Con oxígeno funciona la química

Con oxígeno funciona la
química
El oxígeno mejora la obtención de
azufre y ácido sulfúrico
El oxígeno optimiza la producción y el reciclaje
La producción del azufre: imprescindible para
muchos sectores
Actualmente, el azufre se aplica sobre todo en
la industria química y farmacéutica, pero
también en aleaciones de acero, y, aparte de
eso, el azufre constituye la base de la
producción de ácido sulfúrico, pigmentos,
insecticidas y abonos artificiales.
Instalación CLAUS
El azufre elemental se obtiene casi exclusivamente del petróleo y del gas natural a través de
procesos sintéticos. El proceso técnico más
importante es el proceso CLAUS. En un primer
paso, el llamado craqueo con vapor, se disocian
los compuestos de azufre contenidos en el
petróleo en ácido sulfhídrico (H2S) e hidrocarburos. A continuación, el "gas ácido" obtenido a
través del tratamiento del gas con aminas pasa al
proceso CLAUS, en el que se produce la conversión de parte del H2S en dióxido de azufre (SO2).
Para ello se suele utilizar oxígeno del aire.
Finalmente, se convierte el H2S en azufre.
Cumplir nuevos requisitos con las
instalaciones existentes
El claro aumento en las restricciones en cuanto a
la emisión de SO2 y el simultáneo incremento del
contenido de azufre de las calidades usadas de
crudo en los últimos años han llevado a muchas
instalaciones a los límites de su capacidad. La
consecuencia son grandes inversiones en nuevas
tecnologías para las instalaciones o el empleo
inteligente del oxígeno de Messer.
Messer ha desarrollado, junto con empresas
colaboradoras, un proceso, que consiste en la
inyección de oxígeno en la zona de salida de las
cámaras de combustión CLAUS.
Las instalaciones CLAUS modificadas de tal
modo presentan un aumento de capacidad hasta
del 60%. Al mismo tiempo, el proceso convence
también desde el punto de vista de los costes:
Las modificaciones en instalaciones existentes
suponen sólo una pequeña parte de la inversión
necesaria para unas nuevas instalaciones CLAUS.
Otra ventaja es la descomposición completa,
debido a la elevada temperatura de combustión
(más de 1350 °C), del amoniaco y los hidrocarburos de gran complejidad molecular, lo que
constituye una gran ventaja añadida para el
medio ambiente.
Resumen de las ventajas en la producción de
azufre:
• Claro aumento de la capacidad de las instalaciones CLAUS
• Fácil adaptación de instalaciones existentes
• Sin costosas inversiones en nuevas tecnologías
• Menor impacto ambiental
Cámara de combustión Claus (Foto: Black & Veatch)
Cámara de combustión de CLAUS en funcionamiento
(Foto: Dumag)
Representación esquemática de la inyección de oxígeno secundario en la cámara de combustión CLAUS
Aire
Clausgas
Gas de combustión
Quemador auxiliar
Quemador
Cámara de combustión
Oxígeno
Gas de protección
Producción y reciclaje de ácido sulfúrico:
optimización selectiva
El ácido sulfúrico es, con una producción anual
mundial de aproximadamente 200 millones de
toneladas, la sustancia química inorgánica de
fabricación más frecuente. La mayor parte del
ácido sulfúrico se obtiene a partir de la combustión del azufre. El SO2 surgido de la combustión
se transforma en SO3 en catalizadores de
pentaóxido de vanadio (V2O5) y el ácido sulfúrico
se consigue en el llamado proceso de contacto
doble a través de una doble absorción del gas
que contiene el SO3. Puesto que el precio y la
venta del ácido sulfúrico están sujetos a fuertes
oscilaciones, cada vez crece más el deseo de que
se realicen ampliaciones de la capacidad de las
instalaciones existentes para un uso más flexible.
El llamado proceso de contacto doble es la forma más
importante de producción de ácido sulfúrico a gran escala.
En este caso, la aplicación de oxígeno industrial
de Messer constituye una alternativa interesante
a la costosa ampliación de las instalaciones. Así,
la combustión del aire se regularía de tal forma
que el resultado contendría una mayor concentración de SO2. Una alimentación controlada sirve
para obtener el exceso de oxígeno necesario para
la transformación completa en SO3.
Foto: Outotec
Una inyección selectiva de O2
aumenta la eficacia de las
instalaciones de craqueo.
Foto: Dumag
Ácido sulfúrico residual: limpieza con oxígeno
El reciclaje del ácido sulfúrico residual es una
contribución importante para el medio ambiente.
Los ácidos desechados con un gran porcentaje
de impurezas orgánicas no volátiles sólo pueden
procesarse a través de un craqueo térmico. Los
costes del procesamiento dependen del caudal
del gas y de su concentración de dióxido de
azufre.
Con oxígeno y la experiencia de Messer puede
conseguirse un claro aumento de la eficiencia.
Al utilizar oxígeno como medio de oxidación, se
sustituye el nitrógeno del aire por un gas que
contiene dióxido de azufre, por lo que aumenta
considerablemente la producción de ácido
sulfúrico y, en igual medida, disminuyen los
gastos energéticos y de operación.
Messer ha desarrollado un proceso seguro junto
con empresas de craqueo de ácido sulfúrico
residual, mediante el cual puede introducirse
oxígeno en los distintos reactores de craqueo
según las condiciones de producción. Gracias al
oxígeno puede conseguirse una mejora del
rendimiento en todos los procesos de reciclaje de
ácido sulfúrico residual en los que se utilizan
reactores térmicos (proceso Grillo, proceso
Lurgi/Stauffer, reactores de lecho fluidizado).
Resumen de las ventajas en la producción y
reciclaje de ácido sulfúrico:
• Mejora de la eficiencia de los procesos
(debottlenecking)
• Menor dimensionamiento para las nuevas instalaciones
• Instalaciones más pequeñas para el aprovechamiento del calor y el acondicionamiento de
los gases de combustión
• Aumento del volumen de ventas y del
rendimiento
• Menores gastos energéticos
• Mejor calidad de los productos
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pensando en introducir gases industriales?
Podemos ayudarle a materializar sus ideas. No
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Dr. Walter Bachleitner,
Senior Specialist Chemistry & Environment
E-mail: [email protected]
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Aire
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