ÁCIDO SULFÚRICODiscentes:

Karla SeabraLaura Santiago

Lívia RoqueLorena Aragão

Marja BittencourtPaola Caroline Costa

Salvador, Bahia, Brasil2011

ÁCIDO SULFÚRICO

É um ácido forte, possui caráter oxidante, e desidratante; As soluções do ácido podem ser economicamente concentradas até 93% de H2SO4; Ácidos mais concentrados podem ser obtidos pela dissolução de SO3, e são denominados de óleuns ; Frequentemente, se observa que o consumo per capita do ácido sulfúrico constitui um índice de desenvolvimento técnico de um país; O rótulo desse produto deve apresentar o diamante de Hommel, que é uma referência sobre as suas propriedades.

ÁCIDO SULFÚRICO

Cada cor representa uma classificação, que varia do grau 0 ao grau 4. O vermelho indica inflamabilidade; o azul, risco a saúde; o amarelo indica a instabilidade; e o branco indica o risco especifico (no caso, corrosivo).

Diamante de Hommel para o ácido sulfúrico.

ÁCIDO SULFÚRICO

O ácido sulfúrico é o ácido mais importante usado na industria química, principalmente por ser um ácido bastante forte e suficientemente barato.

Algumas de suas aplicações são:

Fabricação de fertilizantes e compostos nitrogenados;

Processo de decapagem , a quente, de metais; Refinação e obtenção de metais pesados; Preparação de açúcar, de amido e de xaropes; Purificação de produtos de petróleo; Fabricação de corantes e ésteres; TNT, nitroglicerina e nitrocelulose (no caso dos

óleuns).

ENXOFRE

A matéria prima principal para a obtenção do ácido sulfúrico é o enxofre. As principais fontes de obtenção desse produto são:

Enxofre nativo, que apresenta-se cristalizado;

Sulfatos (ex.: gipsita) e sulfetos (ex.: pirita);

Gás sulfídrico (H2S), existente em refinarias de petróleo e no gás natural ácido;

Petróleo;

Xisto pirobetuminoso.

ENXOFRE

Enxofre em pó

Cristais de enxofre puro

Pirita

PROCESSOS DE PRODUÇÃO DO ÁCIDO SULFÚRICO

Os processos mais conhecidos de produção do Ácido Sulfúrico são:

Processo de câmera de chumbo

Processo de contato

PROCESSO DE CÂMERA DE CHUMBO

Muito utilizado no século passado;

Tem a limitação de não produzir ácido com concentração superior à 78% em peso;

Processo catálitico;

Utiliza o ar como fonte de oxigênio para fabricação do SO3;

Operado continuamente em grande escala;

Principais reações:

SO2 + NO2 NO + SO3

SO3 + H2O H2SO4

PROCESSO DE CONTATO

A tecnologia de contato é atualmente empregada quase na totalidade das instalações industriais de produção de ácido sulfúrico. Ela envolve basicamente as etapas:

Purificação do enxofre;

Obtenção do SO2 a partir da combustão do enxofre;

Conversão catalítica do SO2 à SO3;

Absorção do SO3;

PURIFICAÇÃO DO ENXOFRE

As principais etapas de purificação do enxofre são:

Remoção da umidade do enxofre nos tanques de fusão;

Sedimentação das cinzas, que se depositam no fundo do tanque de fusão;

Filtração do enxofre fundido sobre pressão, em filtros que utilizam terra diatomácea como agente auxiliar de filtração.

COMBUSTÃO DO ENXOFRE

As principais etapas da combustão do enxofre são:

No forno do tipo Atomizador o enxofre líquido vaporiza-se por absorção do calor;

O enxofre vaporizado reage com o oxigênio do ar;

Formação SO2.

S + O2 SO2 + calor

CONVERSÃO DO SO2

As principais etapas da conversão do SO2 são:

Mistura do SO2, formado na etapa anterior, com oxigênio, em um conversor catalítico.

O catalisador mais comumente usado é o pentóxido de vanádio (V2O5), por razões de natureza econômica;

Formação do SO3, e posterior resfriamento;

+ calor

CONVERSÃO DO SO2

Conversor de SO2

ABSORÇÃO DO SO3

O gás proveniente do conversor é borbulhado em contracorrente com ácido sulfúrico concentrado a 98%, através de uma torre recheada, formando um oleum;

H2SO4(l) + SO3(g) H2S2O7(l) + calor

O oleum formado reage com água formando o ácido sulfúrico final. Esse ácido slfúrico é resfriado através de trocadores de calor a base de água.

H2S2O7(l) + H2O(l) H2SO4(l) + calor

ABSORÇÃO DO SO3

Os principais fatores que influenciam na eficiência da absorção são:

Temperatura;

Concentração do ácido usado;

Umidade do gás a ser absorvido;

Distribuição do ácido no material de recheio da torre;

GERAÇÃO DE VAPOR D’ÁGUA

Um dos principais subprodutos da produção de ácido sulfúrico pelo processo de contato é o vapor d’água, que pode ser utilizado em etapas do próprio processo ou em outros processos industriais.

O vapor é proveniente do resfriamento:

Do gás que sai do forno de combustão;

Do gás dos estágios intermediários e final do conversor;

Do ácido sulfúrico gerado.

EFLUENTES SECUNDÁRIOS

As industrias de produção de ácido sulfúrico que utilizam o processo de contato e o enxofre como matéria prima apresenta dois efluentes secundários:

Gases sulfurosos, que contém: SO2, SO3, N2, O2, vapor d’água e gotículas de ácido sulfúrico;

Resíduos sólidos da purificação do enxofre, que contém: enxofre, cinzas e terra diatomácea.

FLUXOGRAMA DA PRODUÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO PELO PROCESSO

DE CONTATO

CONCLUSÃO

Visando uma melhor eficiência, um melhor rendimento e aproveitamento energético, e um menor impacto ambiental, a produção de ácido sulfúrico deve conseguir atingir 3 objetivos principais:

1º) Obter o máximo de conversão de SO2;

2º) Absorver o SO3 através de um processo eficiente;

3º) Produzir a máxima quantidade de vapor d’água.

REFERÊNCIAS

1. MB Consultores. Processo de fabricação de ácido sulfúrico. Unidade de Ácido Sulfúrico – Processos de fabricação.

2. Shreve, R.N. e Brink Jr, J.A. (1980). Industrias de Processos Químicos. 4ª edição. Ltc: Rio de Janeiro (cap.19)