DISEÑO DE UNA PLANTA PARA PARA LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO FOSFÓRICO 1. CONC CONCEP EPCIÓ CIÓN N DEL DEL PRO PRODU DUCT CTO O a) Necesid Necesidad ad social social e ingeni ingenieil eil Oigen! Manufactura. P"e#a! 32,5% Este compuesto puede presentarse en diferentes estados físicos dependiendo de la temperatura y de su pureza. A 20 20 °C, el cido fosf!rico a una concentraci!n entre 50 y "0% es un lí#uido transparente m!$il a una concentraci!n de &5% es un lí#uido $iscoso transparente incoloro o li'eramente amarillento y a una concentraci!n del (00% es un s!lido )i'rosc!pico e inesta*le, formado por cristales ortorr!m*ico s. +o tiene olor. u punto de e*ullici!n es i'ual a 2(3 °C y su punto de fusi!n de -2.35 °C. u densidad específica es de (.&"-( 'cm3 a 25 °C y su p/ de (.5. Es muy solu*le en a'ua caliente 5-& '(00 m1. u presi!n de $apor es i'ual a - a 0.02&5 torr a 20 °C. u p/ es de (.5. 4orma tres tipos de sales fosfatos primarios, di*sicos y tri*sicos. Act6a como un a'ente #uelante. Corroe a los metales ferrosos y a sus aleaciones. 7eacciona con los metales para formar )idr!'eno 'aseoso inflama*le. e descompone a temperaturas por de*a8o de su punto de e*ullici!n y al contacto con alco)ole alco)oles, s, alde)ído alde)ídos, s, cianuros cianuros,, cetonas, cetonas, fenoles, fenoles, 9steres, 9steres, sulfuros, sulfuros, mercaptan mercaptanos os y compuestos or'nicos )alo'enados. Cuando se #uema forma $apores t!:icos de !:idos de f!sforo.
$) Cea Cea sol"cion sol"ciones es %aa sa&is sa&is'ace 'ace la necesidad necesidad.. 1as rocas fosf!ricas )an sido ampliamente utilizadas para la producci!n de a*onos inor'nicos y aditi$os en la fa*ricaci!n de alimentos en la nutrici!n animal. e )an reali realizad zado o di$er di$ersos sos estudi estudios os para para la utiliz utilizaci aci!n !n direc directa ta de la roca roca fosf!r fosf!rica ica en el enri#uecimiento de suelos y se )an desarrollado tecnolo'ías para el *eneficio de esta. ara la producci!n del cido fosf!rico es necesario tener en cuenta las condiciones y características #ue de*e tener la roca fosf!rica para poder ser usada. 1a roca fosf!rica triturada de*e ser *eneficiada por $ía )6meda con cido clor)ídrico y de*e contar con 5 etapas principales. principales. a. Adecuaci Adecuaci!n !n de la roca fosf!ric fosf!rica a #ue comprende comprende las las operacione operacioness de reducci!n reducci!n de tama;o y tamizado. t amizado. *. <*tenc <*tenci!n i!n de cido cido fosf!ric fosf!rico o media mediante nte la di'est di'esti!n i!n de la roca fosf!ri fosf!rica ca con cido clor)ídrico. c. +eutrali +eutralizaci zaci!n !n del cido cido fosf!rico fosf!rico con )idr!: )idr!:ido ido de calcio calcio para la o*tenc o*tenci!n i!n del fosfato *iclcico. d. eparaci! eparaci!n n de los producto productoss de reacci!n reacci!n en en procesos procesos de filtra filtrado, do, e. Adecuaci Adecuaci!n !n de los producto productoss del proceso proceso fosfato fosfato *iclcico *iclcico y cloruro cloruro de calcio calcio en procesos de cristalizaci!n y secado. E:isten dos maneras principales para la fa*ricaci!n del cido fosf!rico =ía eca 4ormaci!n del cido a partir de f!sforo elemental y =ía /6meda /emi)idratado y >i)idratado
a. =ía eca eca Compuesta Compuesta de tres tres princi principale paless pasos. pasos. Com*usti!n del 4osforo. Com*usti!n /idrataci!n del 2<5 resultante. 7ecolecci!n de los )umos recipitador electrosttico 7ecolecci!n *. =ía /6 /6meda 7)one oulene oulene consta de ( reactor con a'itador a'itador central y con *affles, e:iste una adici!n de / 2<- en di$ersos puntos a tra$9s de dispersi!n. +o posee sistema de recirculaci!n. ray rayon on cons consta ta de un 6nic 6nico o reac reacto torr di$i di$idi dido do en tres tres dife difere rent ntes es secciones. Consta con $arios a'itadores en cada secci!n y la adici!n de /2<- normalmente se realiza en las 2 primeras secciones. iape iape se recomi recomiend enda a para para rocas rocas de alto alto conten contenido ido de car*on car*onato atoss dond donde e se util utiliz iza a la emis emisi! i!n n de C<2 como como medi medio o de a'it a'itac aci! i!n n y conducci!n de fluido. Consiste en un reactor con un cilindro interno donde se adiciona el / 2<-, acido de reciclo y la roca. •
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ara esta industria se esco'e la producci!n de cido fosf!rico por $ía )6meda.
2. RECOLE RECOLECCI CCIÓN ÓN DE DAT DATOS GENE GENERAL RALES ES OBTENCIÓN DE ÁCIDO FOSFÓRICO VÍA HÚMEDA (eso e*i+ida&ado! 1a e*i+ida&ado! 1a mol9cula de yeso est formada por ? mol9cula de a'ua. <-Ca2@ ? /2< (eso Di+ida&ado! 1a mol9cula de yeso est formada por 2 mol9culas de a'ua. <-Ca2 @ 2 /2< •
Reacciones ,"-*icas del Poceso
Gráfico 1. Proceso de producción con reacciones
>escripci!n del proceso
a. =ía eca eca Compuesta Compuesta de tres tres princi principale paless pasos. pasos. Com*usti!n del 4osforo. Com*usti!n /idrataci!n del 2<5 resultante. 7ecolecci!n de los )umos recipitador electrosttico 7ecolecci!n *. =ía /6 /6meda 7)one oulene oulene consta de ( reactor con a'itador a'itador central y con *affles, e:iste una adici!n de / 2<- en di$ersos puntos a tra$9s de dispersi!n. +o posee sistema de recirculaci!n. ray rayon on cons consta ta de un 6nic 6nico o reac reacto torr di$i di$idi dido do en tres tres dife difere rent ntes es secciones. Consta con $arios a'itadores en cada secci!n y la adici!n de /2<- normalmente se realiza en las 2 primeras secciones. iape iape se recomi recomiend enda a para para rocas rocas de alto alto conten contenido ido de car*on car*onato atoss dond donde e se util utiliz iza a la emis emisi! i!n n de C<2 como como medi medio o de a'it a'itac aci! i!n n y conducci!n de fluido. Consiste en un reactor con un cilindro interno donde se adiciona el / 2<-, acido de reciclo y la roca. •
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ara esta industria se esco'e la producci!n de cido fosf!rico por $ía )6meda.
2. RECOLE RECOLECCI CCIÓN ÓN DE DAT DATOS GENE GENERAL RALES ES OBTENCIÓN DE ÁCIDO FOSFÓRICO VÍA HÚMEDA (eso e*i+ida&ado! 1a e*i+ida&ado! 1a mol9cula de yeso est formada por ? mol9cula de a'ua. <-Ca2@ ? /2< (eso Di+ida&ado! 1a mol9cula de yeso est formada por 2 mol9culas de a'ua. <-Ca2 @ 2 /2< •
Reacciones ,"-*icas del Poceso
Gráfico 1. Proceso de producción con reacciones
>escripci!n del proceso
Pe%aacin de la oca 'os'ica! na $ez #ue se e:trae el mineral y se concentra, es necesario pul$erizarlo para poder )acerlo reaccionar con el cido sulf6rico, la molienda se realiza en un molino de *olas. Fo*acin del /cido 'os'ico! na $ez pul$erizada la roca fosf!rica se a're'a al reactor a'itado y tam*i9n se alimenta cido sulf6rico, lle$ndose a ca*o la si'uiente reacci!n
Ca3<-2 @ 3/2<- @ B/2<
3Ca<-. 2/2< @ 2/3<-
Etapas (. 4osf 4osfat ato o Mono Monoc clc lcic ico. o. Ca3<-2 @ -/3<-
3Ca/2<-2
2. 1odo 1odo de reac reacci ci!n !n.. 3Ca/ 2<-2 @ 3/2<-@ B/2
3Ca<-2/2< @ B/3<-
Eli*inacin del 0eso! ara separar el cido fosf!rico disuelto en el a'ua y el sulfato de calcio con dos mol9culas de )idrataci!n o yeso Ca< - . 2/2< s se filtra , con lo #ue se separa en forma s!lida el yeso y el cido fosf!rico pasa disuelto en a'ua. O$&encin de /cido 'os'ico concen&ado! ara eliminar el a'ua, el cido diluido se pasa a una columna de destilaci!n, donde por diferencias de punto de e*ullici!n se separa el a'ua, #uedando el cido fosf!rico listo para almacenarse. almacenarse.
Molienda
Pre Tratamien T ratamien to
Decantaci ón
Reactor 1
Filtrado
Evaporad or
Reactor 2
Reactor 3
Ácido Fosfórico
Condiciones %aa las o%eaciones a. Ta&a*ien&o ,"-*ico emperatura BD"2FC Acidez ulf6rica li*re 3035 '1 $. Ea%oacin resi!n y temperatura del $apor saturado (30 psi y (&0FC emperatura del cido en el cono "B&0 FC emperatura en el intercam*iador (00((0 FC resi!n de =acío "B&2 mm/' emperatura a'ua fría 3032 FC emperatura a'ua caliente -0-2FC •
c) Re2"ei*ien&os legales >ecreto 1ey (D de 20(2 esta*lece los parmetros para la e:pedici!n del certificado de carencia para el mane8o de sustancias #uímicas. e;ala el re'istro electr!nico de los mo$imientos de sustancias elimina la planilla de transporte, esta*lece la pr!rro'a automtica por reno$aci!n oportuna. rotocolo para el control y $i'ilancia de la contaminaci!n atmosf9rica 'enerada por fuentes fi8as.
irecci!n +acional de Estupefacientes. >ecreto (B0D del 3( de 8ulio de 2002, Gmane8o y transporte terrestre automotor de mercancías peli'rosas por carreteraH. 1ey 55 de (DD3 por medio de la cual se aprue*a el Con$enio ("0 y la recomendaci!n ("", so*re la se'uridad en la utilizaci!n de los productos #uímicos en el tra*a8o, adoptados por la ""I reuni!n de la Conferencia Jeneral de la efiniciones, clasificaci!n y fuentes de materias primas. +orma 9cnica Colom*iana -0. roductos #uímicos para uso a'ropecuario. A*onos o fertilizantes #uímicos. 7otulado. AM (5.05. Kndustrial and peciality C)emicals. AM > 3D33. Juía Estndar #ue descri*e los re#uerimientos para la preparaci!n de cido fosf!rico.
</A atos de se'uridad del cido fosf!rico. íntomas, pre$enci!n, primeros au:ilios, incendios, e:plosi!n e in)alaci!n.
d) Da&os de %od"ccin 0 %o0ecciones ara analizar las proyecciones de producci!n es necesario tener conocimiento de los yacimientos y disponi*ilidad de la materia prima, a continuaci!n se presenta un cuadro donde se descri*en los yacimientos de roca fosf!rica en el departamento del /uila
Tabla 1. Yacimientos de roca fosfórica en Colombia (millones de toneladas)
Tabla 2. Yacimientos de roca fosfórica en el departamento del Huila (millones de toneladas)
1a E C<1epartamento del /uila Colom*ia. Con este insumo se desarrollan 7ocas fosf!ricas finamente molida para aplicaci!n a suelos cidos 4osforita /uila, superfosfatos simples, Lcido 4osf!rico, 7oca fosf!rica y 4osfatos Oiclcico 'rado animal. 4osfatos del /uila! e:plota y comercializa roca fosf!rica de la me8or calidad, cuenta con su propia mina y planta en Aip9 /uila. 4osfatos del +orte .A Empresa de 4osfatos de +orte de antander .A., dedicada a la e:ploraci!n y e:plotaci!n con un *eneficio de industrializaci!n y comercializaci!n de los yacimientos de 7oca 4osf!rica en el +orte de antander.
Ca%acidad de la '"&"a %lan&a! 1os datos de las importaciones de cido fosf!rico anuales son
1 TO!"#$#% 1&&& 'G. "as importaciones en el ao 2&11 fueron de 1&.* Ton+ en el ao 2&12 de *,.* Ton - en el ao 2&1 de ./22 Ton.
1as e:portaciones anuales son
1 TO!"#$#% 1&&& 'G. "as e0portaciones en el ao 2&11 fueron de 21.* Ton+ en el ao 2&12 de .2 Ton - en el ao 2&1 de 11. Ton.
1a mayor aplicaci!n del cido fosf!rico es en los fertilizantes, por lo cual $amos a estudiar sus importaciones, en Pilo'ramos.
1 TO!"#$#% 1&&& 'G. "as importaciones en el ao 2&11 fueron de &+&&* Ton+ en el ao 2&12 de & Ton - en el ao 2&1 de 2.** Ton.
En cuanto a las e:portaciones de fertilizantes fueron
1 TO!"#$#% 1&&& 'G. "as e0portaciones en el ao 2&11 fueron de Ton+ en el ao 2&12 de 21+, Ton - en el ao 2&1 de *+2 Ton.
eniendo en cuenta #ue el mercado de los fertilizantes tiene altas proyecciones por#ue se e:porta ms de lo #ue se importa, y #ue para su producci!n es necesario el cido fosf!rico proponemos una capacidad de planta de B00 ona;o. 3. RECOLECCIÓN DE DATOS T4CNICOS ESPEC5FICOS a) 6a&eia %i*a En Ooyac )ay *uenos yacimientos de roca fosf!rica, mineral cuya ma'nitud, localizaci!n y características se se;alan a continuaci!n ( •
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Turme3u45 /ace un tiempo se descu*rieron y se comenzaron a e:plotar las minas llamadas G1a Casca8eraH y GotaH a BQ por carretera de =enta#uemada R urme#u9. Jeol!'icamente el rea de concesi!n est comprendida entra las coordenadas (S(0B.-(& +, (S(0B.(2B +, (S(0&.0-0 E y (S(0".DD" E, )ace parte del sistema denominado GAnticlinal de uescaH y del Jrupo Juadalupe. iene una capa e:plota*le de espesor i'ual a 2.&- m con contenido de 2<5 #ue caría entre el (- y el 20%. osee una reser$a pro*ada de & millones de toneladas de B a & millones de toneladas de reser$as pro*a*les. E:iste otro yacimiento so*re la carretera urme#u9 i*an, con espesor m:imo de un metro y contenido de 2<5 *a8o. Cu6ti7a89:a5 Presenta un yacimiento con - a B millones de toneladas pro*a*les, 2(% de contenido de 2<5 y espesor de 2.50 m en promedio oscilando entre (.&5 y 2.&0 m. Est situado a 5Q al sur de Kza, paralelo a la carretera Kza Cuíti$a ota. Tota5 uede tener 2 a 3 millones de toneladas pro*a*les. Contiene de (B a 20% de 2<5 y est distri*uido en dos )orizontes fosfticos #ue contienen 0.&0 y 0.50 metros.
1 http://!"o#acac$lt$ral!com/inde%!php& option'com(content)vie'article)id'*+),temid'*+
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;oe tama;o reducido Pa: del >6o )asta la parte *a8a de ;oatá manifestaciones =oa7ita8 "a ?7ita8 Guacama-as al oeste, re'i!n del río +e$ado U de El Espino con contenido $aria*le del 2<5 en parte e:plota*le al ta8o a*ierto y con dificultades para la separaci!n de las capas fosfticas. ;ocotá ladera U del pramo de is*a, dos yacimientos con espesor de 3 metros y 0.- a D% de 2<5 y Tibaná so*re la carretera i*an Tenesano, con espesor de B0 cm y *a8o porcenta8e de 2<5.
Caac&ei#acin de la oca 'os'ica 1a roca fosf!rica es la materia prima para la o*tenci!n de fertilizantes, como el cido fosf!rico, es un fertilizante natural, #ue presenta una adecuada relaci!n de precios por unidad de nutriente ero de menor concentraci!n y ms lenta solu*ilidad #ue los fertilizantes industriales. De&e*inacin 78*asa) 9alo Calcio 3D.5B ilicio (&.5( Aluminio 0.D2 /ierro 0.B2 Ma'nesio 0.0" 4osforo total 32.5( 4osforo asimila*le -.-3 4l6or 2."B odio 0.(( otasio 0.(0 /umedad a (05FC 0.-3 9rdidas por calcinaci!n (05FC a (000FC 3.B0 Tabla . Caracter6sticas de la >oca @osfórica
Roca Fosfórca! 1a roca fosf!rica tam*i9n se C<+
4osfato Como 2<5 30% Calcio Como Ca< -&% 7esiduo insolu*le en cido 2% /ierro Como 4e 2<3 0.B% Aluminio Como Al 2<3 0.B% 4luoruro Como 4 3% Ma'nesio Como M'< 0.B% Car*ono total Como C 3% Car*ono C< 3 Como C (% odio Como +a 2< (% Azufre total Como (% Azufre sulfuro Como 200 ppm Cloruro Como Cl 50 ppm Tabla . Condiciones de calidad e la >oca @osfórica Ác"o S#$f%rco! Es un lí#uido claro, incoloro, aceitoso en estado 'aseoso, es incoloro y tiene un color característico. El cido sulf6rico se o*tiene a partir de an)idro sulfuroso y o:i'eno tam*i9n, tam*i9n a partir de la pirita. e encuentra en la naturaleza, en las a'uas sulf)ídricas, en las fumarolas $olcnicas y otras emanaciones de compuestos sulfurados. Es ampliamente utilizado en la industria de a*onos, tam*i9n se emplea en purificaci!n de a'uas, en la manufactura del papel y en la industria petro#uímica, en la producci!n de al#uilato y en la refinaci!n de destilados del petr!leo. Es o:idante, corrosi$o, to:ico e irritante. PROPIEDAD 9ALOR 4!rmula /2<eso molecular D& unto de fusi!n 2FC unto de e*ullici!n 32"FC Jra$edad específica (.&resi!n de $apor W0.3 mm/' >ensidad de $apor 3.olu*ilidad otal en a'ua y etanol Tabla *. Caracter6sticas del Acido ;ulfBrico. El cido sulf6rico #ue se usa para la producci!n de cido fosf!rico se de*e comprar a otras industrias #ue se dedi#uen a su producci!n, a continuaci!n se presenta un listado de al'unas de las empresas en Colom*ia #ue distri*uyen el producto de inter9s
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7<>C< XYMKC< A+AME7KCA+< Pm ( $ía i*at9 il$ania X es la 6nica empresa colom*iana con tecnolo'ía y desarrollo de productos a la altura de la ms calificada industria de deter'entes a ni$el mundial. ACK>< >E1 7 OZO 1>A Cr (D sur 5&BB Oo'ot Comercio al por mayor de productos #uímicos *sicos, plsticos y cauc)o en formas primarias y productos #uímicos de uso a'ropecuario. XYMKCA OLKCA C<1K7KOK><7A >E ACK>< Z 7<>C< XYMKC< >KLCK>< 1>A Cr 3- (02B Oo'ot Comercio al por mayor de productos #uímicos cidos, plsticos y cauc)o en formas primarias y productos #uímicos de uso a'ropecuario.
$) Cin:&ica de eaccin En la producci!n de cido fosf!rico, cada forma, molecular o i!nica del mismo act6a como cida respecto a la #ue tiene a su derec)a y como *sica respecto a la #ue tiene a su iz#uierda. e pueden esta*lecer, por tanto, tres e#uili*rios de disociaci!n, cada uno con una constante característica a 25°C
Gráfico 2. Cin4tica de reacción en la producción de ácido fosfórico • • •
P(\5."[(03 pP(\ 2.2 P2\B.2[(0& pP2\ ".2 P3\2.2[(0(3pP3\(2."
Estos $alores indican #ue el primer /@ se desprende con facilidad a un a p/ cido a p/\2.( la mitad del / 3<- se )a disociado para formar / 2<-, lo #ue #uiere decir #ue el /3<- es un cido moderadamente fuerte. El pP de la se'unda disociaci!n ".2 es el ms pr!:imo al p/ del medio interno y por lo tanto, es esta se'unda disociaci!n la #ue tiene li'ar re$ersi*lemente en el medio interno y la #ue posee acci!n amorti'uadora. El tercer /@ se disocia en medio muy alcalino p/\(2." c) ;alance de *a&eia ara o*tener la cantidad de cada corriente en el proceso se considera como *ase de clculo, la cantidad de ( toneladas*atc) de / 3<-, para un proceso por lotes. Oalance para el reactor 1as principales reacciones, #ue se producen en esta etapa del proceso se muestran a continuaci!n, y se esta*lecen en cantidades este#uiom9tricas re#ueridas, las cuales son Diges&in! Ca1)?@ 1>3PO> 1)= @ =F eso (00D' @ (3"2 ' 23-0,&' @ -0' 7eacti$o límite fosforita "2,25%\ 2(2,- ' \ 0,2(0 moles pro$ienen de 2&2 'r de roca fosf!rica. Lcido fosf!rico empleado\ 32,5% / 3< Lcido fosf!rico consumido\ 0,2(0 moles fosforita : eso / 3<-\ 2&&,& 'r Lcido fosf!rico consumido real 32,5%\ &&&,B3 'r 4osfato mono clcico producido\ -D2," 'r /4 producido\ &,-' Reaccin CaCO3 @ =3PO> Ca7=PO>)= @ =O @ CO= eso (00,0& ' (DB ' 23-,& ' (&' --' 7eacti$o límite CaC< 3\ 3,-" 'r\ 0,03-" moles Lcido fosf!rico consumido\ B,& 'r Lcido fosf!rico empleado \ 32,5% /3<4osfato mono clcico producido\ &,(2 'r /2< producida\0,B2 'r C<2 producido\ (,53 'r Reaccin Al=O3 @ =3PO> =AlPO> @ 3=O eso (02 ' (DB ' 2--' 5-' 7eacti$o límite Al 2<3 \ 2,B 'r \ 0,0255 moles Lcido fosf!rico consumido \ -,DD 'r Lcido fosf!rico empleado \ 32,5% /3<- \ (5,35 'r Al<- producido\ B,2( 'r
/2< producido \ (,3" 'r Reaccin Fe=O3 @ =3PO> =FePO> @ 3=O eso (B0 ' (DB ' 30(,B ' 5- ' 7eacti$o límite 4e 2<3 \ (,"5 'r \ 0,0(0D moles Lcido fosf!rico consumido\ 2,(- 'r Lcido fosf!rico empleado\ 32,5% / 3<- \ B,B0 'r 4e<- producido\ 3,30 'r /2< producido \ 0,5D( 'r Reaccin >F @ SiO= SiF> @ ==O eso &0 ' B0 ' (0-' 3B' 7eacti$o límite /4\&,- 'r \ 0,(052 moles i<2 consumido \B,3( 'r i4- consumido\ (0,D5 'r /2< producido\ 3,"D 'r Cis&ali#acin Ca 7=PO>)= @ =SO> @ eso 23-,&' D&' D'r (-5 'r (DB'r 7eacti$o límite Ca / 2<-2 \ 500,D 'r\ 2,(- moles Lcido sulf6rico consumido\ 20D," 'r Lcido sulf6rico empleado D&% \ 2(- 'r \ ((B,D3 ml 7elaci!n cido sulf6rico roca fosf!rica \ (,2 \ 33&," 'r \ (&5,0& ml /2< consumido \ (D,3 'r Zeso producido \ 3(0,3 'r Lcido fosf!rico o*tenido \ -(D,- 'r ;alance de *a&eia a niel ind"s&ial en el eac&o Pod"ccin diaia Co*%onen&e 7Ton+oa) 7oca fosf!rica Lcido fosf!rico 32,5% A'ua Lcido sulf6rico D&% Ca<-[ 0,5/2< /4 /3<- roducto i<2 i4C<2 Al<-
En&ada 0,("D 0,5B5 0,(22 0,(30
Salida 0,000,00" 0,005 0,2BB
0,000,00" 0,00( 0,00-
4e<0,002 1odos 0,"03 TOTAL ( ( Tabla ,. =alance de materia para 1 Ton de Acido @osfórico Pod"ccin an"al Co*%onen&e 7Ton+oa) En&ada Salida 7oca fosf!rica (0", Lcido fosf!rico 32,5% 33D A'ua "3,2 2, Lcido sulf6rico D&% "& Ca<-[ 0,5/2< -,2 /4 3 /3<- roducto (5D,B i<2 2,i4-,2 C<2 0,B Al<2,4e<(,2 1odos -2(,& TOTAL B00 B00 Tabla . =alance de materia para ,&& Ton de Acido @osfórico
e'6n, los datos o*tenidos en los la$ados realizados en la etapa de filtraci!n, el porcenta8e de cido fosf!rica #ue se recircula al reactor, se encuentra apro:imadamente entre 20 y 35%. d) ;alance de eneg-a ara lle$ar a ca*o el clculo del calor de reacci!n, se parte de los datos de calor de formaci!n de cada sustancia #ue inter$iene en el proceso de o*tenci!n de cido fosf!rico. Caloes de 'o*acin de las s"s&ancias del %oceso de o$&encin de /cido 'os'ico %o -a +*eda. Co*%"es&o Calo de 'o*acin a =GC 7Hcalg*ol) Ca(042<-B 32B2,2 /2<(D3,D( /2< 5",&0 Ca<-[0,5/2< -&3,0B /4 B-,B0 /3<30&,25 Tabla /. Calores de formación de sustancias. 1ue'o, partiendo de la reacci!n #ue se produce en la o*tenci!n de cido fosf!ricos Ca(042<-B @ (0/2<- @ 20/2< \ (0Ca<- [0,5/2< @ 2/4 @ B/3<-
El calor de reacci!n se encuentra a partir de la si'uiente relaci!n, partiendo de condiciones estndar ∆ Hr =εHfproductos −εHfreactivos
Entonces ∆ H ° R
\(0 ∆ H ° t,CaSO 4∗0,5 H 2O @
∆ H ° t,Ca ∆ H ° R
F 2 ( PO 4)
10
6
@ (0
2 ∆ H ° t,HF @
∆ H ° t , H SO 4 + 20 ∆ H ° t , H O 2
2
B
∆ H ° t , H PO 3
4
R
\ ](0 : -&3,0B @ 2 : "5,5B@ B:30&,25^ ]32B2,2 @ (0:(D3,D(@20:
B&,3("^ ∆ H ° R ( 25 °C ) =−263,58
Kcal gmol
uede o*tenerse la correcci!n de temperatura en el clculo del calor de reacci!n recurriendo a las correlaciones de capacidades caloríficas de los componentes puesto #ue anteriormente, fue calculado a condiciones estndar, entonces T
∆ H ° R ( T )=∆ H ° R ( ¿ ) + εη∫ CpdT ¿
H 2 O CaSO 4∗0,5 H 2 O HF H 3 PO 4 90
2
90
∫ Cp [ ¿ dT ) +¿( 6 )∫ Cp [ ¿ dT ) 25
25
Cp [ ¿ dT ) +¿ 90
∫¿
Cp [ ¿ dT ) +¿( 10 )
25 90
(−20 )∫ ¿ 25
Cp [ H 2 SO4 dT ) +¿ ¿ 90
(−10 )∫ ¿ 25
[
Cp Ca10 F 2 ( PO 4 ) dT ) +¿¿ 6
90
−∫ ¿ 25
∆ H ° R ( 90 °C ) =−263,58 Kcal / gmol +¿
E$aluando las e:presiones el calor de reacci!n, se con$ierte en ∆ H ° R ( 90 °C ) =−263,58 −1,576−22,424 −23,368 + 11,5 + 1,789 + 8,579
∆ H ° R ( 90 °C ) =−289,08
Kcal gmol
>e*ido a #ue se puede presentar un incremento de temperatura, la temperatura a la #ue de*e operar el reactor D0°C, se su'iere alimentar el cido #ue puede o*tenerse usando a'ua fría para enfriar dic)a corriente, o con lo de la instalaci!n de *ypass, #ue perimita retirar parte del cido reaccionante. e) E2"i%os 0 accesoios a cons&"i ara la fa*ricaci!n de cido fosf!rico por $ía )6meda se re#uieren los si'uientes e#uipos de proceso (. Molino 2. 7eactor 3. 1a$ador de 'ases -. >ecantador 5. 4iltro B. E$aporador ". an#ues de almacenamiento &. >osificadores D. Caldera (0. Oom*as 1. 6olino! es el encar'ado de moler la roca fosf!rica para de8arla de tama;o de alrededor de _ de pul'ada y así alimentar el reactor con la misma. En este caso el recomendado es el de *olas. =. Reac&o para este proceso su modo de operaci!n de*e ser por lotes, continuo de tan#ue a'itado. El B0% de tiempo de reacci!n ser utilizado para la etapa de di'esti!n y el -0% restante para el ata#ue con cido sulf6rico a la roca fosf!rica 32% 2<5. El $olumen del reactor se fi8a como la suma de los $ol6menes de los reacti$os utilizados para las etapas de di'esti!n. 1os datos de $ol6menes y densidades de los reacti$os, para o*tener $ol6menes, con el o*8eti$o de o*tener el $olumen del reactor. Reac&io 7oca fosf!rica Lcido fosf!rico 32,5% A'ua Lcido sulf6rico D&%
9ol"*en 7*3 ) 0,350 2,30"
Densidad 7Hgl) 2,500 (,(D-
Peso 7Hg) &"5 2"55
0,5D" 0,3-5
(,000 (,&30
5D" B33
El $olumen total de los compuestos #ue se alimentan al reactor es = \3,B m3, este $olumen total de reacti$o corresponde al "0% del $olumen total del reactor, teniendo en cuenta la formaci!n de espuma, durante la reacci!n de cristalizaci!n. or lo tanto, el $olumen del reactor es = r \ 5,(- m3. El reactor es cilíndrico, como parmetro de dise;o, se eli'i! un factor de forma )d\(,2, puesto #ue, un $alor de esta relaci!n, mayor de (, incrementa el mezclado dentro de la reacci!n y se puede presentar un me8or rendimiento. or lo tanto, partiendo de la forma 'eom9trica, representada por el reactor, el dimetro y la altura del reactor son >imetro \ (,"B0 m Altura \ 2,((2 m Material de construcci!n teniendo en cuenta, la temperatura de reacci!n, el efecto de la corrosi!n y la presi!n de operaci!n, #ue corresponde a la presi!n atmosf9rica, para lo cual se de*e utilizar acero ino:ida*le AKK 3(B 1. Este material resulta ser adecuado puesto #ue la corrosi!n #ue se presenta en la producci!n de cido fosf!rico, es del tipo 'eneralizada e inter'ranular, y este resulta ser el elemento ms positi$o para in)i*ir la corrosi!n, por su contenido de cromo. Adems el reactor puede ser re$estido con fi*ra de $idrio con resina anticida. El reactor contar, con cuatro deflectores, cuya anc)ura es i'ual al (0% del dimetro total. ipo de ca*eza el tipo de ca*eza o tapas del reactor, ms adecuado, resulta ser de tipo elipsoidal, puesto #ue, la forma de este tipo de ca*eza, es de menor costo, por ser la altura de la ca*eza, solo _ del dimetro. rofundidad de la ca*eza \ 0,-- m E8e mayor de la elipse \ ? dimetro del reactor \ 0,&& Lrea de la elipse \ ` : 0,--m : 0,&&m \ (,22 m2 A'itador la selecci!n adecuada, del a'itador para el reactor de producci!n de cido fosf!rico, tiene alta importancia, para conse'uir un *uen funcionamiento del mismo y alcanzar )omo'eneidad en la reacci!n. El dise;o para este tipo de reactores, depende de las fases de los fluidos, en este caso s!lidolí#uido, a ser mezclados. ara reactores de menos de (,& metros de dimetro, se de*e utilizar, como me8or alternati$a usar un a'itador de )9lice flu8o a:ial. Kntercam*iador de calor se usa para la entrada del reactor como medio de calentamiento se esco'i! de tu*os y coraza con funcionamiento en contraflu8o, para #ue el rea de transferencia de calor sea ms pe#ue;o #ue en un arre'lo en paralelo. 1a temperatura de salida del fluido de ser$icio de D&°C. 3. Laado de gases! es un sistema de depuraci!n #ue se usa para eliminar al'unas partículas yo 'ases de escape de las corrientes de la industria. En el caso de los
procesos por $ía )6meda la depuraci!n se realiza por contacto de los compuestos de inter9s o las partículas con soluci!n de la$ado. estas pueden ser a'ua o soluciones de reacti$os #ue ata#uen ciertos compuestos. En el caso del proceso de producci!n del cido fosf!rico se usa un la$ador de =enturi 2, de alta eficiencia de remoci!n, #ue permite una adecuada remoci!n del contenido de fl6or en los 'ases antes de su emisi!n a la atm!sfera, procurndose las condiciones de operaci!n #ue permita o*tener concentraciones de fl6or 4, por de*a8o del límite permisi*le en las +ormas anitarias Colom*iana. El la$ador funciona mediante 3 componentes el primero es el e8ector donde se cam*ia la presi!n y $elocidad a los 'ases de com*usti!n, para darles la suficiente $elocidad para #ue ten'an un c)o#ue con el fluido de la$ado y así facilitar la reacci!n #uímica entre estos. El fluido de la$ado se atomiza formando un cono de pe#ue;as 'otas de fluido. 1ue'o pasa al tan#ue separador donde contiene la soluci!n #ue neutraliza los 'ases contaminantes y #ue recolecta las partículas presentes en el flu8o de 'ases. or 6ltimo est el eliminador de 'otas en el #ue se separa el lí#uido presente en el flu8o de 'ases, antes de ser emitido por la c)imenea. >imetro de la torre\ 0,& m Altura del plato\ 0,5 m >. Decan&ado! se realiza una separaci!n de los s!lidos insolu*les a tra$9s de una decantaci!n a 'ra$edad, con el fin de o*tener el cido fosf!rico lí#uido, preparado para in'resar a la etapa de filtraci!n. Esta etapa se lle$a a ca*o en un decantador c!nico 74=, al cual lle'an las a'uas de la$ado de lodos para o*tener una densidad de (,(0 'ml de cido fosf!rico para $ol$er a reacci!n. El dimensionamiento se realiza de acuerdo al del reactor, y es el si'uiente =olumen total de*e tener capacidad de &500 litros distri*uidos en una secci!n c!nica de 2500 litros y un cuerpo cilíndrico de B000 litros. omando una relaci!n de />\ ?, respecto al reactor se tiene #ue el dimetro de*e ser de (.&B m y la altura de 2.23 m. 1a a'itaci!n del decantador de*e ser de 25 rpm y de acero ino:ida*le. 3 . Fil&o! consiste en la separaci!n de una mezcla de s!lidos y fluidos, en la cual a tra$9s de un medio poroso se retienen las partículas s!lidas contenidas en la mezcla, #ue en este caso es el sulfato de calcio o yeso. El flu8o msico de entrada es el 50% de total del $olumen decantado. e usa un filtro prensa, el cual consiste en una serie de elementos $i*rantes $erticales, ordenados )orizontalmente #ue cuentan con un es#ueleto #ue soporta los platos o elementos filtrantes. 1as caras de cada plato estn cu*iertas con un medio filtrante 2 ,nforme para la selección de la me-or alternativa para la ind$striali.ación de la roca fosfórica en el departamento del $ila! 0o"ernación del $ila! olom"ia! 2 3 4 5,n6enier7a 89sica para la o"tención de 9cido fosfórico a partir de roca fosfórica # 9cido s$lfrico! Tesis! ;niversidad de olom"ia! 2
formando una serie de cmaras perforadas en las cuales, se introduce *a8o presi!n el alimento, el medio filtrante retiene el material s!lido, y el lí#uido, fluye a tra$9s de la torta formada, del medio filtrante, de la superficie de drena8e del plato y por 6ltimo recolectado. Cuando se completa el ciclo de filtraci!n, se separan los platos y la torta formada se desprende de los platos y se descar'a. 1as $enta8as del filtro prensa son sencillez, *a8o costo de capital, fle:i*ilidad y capacidad para operar a alta presi!n. 1os re#uerimientos de rea de piso y altura son pe#ue;os y la capacidad se puede a8ustar adicionando platos. 1as especificaciones del filtro son las si'uientes emperatura de operaci!n\ "0°C 4lu8o $olum9trico\ ( m 3) orcenta8e de s!lidos en suspensi!n\ 3% Composici!n de filtrado\ cido fosf!rico y a'ua Composici!n de la torta\ sulfato de calcio • • • • •
?. Ea%oado! su o*8eti$o es eliminar cierta cantidad de a'ua, para o*tener el producto deseado con mayor concentraci!n. Asumiendo #ue el cido fosf!rico sale de la etapa de filtraci!n, entra al e$aporador a una temperatura de "0°C. 5 1a concentraci!n de entrada al e$aporador es de 5(,("% / 3<- in'resando DB( P') $alor tomado de una simulaci!n )ec)a en >esi'n e:pert ", flu8o para el cual, se'6n un *alance de materia, se o*tu$o la cantidad de a'ua e$aporada, para o*tener la concentraci!n deseada, la cual es de 32(,B P'). El *alance de ener'ía es Ws∗ s = !ac ∗Cp H PO ( T 2 −T 1 ) + !v∗ 3
4
>onde Us\ $apor de calentamiento l*) s =¿ Calor latente de $aporizaci!n *tul* Mac\ flu8o de alimentaci!n cido fosf!rico l*) Cp H PO =¿ 3
4
Calor específico de alimentaci!n H PO 3
4
*tul*°4
2\ punto de e*ullici!n de la mezcla °4 (\ temperatura de alimentaci!n del cido fosf!rico °4 M$\ flu8o de salida de $apor de a'ua l*) =¿ calor latente de $aporizaci!n del a'ua *tul*
(
Ws∗ 930,06
4 5
)(
)(
)
(
"tu l" "tu l" "tu = 2118,61 ∗ 0,6612 ∗( 164,75 −158 ) ° F + 709 ∗415 l" # l"° F # l"
)
Ws=326,52
l" #
$ =Ws∗ s= 326,52
l" "tu ∗930,06 =303690,56 "tu / # # l"
1a ecuaci!n de dise;o es Ws∗ s = %∗& ∗ ' T
>onde A \ rea de transferencia de calor m2 \ coeficiente 'lo*al de tranferencia de calor *tu)[ft 2[°4 ' T =¿ >iferencia de temperatura °4 Entonces % =
303690,56 "tu / #
(
500
% =7,3 m
"tu 2 #∗ft ∗° F
)∗(
=78,47 ft 2
165,74 − 158 ° F )
2
. Tan2"es de al*acena*ien&o! para el proceso de producci!n de cido fosf!rico, sern necesarios 3 tan#ues de almacenamiento, para el producto terminado, para el producto terminado, para cido fosf!rico d9*il a usarse en la reacci!n de di'esti!n de la roca fosf!rica y para el cido sulf6rico. 1os clculos de dimensionamiento se realizaron de forma anlo'a a los del reactor. Caac&e-s&ica
Tan2"e de al*acena*ien&o de 3PO>
Tan2"e de al*acena*ien&o =SO>
(5 m3 3,0" m 2,5B m Elipsoidal 0,B- m
Tan2"e de al*acena*ien&o de %od"c&o &e*inado 20 m3 3,3( m 2,"B m Elipsoidal 0,BD m
=olumen Altura >imetro ipo de ca*eza rofundidad de ca*eza Material de construcci!n
Acero ino:ida*le
Acero ino:ida*le
Acero car*ono m:imo 0,02%
-0 m3 -,2 m 3,5 m Elipsoidal 0,&" m
J. Dosi'icadoes! como el proceso es por lotes, se necesitan 3 dosificadores para el a'ua, cido sulf6rico y cido fosf!rico, para in'resar al reactor como materias primas.
Caac&e-s&ica =olumen Altura >imetro ipo de ca*eza rofundidad de ca*eza
Dosi'icado de ag"a 0,&5 m3 (,(5 m 0,DB m Elipsoidal 0,2- m
Dosi'icado de 3PO> 3,2& m3 (,&2 m (,52 m Elipsoidal 0,3& m
Dosi'icado de =SO> 0,5 m3 0,D& m 0,&2 m Elipsoidal 0,20 m
K. Caldea! se usa para o*tener un control de temperatura en el reactor de producci!n de cido fosf!rico y en las dems unidades. e re#uiere una con las si'uientes características Capacidad 20 O/ =apor)ora\ BD0 l*s 2(2°4 ipo\ )orizontal pirotu*ular >imensiones\ anc)o 3B in, lar'o D3 in Consumo\ -,5 'p) de ACM 1<. ;o*$as! se usan para impulsar las suspensiones y fluidos a tra$9s de las tu*erías a los e#uipos de la planta. e usan de acero ino:ida*le con tu*ería de entrada de 2H y de descar'a de (,5H. 1as *om*as a usar son Oom*a ( se impulsa el cido fosf!rico al dosificador. Oom*a 2 se impulsa el cido sulf6rico al dosificador. Oom*a 3 se impulsa el cido fosf!rico #ue sale del decantador al filtro. Oom*a - se impulsa el cido fosf!rico filtrado al e$aporador. Oom*a 5 se impulsa el cido fosf!rico d9*il del tan#ue de reciclo al dosificador de cido fosf!rico. • • • • •
f)
6ano de o$a
ara esta*lecer el costo de mano de o*ra se esta*lecen los si'uientes car'os 6ANO DE O;RA DIRECTA N6ER O CARMO S A PRO9E ER ( ( (0 ( 2
IDENTIFICACI SALARIO ÓN DEL ;ÁSICO CARMO 6ENSUAL
PRESTACIO NES SOCIALES
SU;SIDI O TRANSP ORTE
TOTAL 6ENSUAL
8efe de planta coordinador de planta operarios de ma#uinas coordinador de mantenimiento operarios de
-.000.000 2.000.000
2.0&0.000 (.0-0.000
0,00 0,00
B.0&0.000 3.0-0.000
"00.000
3B-.000
"20.000
&.0&-.000
(.&00.000
D3B.000
0,00
2."3B.000
"00.000
3B-.000
(--.000
(.D0&.000
(5
mantenimiento <A1
D.200.000
-."&-.000
&B-.000
=1.J>J.<<<
TOTAL 6ANO DE O;RA =?=.1?.<<< DIRECTA ANUAL
6ANO DE O;RA INDIRECTA NO6INA AD6INISTRATI9A N6ER IDENTIFICACI SALARIO PRESTACIO SU;SIDI O ÓN DEL ;ÁSICO NES O CARMO CARMO 6ENSUAL SOCIALES TRANSP S A ORTE PRO9E ER ( ( ( ( ( 5
coordinador calidad analista calidad coordinador lo'ística operario insumos operario lo'ística TOTAL
de
TOTAL 6ENSUAL
D3B.000
0
2."3B.000
-(B.000
"2.000
(.2&&.000
B2-.000
"2.000
(.&DB.000
3B-.000
"2.000
(.(3B.000
3B-.000
"2.000
(.(3B.000
2&&.000
J.1K=.<<<
(.&00.000 de &00.000 de (.200.000 "00.000 de
TOTAL NÓ6INA AD6INISTRAT I9A ANUAL
"00.000 5.200.000
2."0-.000
KJ.3<>.<<
>. RECOLECCION DE DATOS ECONÓ6ICOS ESPEC5FICOS a) Es&i*acin de cos&os de %od"ccin e inesin &o&al. ara desarrollar la estimaci!n de los costos de producci!n y la in$ersi!n total de la planta, se de*i! tener en cuenta características como lo son Cos&o "' (a&'ra )r(a #T!>9# Roca Fos'ica Ácido S"l'ico
P>!C9O &2-B2 C<on (&00 C<Pilo'ramo
Adems de esto se de*e considerar los costos de la implementaci!n y esta*lecimiento de la plata donde se $a a realizar la producci!n, de esta manera se e$al6a el costo de los e#uipos #ue se usan EXK< Reac&o 6olino Ea%oado Decan&ado Fil&o Tan2"e de Al*acena*ien&o
7ECK< 5(S000.000 (B(S500.000 ("0S000.000 5S(00.000 "00.000 ("0S000.000
Adems de estos aspectos, es importante tener en cuenta los ser$icios adicionales de los cuales se cuenta en los procesos de producci!n, la mano de o*re y los componente de la totalidad de la planta, se realiz! el estudio con una $isi!n de 5 a;os de producci!n, arro8ando así los si'uientes resultados
>EC7KCK b+ Seicio de Ag"a 0 alcan&aillad o Seicio de Mas Seicio de Eneg-a Seicio de In&ene& Seicio de Tele'on-a Fia I*%"es&os Pa%ele-a De%eciacio nes INTERESES FINANCIER OS TOT#"
A< (
A< 2
A< 3
A< -
A< 5
B.3"2."B",0 0
B.3"2."B",0 0
B.3"2."B",0 0
B.3"2."B",0 0
B&B.55B,00
B&B.55B,00
B&B.55B,00
B&B.55B,00
B&B.55B,00
((.&00.000, 00 B00.000,00
((.&00.000, 00 B00.000,00
((.&00.000, 00 B00.000,00
((.&00.000, 00 B00.000,00
((.&00.000, 00 B00.000,00
B00.000,00
B00.000,00
B00.000,00
B00.000,00
B00.000,00
D0.3&5.000, 00 (.200.000,0 0
D0.3&5.000, 00 (.200.000,0 0 2-.""(.000, 00
D0.3&5.000, 00 (.200.000,0 0 2-.""(.000, 00
D0.3&5.000, 00 (.200.000,0 0 2-.""(.000, 00
D0.3&5.000, 00 (.200.000,0 0 2-.""(.000, 00
111.?>>.3=3 13?.>1.3= B<< 3B<<
13?.>1.3= 3B<<
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B.3"2."B",0 0
$) U&ilidades En primer lu'ar es posi*le e$aluar el precio tentati$o de $enta del cido fosf!rico
=<.<<
PRECIO POTENCIAL DE 9ENTA AÑO 1
=<.?1JB <<
PRECIO POTENCIAL DE 9ENTA AÑO =
=1.==?B =3
PRECIO POTENCIAL DE 9ENTA AÑO 3
==.>B 3
PRECIO POTENCIAL DE 9ENTA AÑO >
=3.31
PRECIO POTENCIAL DE 9ENTA AÑO
ara conocer la utilidad del proyecto se realiza un flu8o en el cual se tiene en consideraci!n cada uno de los aspectos #ue influyen en el estudio. e de*e tener en cuenta • • •
tilidad *ruta en $entas tilidad o p9rdida operacional tilidad o p9rdida del periodo.
DESCRIPCIÓN 9ENTAS
AÑO1
AÑO=
AÑO3
AÑO>
AÑO
(2.000.0 00,00
(3.-&-.(" (5.2"0.( 2,00 50,5&
(".D32.D 5D,--
20.BB(.D D",2(
2-B."B". &B5,03
2"2.&3".D 2"B.-(". B3,D3 -&D,-(
2&0.2-0. 0B",02
2&-.D3D. (B0,52
=?1.1>. 33JBJ3
=?=.3<. 1<BJ
=?>.=. 1?3B31
2-.B&B.B BB,B"
2-.B&B.BB 2-.B&B.B B,B" BB,B"
5.500.00 0,00
5.500.00 0,00
(0.000.0 00,00
(0.000.00 (0.000.0 0,00 00,00
(0.000.0 00,00
(0.000.0 00,00
COSTO DE 9ENTAS UTILIDAD ;RUTA EN 9ENTAS MASTOS DE AD6INISTRACIÓN MASTOS DE 9ENTAS UTILIDAD O PERDIDA OPERACIONAL I6PUESTO DE RENTA UTILIDAD O
=3>.?. =K.33. J?B<3 K1BK3
=?K.>>. =K>.<><. 31B< >JBK
=K.J3>. <<B>K
=.J<. 1<BJ
=K.. 1?3B31
PERDIDA DEL PERIODO
=?K.>>. =K>.<><. 31B< >JBK
=K.J3>. <<B>K
=.J<. 1<BJ
=K.. 1?3B31
c) 6ecado En la industria son muy pocas las industrias dedicadas a la fa*ricaci!n de sales fosfatadas, las cuales tienen *astante demanda en el sector a'rícola y alimenticio de animales. >e este modo, al no contar con industrias #ue suplan las necesidades de sales fosfatadas en el país se )ace necesaria la importaci!n de estas, desconociendo #ue Colom*ia cuenta con 'randes yacimientos de roca fosf!rica de *uena calidad, y empresas dedicadas a la fa*ricaci!n de cidos, fuentes de calcio y so*re todo las tecnolo'ías desarrolladas para la fa*ricaci!n de dic)os productos. 1a producci!n de cido fosf!rico a partir de roca fosf!rica es de 'ran importancia dado #ue Cerca del "0 % de la producci!n mundial de fertilizantes fosf!ricos K4A,(DD& 4A<,200" , con$encionalmente medida en t9rminos de pent!:ido de f!sforo 2<5 , utilizan A4 /3<- como materia prima principal . El proceso Gt9rmico G fue inicialmente utilizado para producir A4 de mayor pureza, en aplicaciones donde la pureza era determinante, pero los a$ances en las tecnolo'ías de purificaci!n y el alto costo de la ener'ía , )an )ec)o o*soleta esta tecnolo'ía. 1a $ariedad de rocas fosf!ricas e:istentes y los procesos para su *eneficio o concentraci!n, ine$ita*lemente conlle$a una 'ran $ariedad de procesos para la producci!n de cido fosf!rico. 1a reacci!n de acidulaci!n es afectada principalmente, por la formaci!n de sulfato de calcio tam*i9n conocido como Gfosfo'ypsum ! fosfoyeso G en la superficie de la 74, lo cual limita la efecti$idad de la reacci!n #uímica.
1a E C<1epartamento del /uila Colom*ia. Con este insumo se desarrollan 7ocas fosf!ricas finamente molida para aplicaci!n a suelos cidos 4osforita /uila, superfosfatos simples, Lcido 4osf!rico, 7oca fosf!rica y 4osfatos Oiclcico 'rado animal. 4osfatos del /uila! e:plota y comercializa roca fosf!rica de la me8or calidad, cuenta con su propia mina y planta en Aip9 /uila. 4osfatos del +orte .A Empresa de 4osfatos de +orte de antander .A., dedicada a la e:ploraci!n y e:plotaci!n con un *eneficio de industrializaci!n y comercializaci!n de los yacimientos de 7oca 4osf!rica en el +orte de antander.
El cido fosf!rico tiene un uno de 'ran importancia y es para la producci!n de fertilizantes. >e esta manera los posi*les clientes serían B ? .ica.'o$.co'etdocD0D35cf&c-c(-0D3&5ad
5ad0Bf*fda5dOasededatosempresas.asp:
y adems es usado en la industria de producci!n de *e*idas 'aseosas como las #ue si'uen " • • • • •
Kndustria +acional de Jaseosas .A. Jaseosas osada o*!n .A. Jaseosas 1u: .A. A8eColom*ia .A. Jaseosas Colom*ianas .A.
d) Co*%e&encia omos uno de los países con mayores reser$as de roca fosf!rica en 1atinoam9rica, como se o*ser$a en el si'uiente cuadro
* http://!factordinero!com/de@interes/24?@informe@sectorial@"e"idas!html
Estas reser$as se usan en la mayoría para la fa*ricaci!n de fertilizantes, cerca del &0%&, tam*i9n se muele y comercializa como producto para ser aplicado directamente so*re los suelos. +o e:isten plantas actualmente en el país #ue transforme esta roca en cido fosf!rico, por lo cual se tendría una 'ran oportunidad de ne'ocio. e) Inesin &o&al eniendo en cuenta #ue para la instalaci!n de la planta se necesita el terreno, la ma#uinaria y $e)ículos, la in$ersi!n inicial sería ;ALANCE DE INSTALACIÓN DEL 1 DE ENERO AL 31 DE DICIE6;RE DE =<1> E77E+< 20.000.000 C<7E 5".5B0.000 >E ACM. C<7E E>K4KCK< ((0.000.000 >E. ACM. E>K4KCK< =E/KC1< 50.000.000 >E ACM. =E/KC1< MAXK+A7KA Z EXK< 2-"."(0.000 <A1 ACK=< 4KT< <.=<.<<< TOTAL ACTI9O <.=<.<<<
. TA;LA DE E,UIPOS DE PROCESOS O%eacin Uni&aia Molienda
E2"i%o Molino
7eacci!n
7eactor
Caac&e-s&ic a Molino de *olas 7eactor por lotes, de
Can&ida d ( (
,nvesti6ación de fertili.antes! ;niversidad Aacional de Ban Mart7n! 8$enos
>ecantaci!n 4iltraci!n E$aporaci!n Almacenamiento Mantenimiento
1a$ador de 'ases >osificadores >ecantador 4iltro E$aporador an#ues de almacenamiento Caldera Oom*as
tan#ue a'itado ipo =enturi C!nico 74= >e prensa Acero y acero al car*ono irotu*ular
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?. CO6ERCIALIQACIÓN a) 9en&as! eniendo en cuenta #ue los clientes principales para la compra del cido fosf!rico son las empresas o industrias dedicada a la producci!n de fertilizantes como los de tipo +P, se realizaría un tra*a8o de acompa;amiento y asesoría t9cnica teniendo en cuenta un procedimiento #ue desarrollaríamos nosotros como industria. En primer lu'ar se de*e tener pleno conocimiento de cada una de las empresas #ue se dedican a la producci!n de fertilizantes y #ue puedan lle'ar a re#uerir de nuestro producto para su proceso de producci!n *RECOLECCIÓN DE DATOS ECONÓMICOS N+MERAL C, . e de*e contar con un departamento #ue se dedi#ue a realizar las llamadas par así ofrecer el producto y adems de eso #ue pueda lle'ar a esta*lecer acuerdos de citas o $isitas a las plantas de producci!n. El e#uipo t9cnico se de*e diri'ir a las plantas de los posi*les compradores y dar de manera detallada una asesoría so*re el producto #ue se est ofreciendo, sus características principales y la 'arantía de #ue el producto #ue $an a comprar es completamente confia*le y de alta calidad. >espu9s de lle'ar a un acuerdo de compra, el departamento encar'ado de los despac)os de*e encar'arse de realizar y dar se'uimiento a las remisiones y los carros #ue $an a transportar el producto. $) Condiciones de en-o del %od"c&o En primer lu'ar se de*e tener conocimiento a cerca de las condiciones de almacenamiento de materias primas y producto terminado y de esta manera se puede lle'ar a decir #ue •
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anipulación - almacenamiento de la >oca @osfórica5 1a roca fosf!rica #ue es ad#uirida no tiene nin'6n mane8o especial o al'6n ries'o inminente en el proceso de almacenamiento, transado y producci!n, de esta manera la roca fosf!rica puede ser almacenada a en una *ode'a cu*ierta pero sin nin'una otra característica en especial. anipulación - almacenamiento del Acido ;ulfBrico5 e de*e mantener el cido en reas limpias, *ien $entiladas, de pisos resistentes y *uen drena8e. e de*e mantener ale8ado de la luz solar directa y mantener por de*a8o de 32FC.
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Almacenar en reas resistentes a la corrosi!n, ale8adas de metales, cloratos y car*uros. 1os recipientes sern de $idrio o plstico. anipulación - almacenamiento del Acido @osfórico5 se de*e mantener en un recipiente cerrado, en un lu'ar fresco, seco $entilado, le8os de fuentes de calor, )umedad, incompati*ilidades y de luz solar directa. Como el cido corrosi$o al acero de *a8a resistencia, se de*e almacenar forrado en cauc)o o acero ino:ida*le dise;ado para cido fosf!rico. +o se de*e la$ar el recipiente y usarlo para otros prop!sitos. Cuando el diluido, el cido de*e ser siempre a;adido lentamente al a'ua y en pe#ue;as cantidades. +unca se de*e usar a'ua caliente y nunca se de*e a;adir al cido.
ara las condiciones de en$ío del producto se de*en tener en cuenta aspectos sencillos pero de importancia como lo puede ser El carro #ue lle'ue a car'ar el cido de*e ser re$isado minuciosamente en cada una de sus secciones los si'uientes aspectos sern re$isados por la persona encar'ada el car'ue •
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En primer lu'ar el tan#ue de*e estar completamente li*re de suciedad o impurezas, el material del tan#ue de*e ser en acero. El tan#ue del carro, no de*e tener nin'6n tipo de fu'as en al'una de sus partes. >e*e tener los sellos de las tapas completamente )a*ilitados para su correcto uso.
En el momento del car'ue se de*e acordonar la zona en la cual se encuentra estacionado el carro y de*e estar 6nicamente la persona #ue )a sido desi'nada para la la*or del car'ue, esta persona de*e tener todos sus elementos de protecci!n personal. • • • • • •
Casco de se'uridad. Ootas diel9ctricas. Jafas de se'uridad. <$erol tipo piloto. Arn9s En caso de )acer el car'ue en alturas. Juantes de cuero.
>espu9s de realizar el car'ue se procede a pesar el carro y a poner los sellos de se'uridad en las tapas, estos sellos de*en lle'ar donde el destinatario tal y como salieron de la planta, es decir, no pueden ser a*iertos en nin'6n momento durante el recorrido. e proceder a corro*orar la informaci!n de la remisi!n y del mismo modo )acer la entre'a de los papeles para el despac)o • • • • •
7emisi!n. 4actura de $enta. /o8a de se'uridad. 4ic)a t9cnica. ar8eta de emer'encia.
e de*e tener en cuenta las restricciones $i'entes en las carreteras por las cuales $a a transitar el carro con el producto, cual#uier tipo de impro$iso por situaciones de orden p6*lico. c) Res&icciones legales 1ey (D de 20(2. Esta*lece los parmetros para la e:pedici!n del certificado de carencia para el mane8o de sustancias #uímicas. e;ala el re'istro electr!nico de los mo$imientos de sustancias elimina la planilla de transporte, esta*lece la pr!rro'a automtica por reno$aci!n oportuna. >ecreto (B0D de 2002 Mane8o de transporte terrestre automotor de mercancías peli'rosas por carretera. +orma 9cnica Colom*iana +C 3D"( ransporte de mercancías peli'rosas, sustancias corrosi$as. ransporte terrestre por carretera. AM > 3D33. Juía Estndar #ue descri*e los re#uerimientos para la preparaci!n de cido fosf!rico. </A atos de se'uridad del cido fosf!rico. íntomas, pre$enci!n, primeros au:ilios, incendios, e:plosi!n e in)alaci!n. •
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;I;LIOMRAF5A )ttpdatateca.unad.edu.cocontenidos-0(5-&C<+E+K><E+1K+EAleccin((c idofosfrico$a)meda.)tml )ttp.academia.edu-D-&2""rocesode<*tenciondelAcidoulfuricoy4o sforico
