¿Cómo elegir la planta de producción de ácido sulfúrico adecuada para proyectos industriales?

Para un proyecto de ácido sulfúrico a gran-escala, seleccionar una planta de producción no es simplemente una cuestión de comparar los precios de los equipos o la capacidad nominal. La planta debe adaptarse a la materia prima, la producción anual, la concentración de ácido, el programa de operación, las condiciones de los servicios públicos, el diseño del sitio, el proceso posterior y los requisitos ambientales. Estos factores determinan la ruta del proceso, la configuración del equipo, el sistema de recuperación de calor, los materiales de construcción, el nivel de automatización y el alcance general del proyecto. Para los compradores industriales, la cuestión clave no es sólo cuánto ácido puede producir la planta, sino también si todo el sistema de proceso cumple con las condiciones de producción requeridas.

La primera decisión de compra es la capacidad de producción requerida. Los compradores deben definir la producción anual objetivo junto con las horas de funcionamiento esperadas, en lugar de seleccionar equipos basándose únicamente en la capacidad horaria nominal. Un proyecto que produce 100.000 t/a, por ejemplo, requiere un proceso y una configuración de servicios públicos diferentes a los de una instalación más pequeña o una planta diseñada para una producción sustancialmente mayor. La materia prima debe considerarse en la misma etapa porque afecta directamente la ruta del proceso y el equipo aguas arriba.

Una planta de producción de ácido sulfúrico que quema azufre-generalmente sigue la fusión de azufre, la filtración de azufre, la combustión de azufre, la conversión de SO₂, la absorción de SO₃ y la manipulación final del ácido sulfúrico. Cuando se utilizan gases de proceso que contienen pirita o azufre-en lugar de azufre elemental, es posible que se requieran sistemas adicionales de preparación de alimentación y limpieza de gases-. Por lo tanto, la ruta final del proceso debe determinarse a partir de las condiciones reales de la materia prima-, la capacidad de producción requerida, las condiciones operativas y los requisitos posteriores.

Una planta de ácido sulfúrico completa consta de secciones de proceso interconectadas en lugar de una única máquina de producción. El paquete de equipos normalmente debe cubrir las etapas de preparación del alimento y combustión, conversión catalítica, secado y absorción, circulación de ácido, recuperación de calor, control de procesos y almacenamiento o manipulación de ácido-terminado según el alcance del proyecto.

Fusión y filtración de azufre → combustión de azufre → conversión de SO₂ → secado y absorción → circulación de ácido → recuperación de calor → control de proceso → manejo de ácido terminado.

La sección de preparación de azufre determina la condición de la alimentación que entra en combustión. La sección de combustión proporciona el gas SO₂ requerido por la etapa de conversión. Las secciones de conversión y absorción determinan cómo el gas de proceso se convierte y se absorbe en ácido sulfúrico. Luego, la recuperación de calor se puede incorporar al sistema de servicios públicos de la planta, cuando corresponda.

Para la adquisición-de una planta completa, estas secciones deben considerarse como un sistema de proceso. Los cambios en la capacidad, la materia prima, la concentración de ácido o las condiciones operativas pueden afectar el tamaño del equipo, las tuberías, los servicios públicos, la instrumentación y los requisitos de control.

Cada sección de una planta de producción de ácido sulfúrico está conectada a través de las condiciones generales del proceso. El sistema de combustión de azufre debe proporcionar una generación estable de SO₂ para la sección de conversión aguas abajo, mientras que el sistema de conversión mantiene las condiciones de gas requeridas para la oxidación catalítica. El sistema de secado y absorción maneja la concentración y circulación del ácido, mientras que la recuperación de calor se puede incorporar al equilibrio de utilidad de la planta.

Para una adquisición completa-de la planta, la selección de equipos debe seguir el diseño del proceso-y no al revés.

Un cambio en una sección del proceso puede afectar el tamaño del equipo, el consumo de servicios públicos, el equilibrio térmico, las tuberías, la instrumentación y el control del proceso en toda la instalación. Por lo tanto, estos sistemas deben evaluarse como una configuración integrada y no como paquetes de equipos independientes.

Una configuración de referencia publicada para una planta de producción de ácido sulfúrico que quema azufre-de 100.000 t/a utiliza un sistema de conversión catalítica de cuatro-etapas dispuestas como 3+1, junto con doble conversión y doble absorción (DCDA). La configuración de referencia especifica una tasa de conversión de SO₂ superior o igual al 99,8 % y una concentración de ácido sulfúrico de aproximadamente 98,1–98,5 %.

Capacidad: 100,000 t/a

Conversión:3+1 conversión catalítica de cuatro-etapas

Absorción:Doble conversión y doble absorción (DCDA)

Conversión de SO₂:Mayor o igual a 99,8%

Concentración de ácido:aproximadamente 98,1–98,5%

Generación de vapor:aproximadamente 15 t/h a 3,82 MPa

Control:control automático DCS

Estas figuras describen una configuración de referencia y no deben tratarse como valores de diseño universal. Las especificaciones finales de la planta dependen de la materia prima real, el objetivo de producción, las condiciones de los servicios públicos, los requisitos del sitio, la concentración de ácido y los requisitos ambientales aplicables.

La selección de materiales es una parte importante del diseño de una planta de ácido sulfúrico porque diferentes secciones están expuestas a diferentes gases, ácidos, temperaturas y condiciones operativas. Por lo tanto, los materiales deben seleccionarse de acuerdo con las condiciones reales de servicio en lugar de aplicar un solo material en toda la planta.

La construcción-resistente a los ácidos se puede utilizar en equipos de proceso relevantes según las condiciones de servicio.
El revestimiento de ladrillo-ácido se puede aplicar donde el equipo de proceso y las condiciones operativas lo requieran.
La aleación 316L se utiliza en equipos de servicio-corrosivo relevantes dentro de la configuración del proyecto aplicable.

El control del proceso está estrechamente relacionado con el funcionamiento estable de la planta de ácido sulfúrico. El sistema de control necesita coordinar las principales secciones del proceso y monitorear las variables operativas requeridas por el diseño específico de la planta. En la configuración de referencia publicada de 100.000 t/a se incluye un sistema de control automático DCS.

El control de emisiones debe abordarse durante el diseño del proceso en lugar de tratarse como una cuestión posterior separada. Las medidas de control aplicables dependen de la ruta del proceso, la materia prima, la configuración de la planta, los requisitos ambientales locales y las condiciones del proyecto.

Los valores de desempeño ambiental deben confirmarse con el diseño del proceso final y los requisitos aplicables al sitio del proyecto.

Antes de solicitar una planta completa de producción de ácido sulfúrico, los compradores deben proporcionar suficiente información del proceso para que el proveedor establezca la configuración de la planta. La especificación de compra debe cubrir los requisitos del proceso en lugar de solo los nombres de los equipos individuales.

Materia prima:gas de proceso que contiene azufre, pirita o azufre-y su composición pertinente.
Objetivo de producción:capacidad anual requerida y condiciones de operación.
Especificación de producto:concentración requerida de ácido sulfúrico y uso posterior.
Utilidades:energía disponible, agua, vapor, combustible y otras condiciones del sitio cuando corresponda.
Materiales:materiales resistentes a la corrosión-requeridos y arreglos de revestimiento para los equipos relevantes.
Requisitos de control y ambientales:alcance de la automatización, monitoreo de procesos, requisitos de emisiones y regulaciones locales aplicables.

Para una planta de ácido sulfúrico completa, es necesario evaluar al fabricante o proveedor de ingeniería de acuerdo con el alcance real del proyecto. Los compradores deben aclarar si el proveedor es responsable únicamente de los equipos individuales o del diseño del proceso, el suministro de equipos, la instalación, la puesta en servicio, la capacitación y el soporte técnico.

El mismo principio se aplica a las garantías de proceso y a las especificaciones técnicas. La capacidad, la concentración de ácido, el rendimiento de la conversión, las condiciones de los servicios públicos, la selección de materiales y los requisitos ambientales deben definirse según el proyecto específico en lugar de tomarse de un catálogo general de equipos.

Asia Chemical Engineering Co., Ltd. brinda servicios de ingeniería para proyectos de producción de procesos y químicos, que abarcan consultas técnicas, diseño de procesos, fabricación o adquisición de equipos, instalación, puesta en servicio, capacitación de operadores y soporte técnico.

Para proyectos de ácido sulfúrico, el alcance de ingeniería para unplanta de producción de ácido sulfúricose puede desarrollar de acuerdo con la materia prima seleccionada, la capacidad de producción, la ruta del proceso, la configuración del equipo, las condiciones de los servicios públicos, los materiales de construcción, los requisitos de control y las condiciones del sitio del proyecto-. Se pueden considerar configuraciones de plantas de ácido sulfúrico a base de azufre-y pirita-de acuerdo con los requisitos de materia prima-del proyecto.