en la Etapa de Oxidación
Perfil de Temperatura y Conversión por etapa en el Proceso de Oxidación Catalítica
soportado en alumnisilicatos ricos en portadores , tal como el , y con promotor de potasio y conector de Calcinado en una mezcla de , produciendo algo de El catalizador final contiene y del portador .
Usado en forma de pequeñas esferas, o anillos
Algunas características del Catalizador
Efecto de la temperatura en la Oxidación de a
Temperatura Presión Materias Primas
2.0 1.0
Consideraciones del Reporte:
Escribir las ecuaciones a partir de las que se hacen los cálculos y justificar su uso. En el caso de haber gráficos, reportar también los datos graficados en una tabla, donde se indiquen las unidades y lo que se está tabulando Para los gráficos, indicar lo que se está graficando, con los nombres adecuados en los ejes y si son más de una curva la graficada; indicar el nombre de la serie correspondiente, también se deben de indicar las unidades correspondientes Se debe agregar toda la información en archivos electrónicos (hojas de cálculo, archivos de texto, programas, etc.) en forma legible, ordenada y con toda la información mínima y pertinente.
4. Proyecto Final Se debe reportar:
Escribir las ecuaciones a partir de las que se hacen los cálculos y si es apropiado, justificar su uso. Presentar toda la evidencia gráfica y de cálculos de la selección de condiciones de operación y diseño. Se debe de presentar el balance de materia y energía para el reactor. Se deben de presentar un resumen ejecutivo que muestre las condiciones de operación y diseño, así como los datos de diseño del reactor. Se debe de presentar, el cálculo de dimensiones del reactor (diámetro, alturas, espesores). Se debe de desarrollar el cálculo de los equipos periféricos necesarios para la operación del reactor y desarrollar la estimación de costos del reactor y sus periféricos. Se debe de presentar un dibujo en CAD del reactor y sus interiores, con dimensiones. El dibujo debe de incluir una tabla de corrientes donde se muestre el balance de materia y energía y se muestren las condiciones más relevantes del diseño. Es muy importante resaltar de manera marcada, las simplificaciones y suposiciones hechas durante el diseño del reactor.
