MESASREDONDASDEPLANTASDEÁCIDOSULFÚRICO.CHILE

• Recibir nueva información de los diferentes presentadores.• Establecer contacto con personas con experiencia en nuestro ámbito

de trabajo.

• Compartir ideas en diversos temas con personas referentes.• Evaluar tecnologías que potencialmente pueden aplicarse en nuestra

organización.• Conocer diferentes opciones de equipamientos para un proceso.

• Conocer hechos y estadísticas que colaboran a comprender mejor elmercado y la industria.

• Contactarse directamente con representantes de empresasproveedoras para lograr ventajas técnicas y comerciales.

• Establecer vínculos personales entre los participantes de diversosámbitos.

MESASREDONDASDEPLANTASDEÁCIDOSULFÚRICO.CHILE

• 2003Antofagasta• 2005Puyehue• 2008Arica• 2010PuertoVaras• 2012Antofagasta• 2014PuntaArenas• 2016Olmué

XIMESAREDONDADEPLANTASDEÁCIDOSULFÚRICOOlmué,octubrede2016

CincuentaañosenlaIndustriadelÁcidoSulfúrico.

Acad.Ing.Quím.DavidF.MarderoINDUSTRIASULFÚRICAS.A.ISUSA,URUGUAY

Introducción

o Historiao Procesoso Equipos

• Cañerías• Bombas• Enfriadores• Torresdeácido

o Conclusiones

Historia

• InformacióndesuutilizaciónenlossiglosVIIIalX.• PrimeramencióncientíficaenelsigloXV(Valentinus)• EnUruguayprimerafábricadeácidosulfúricoenconcesiónestatalparalaproduccióndevelasdeestearina(1842)

• InstalaciónenelInstitutodeQuímicaIndustrial(Estatal,1912)deplantadeproduccióndeácidosulfúrico.Leydel12dejuliode1918.Ampliacionesen1928y1948.(Cerradaen1970)

Historia

• Luego de la crisis de 1930 y la 2da. Guerra Mundial seestablecen en el país políticas proteccionistaintentando diversificar las exportaciones con más valoragregado. Es en esta etapa que se establecen nuevasempresas nacionales y extranjeras. (Caucho, textiles,química, papel, farmacéutica) En el 1950 se instalandos plantas de producción de ácido sulfúrico en lascercanías de Montevideo: Quimur S.A. de capitalesargentinos (Bunge & Born) de tecnología inglesa(Simon Carves) de 25 TPD (Cerrada en 1980) e ISUSAde capitales uruguayos y tecnología francesa (Krebs yCia) de 20 TPD. Ambas plantas utilizaban el ácido parala producción de fertilizantes (SSP).

Historia

PrimeraplantadeISUSA(IndustriaSulfúricaS.A.)1950

Procesos

• ProcesodeCámaras.En la nitración o proceso de Cámaras (introducido en1746), compuestos de nitrógeno se utilizan paramejorar la reacción de oxidación en fase gaseosa deldióxido de azufre con oxígeno. Las reacciones soncomplejas con la formación del ácido nitrosilsulfúricointermedio (SO5NH), seguido de su descomposición porel agua para formar ácido sulfúrico y óxido denitrógeno (NO). El óxido de nitrógeno formado se oxidacon oxígeno o aire para formar el dióxido de nitrógeno(NO2), y se reincorpora a la etapa de oxidación deldióxido de azufre. La reacción se desarrollaba engrandes cámaras de plomo. Se obtiene buenaconversión y ácido 78%.

Procesos

• ProcesodeCámaras.Ocasionalmente reaparecen aplicaciones.En la década de 1980 este proceso fue ofrecido por unaimportante empresa como una vía para reducir lasemisiones de dióxido de azufre de los gases dechimenea de una central eléctrica.En la década del 2000 se presentaron trabajos (AIChE yACHEMA) para reducir las emisiones de SO2 en plantasusando este proceso en la Producción de ÁcidoSulfúrico por contacto.

Procesos

Procesos

• El ácido nitrosilsulfúrico se puede formar en unaplanta de ácido por contacto por la reacción dedióxido de azufre con los óxidos de nitrógenoformados en el horno de combustión de azufre y esrecogido por los eliminadores de niebla junto con laniebla de ácido sulfúrico concentrado en la torre deabsorción. El gas de óxido de nitrógeno marrón selibera cuando se saltea el eliminador y la humedad enel aire diluye el ácido nitrosilsulfúrico,descomponiéndolo en ácido sulfúrico y óxidos denitrógeno.

Procesos

• Procesodecontacto.• EnlaprimeramitaddelsigloXX,coneldesarrollodecatalizadoresabasedepentóxido devanadioyelaumentodelacapacidaddelasplantasdeproducción,seproduceelcambiotecnológicoporelprocesode“contacto”.

• Actualmentelaproducciónanualmundialseaproximaalos250millonesdetoneladas.

• El7%delaproducciónsedaenLatinoamérica.

Cada20añosseduplicalaproducciónmundial

Evolucióndelosequiposenelcircuitoenlarecirculacióndeácido

• Cañerías.• Fundicióndehierro.(Grisynodular)

Requerimientos:Bajavelocidad(hasta2m/s)Temperatura(hasta80°C-100°C)

Concentración(93%a99%)

Cañerías• Ventajas:

Suministrolocaldeaccesorios,fundicióngris.Rangoampliodelasconcentracionesdelácido.

• Desventajas:Pesoysoportes.Usodecañosyaccesoriosconbridasylascorrespondientesjuntasyprotecciones.Importantestockderepuestos.Bajavelocidad(Diámetrosmayores)Fragilidad(Fundicióngris)

Cañerías

• Fundicióndehierro grisynodular.

Fundicióngris Fundiciónnodular|

Cañerías

Cañerías

• Cañeríasdealeacionesespeciales.

Cañerías

• Menor diámetro de las cañerías por el aumentola velocidad del ácido (5 m/s) y menor espesorde pared. (Como causa de su baja tasa decorrosión)

• Sistemas soldados que minimizan en número debridas y juntas.

• Mayor flexibilidad en el diseño.• Menor costo de instalación y mantenimiento.• Menor número de repuestos.

Cañerías

Cañerías

• Se han utilizado cañerías de acero recubiertasinteriormente con PTFE hasta 200°C.

• No requieren limitaciones en la velocidad del fluido.

• el PTFE puede presentar permeabilidad (permeation) yagrietamiento por tensión ambiental (EnvironmentalStress Cracking)

Bombas• Paralarecirculacióndelácidoenlastorresdeabsorciónysecadoenlasplantasdeácidosulfúricoseutilizanbombascentrífugas.(Caudalyaltura)

• Porproblemasdeselladoexistepreferenciaporlasbombasverticalessumergidas.

Bombas

• Desarrollodematerialesespecialesparaelementossometidosadesgaste.(Lewmet®, Sulfem©, RHSX)

• Paraevitarlacorrosiónexternadelabombasepuedeubicarexteriormentenosumergidaconretornodefugasaltanquederecirculación.

Enfriadores

EnfriadoresdeCascadaCaracterísticas

• Bajocoeficientedetransferenciadecalor.

• Grantamaño.• Generacióndeplumasde

vapor.• Grancantidaddebridasy

piezasdefundición.• Bajapérdidadepresióndel

ladodelácido

Enfriadores

Trombone coolers, serpentine coolers o enfriadores cascada

Enfriadores

EnfriadoresdecarcasaytubosconProtecciónAnódica

• Usodeacerosinoxidablescomunes(serie300).

• Sistemaeléctricoydecontrolparaproveerlacorrientedepolarización.

• Tecnologíaprobada.• Mantenimientode

electrodoseinstalación

Enfriadores

Enfriadoresdeplacaydeespiraldealeacionesespeciales.

• Altocoeficientedetransferenciadecalor(Tamañoreducido)

• Aleacionesespeciales.(HastelloyD205)resistentealácidoaaltastemperaturas.

• Placassemisoldadas.• Usodejuntasentreplacasyen

tapas.

Enfriadores

DecarcasaytubossinProtecciónAnódica.

• Posibilidaddeutilizardiferentesmaterialesdependiendodetemperaturasycalidaddelagua.

• Coeficientesdetransferenciaadecuados.

• Tubostotalmentesoldados.

Enfriadores

SumergidosenPTFE Aéreos

• Bajatransferenciadecalorconrequerimientosdegrantamaño.

• Controldelatemperatura

Torresdeácido

Torresdeácido.Rellenoscerámicos

Torresdeácido.Rellenoscerámicos

Torresdeácido.Distribuidores.

Torresdeácido.Distribuidores.

Torresdeácido

TorreKrebsdemitaddelsigloXX

13,5tubosporM2

Torresdeácido

Tubodedistribución Tubosdecerámica

CerámicaInox.

Fe-Si

Conclusiones

• Luego de casi 50 años de vinculación con losprocesos de fabricación del ácido sulfúrico, sepuede aseverar que en muchas situaciones elconocimiento del pasado, ha permitido generardiseños alternativos con ventajas comparativas alo que se consideraba estándar en la industria.

• Los cambios más destacados en la operación delos circuitos de circulación del ácido sulfúrico,dentro de la planta de producción, se hanvinculados con desarrollos en los materiales, lainstrumentación y el control.

Conclusiones

• Es importante conocer la evolución histórica de losdiferentes elementos dentro de los procesos. Estopermite un mejor diseño y selección de los equipos,con una mayor certeza del cumplimiento con lasexpectativas y especificaciones planteadas, tanto en laoperación como en la confiabilidad y la seguridad.

• Para el futuro se deberá buscar soluciones mássostenibles en lo que respecta con la energía, uso deagua y emisiones al ambiente. Siempre existen desafíosy la historia de los diferentes procesos es,frecuentemente, una fuente de inspiración.

PlantaISUSARuta1,45TPD,1967

PlantasIsusa

MuchasGracias