INTRODUCCIÓN

El ácido sulfúrico es el producto de la industria química básica más empleado, dado su relativo bajo precio y versatilidad, siendo por

tanto el producto químico más fabricado en el mundo con una producción de aproximadamente 200 millones de toneladas en 2009

y una estimación de 285 millones de toneladas para 2020. Casi no existe industria ni fabricación que no lo utilice directa o

indirectamente en algunas de sus operaciones y en sus diversos grados de concentración, tanto en la gran industria química como en

la metalurgia y la química orgánica. Generalmente se fabrica dentro de la propia industria que lo consume, por lo que su comercio

no es tan fuerte como su consumo. Tan importante es el ácido sulfúrico que la industrialización y adelanto de un país se llegó a

medir, entre otros parámetros, por su producción de ácido sulfúrico (su consumo por habitante da idea de la potencia de la industria

química de una nación, del mismo modo que la del hierro da idea de la potencia de la industria en general). Ahora sigue teniendo la

misma importancia como materia prima, pero no la importancia estratégica que tuvo en su día. El ácido sulfúrico se produce

mayoritariamente a partir del azufre elemental, pero además es un subproducto importante de la industria metalúrgica que utiliza

como materias primas menas de sulfuros de cobre (piritas y calcopiritas), de zinc (blendas), mercurio (cinabrio), plomo (galenas), etc.

y otros complejos. Antiguamente se utilizaban dos procesos para obtener ácido sulfúrico: el proceso de cámaras de plomo y el de

contacto. Actualmente se usa sólo este último en todas las industrias alrededor del mundo, ya que el primero (proceso de cámaras

de plomo) desapareció debido a que se puede producir el ácido sólo en una concentración del 78% y su impacto ambiental es

mayor.

1. RECURSOS NATURALES INORGÁNICOS POTENCIALES DE EXPLOTACIÓN.

La materia prima para la fabricación de ácido sulfúrico debe contener azufre capaz de producir SO2 (anhídrido sulfuroso), desde la

perspectiva de los procesos industriales sostenibles sería más conveniente producir ácido sulfúrico utilizando azufre como materia

prima, pero se tienen dos opciones: a partir de azufre nativo (recurso no renovable) o a partir de azufre petroquímico (recurso no

renovable reciclado), conviene la segunda opción ya que se aprovechan los residuos de la desulfuración de los combustibles,

principalmente del petróleo y el gas natural. También se puede obtener el ácido sulfúrico a partir de los gases calientes de la

tostación de sulfuros metálicos (por ejemplo, calcopiritas, piritas, galena, etc.); en estos casos se aprovecha también el calor de estos

gases que luego deben ser depurados, antes de ser oxidados catalíticamente para producir SO3 , y garantizar la operación eficiente

del catalizador de contacto.

A partir de la desulfuración del petróleo:

Del residuo procedente de la desulfuración del petróleo, se puede obtener azufre petroquímico, que es suministrado de forma

sólida a la planta, constituyéndose así en la única materia prima de este proceso. Primero se funde, luego se filtra y se almacena de

forma líquida. El proceso productivo consiste en la combustión del azufre líquido (atomizado en pequeñas gotitas) para la

generación de SO2, que luego pasa a un convertidor multilechos (actualmente se utilizan cuatro o cinco lechos de contacto sobre un

catalizador de pentóxido de vanadio V2 O5) donde el SO2 es transformado en SO3, que luego de una doble absorción de este gas, se

obtiene ácido sulfúrico concentrado y óleum (dependiendo de la cantidad de SO3 absorbida). Es importante resaltar que, es posible

aprovechar el calor generado en el proceso (como resultado de reacciones exotérmicas, tanto en la combustión del azufre como en

la oxidación del SO2 a SO3), tanto para la fusión del azufre como para la producción de energía eléctrica (que se utiliza para

autoconsumo, en la misma planta, y para exportarlo a la red pública)

A partir del tratamiento de gases residuales generados en la tostación de piritas

A pesar de ser el H2SO4 un producto químico fundamental en la manufactura de productos de alto valor agregado, su precio es

relativamente bajo por lo que se deberían buscar fuentes de materias primas disponibles con facilidad en grandes cantidades y de

costo reducido. En este sentido una materia prima atractiva es el dióxido de azufre (SO2 ), residuo gaseoso producido en el

procesamiento de piritas, ya que además de atender una problemática ambiental se obtiene una sustancia química apreciada en el

mercado, por ello se ha considerado al ácido sulfúrico obtenido a partir de residuos como un “producto ecológico”.

2. DEFINICIÓN OPERACIONAL DEL PROCESO INDUSTRIAL INORGÁNICO EN ESTUDIO.

El ácido sulfúrico es un compuesto químico inorgánico constituido por hidrógeno, oxígeno y azufre, de fórmula molecular H2SO4 y de

nombre vulgar aceite de vitriolo. Es una de las combinaciones químicas inorgánicas de mayor importancia. El ácido sulfúrico es un

líquido oleoso, de densidad 1,8342 g/ml, transparente e incoloro cuando se encuentra en estado puro, y de color marrón cuando

contiene impurezas. En su forma comercial está usualmente impuro y su coloración es pardusca. Es un ácido fuerte que, cuando se

calienta por encima de 30 º C desprende vapores y por encima de 200 º C emite trióxido de azufre. En frío reacciona con todos los

metales y en caliente su reactividad se intensifica. Tiene gran afinidad por el agua y es por esta razón que extrae el agua de las

materias orgánicas, carbonizándolas.

La molécula presenta una estructura piramidal, con el átomo de azufre en el centro y los cuatro átomos de oxígeno en los vértices.

Los dos átomos de hidrógeno están unidos a los átomos de oxígeno no unidos por enlace doble al azufre. Dependiendo de la

disolución, estos hidrógenos se pueden disociar. En agua se comporta como un ácido fuerte en su primera disociación, dando el

anión hidrogenosulfato, y como un ácido débil en la segunda, dando el anión sulfato. El ácido sulfúrico puede formar soluciones con

el agua en cualquier proporción. Las soluciones acuosas de ácido sulfúrico se nombran de acuerdo con el porcentaje en peso de

ácido en la solución; el ácido sulfúrico concentrado es entonces H2SO4 100%, que se conoce como anhidro o como monohidrato de

trióxido de azufre.

3. PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS, TERMODINÁMICAS Y AMBIENTALES DE LOS MATERIALES DEL PROCESO DE

OBTENCIÓN DEL ÁCIDO SULFÚRICO.

1) Propiedades físicas del ácido sulfúrico.

Peso Molecular (g/mol) 98,08

Estado físico Líquido viscoso

Color incoloro-marrón

Olor inodoro en frío y picante en caliente

Punto de Ebullición (ºC) (760 mmHg) 290; 100%

310-335; 98%

Punto de Fusión (ºC) 10,4-10,5; 100%

3; 98% -64; 65%

Presión de Vapor (mmHg) < 0,001; 20 ºC 1; 146 ºC

Gravedad Específica (Agua = 1) 1,841; 100%

Densidad del Vapor (Aire = 1) 3,4

Solubilidad en Agua (g/ml) Total

Solubilidad en otros productos químicos Se descompone en alcohol

Temperatura de descomposición térmica a partir de 30 ºC y totalmente a 450 ºC

Límites de Inflamabilidad (% vol) N.A.

Temperatura de Auto ignición (ºC) N.A.

Punto de Inflamación (ºC) N.A.

Ph 0.3; Solución 1 N 1,2; Solución 0,1 N 2,1; Solución

0,01 N

Constante crioscópica 68,1

Constante dieléctrica a 20 ºC 108 ciclos/s >84 u. c. g. s.

Calor específico a 0 ºC (sólido) 0,269 cal / g ºC

Calor específico a 10,5 ºC (líquido) 0,339 cal / g ºC

Entalpía de formación (sólido) −192,24 Kcal / mol

Entalpía de formación (líquido) −189,75 Kcal / mol

Entalpía de vaporización a 274 ºC +11,95 Kcal / mol

Entalpía de fusión a +10,0 ºC + 2,53 Kcal / mol

Tensión superficial 98,5 % y 10 ºC 55,5 dinas / cm

Indice de refracción a 20 ºC 1,429

2) Propiedades químicas

a. Propiedades ácidas: El ácido sulfúrico de todas las reacciones características de los ácidos: reacciona con los óxidos e

hidróxidos de los metales formando la sal correspondiente, ataca a los metales que se encuentran por encima del

hidrógeno en la serie de tensiones, etc.

Es un ácido fuerte. Es dibásico y en disolución diluida experimenta una ionización primaria casi total; la ionización secundaria es

menos completa, como se observa por los valores de las correspondientes constantes de ionización:

Debido al elevado punto de ebullición del ácido sulfúrico, se utiliza este ácido para desplazar de sus sales a ácidos que hierven a

temperaturas más bajas, constituyendo, a veces, un excelente procedimiento para obtenerlos, al menos en el laboratorio.

b. Acción deshidratante: El ácido sulfúrico, especialmente si es concentrado, tiene una fuerte apetencia por el agua, dando

lugar a una serie de hidratos (monohidrato (H2SO4·H2O), el dihidrato (H2SO4.2H2O), el trihidrato (H2SO4.3H2O), el

tetrahidrato (H2SO4.4H2O) y por último el hexahidrato (H2SO4.6H2O)). Esta reacción con el agua es tan pronunciada que

no solamente elimina agua de los materiales que la contienen, sino que en ocasiones elimina los dos elementos que la

forman (hidrógeno y oxígeno), sobre todo si se encuentran en la misma reacción atómica que en el agua, como ocurre en

muchos hidratos de carbono.

Incluso con el ácido nítrico

Esta acción deshidratante hace que el ácido sulfúrico se utilice para desecar gases que no reaccionan con él, así como para eliminar

el agua que se produce en muchas reacciones químicas, tales como la nitración, en la fabricación de colorantes y explosivos.

c. Acción oxidante: El ácido sulfúrico no tiene un poder oxidante particularmente notable. Este poder viene determinado

por los valores de los diferentes potenciales redox:

Sólo concentrado y en caliente el potencial es suficiente para oxidar metales como el cobre, a los que disuelve. Los productos de la

reducción del H2SO4 pueden ser el SO2, el S, el H2S, según las fuerzas relativas de oxidante-reductor. A modo de ejemplo, veamos

algunas de estas oxidaciones:

d. Reacciones orgánicas: El ácido sulfúrico interviene también en numerosas reacciones orgánicas, bien como reactivo, bien

como catalizador. Un ejemplo de ambas actuaciones puede ser la sulfonación de hidrocarburos aromáticos:

Y la nitración, también de anillos bencénicos:

e. Reactividad: El ácido sulfúrico no es un material combustible en sí mismo, pero por ser altamente reactivo es capaz de

iniciar la ignición de sustancias combustibles cuando entra en contacto con ellas (materia orgánica y compuestos tales

como nitratos, carburos, cloratos, etc.). También reacciona de forma exotérmica con el agua; tiene mayor

desprendimiento de calor cuando la proporción es de dos moléculas gramo de agua por molécula gramo de ácido

sulfúrico, alcanzando una temperatura de 158 º C (316 º F).

3) Propiedades termodinámicas.

Fórmula Nombre M (g/mol) ΔH°f

(kJ/mol)

ΔG°f

(kJ/mol)

S°f

(J/mol K)

Cp,m°

(J/mol K)

H2SO4(ac) ácido

sulfúrico 98.08 -909.27 -744.53 20.10 ----

4) Propiedades ambientales.

Efectos ecotóxicos: Los efectos más agudos incluyen muerte de animales y muerte o dificultad para el desarrollo de las plantas. La

toxicidad para la vida acuática está relacionada con la dureza del agua

Toxicidad acuática:

Letal (agua dulce): 24,5 ppm/ 24 horas (agalla azul)

LC50 (agua salada): 42,5 ppm/ 48 horas (gamba)

Persistencia y degradabilidad:

Producto no biodegradable.

Bioacumulación:

Producto no bioacumulable.

4. DESCRIPCIÓN DE LOS DIFERENTES MÉTODOS O TECNOLOGÍAS RECIENTES DE INDUSTRIALIZACIÓN DEL PROCESO DE

OBTENCIÓN DEL ÁCIDO SULFÚRICO.

En la actualidad hay dos variantes para la obtención del trióxido de azufre (proceso lento), denominadas el método de contacto y el

método de las cámaras de plomo. El primero es más caro pero produce ácido sulfúrico muy concentrado (95%) y de elevada pureza.

El segundo es más económico, tiene mayor capacidad de producción, pero el ácido sulfúrico obtenido es de menor concentración

(70%) y de menor pureza.

METODO DE CONTACTO

El método de contacto para la producción de ácido sulfúrico es un método que utiliza una catálisis heterogénea, es decir, el

catalizador empleado está en una fase de agregación distinta. En concreto, suele utilizarse un catalizador sólido, el pentóxido de

divanadio, V2O5. Este método permite obtener un ácido sulfúrico con una concentración en torno al 98% en peso (es decir, 98

gramos de ácido sulfúrico por cada 100 gramos de disolución; los dos gramos restantes son agua), que es el que suele utilizarse en el

laboratorio, por ejemplo, para preparar posteriormente disoluciones menos concentradas.

Comprende tres etapas:

1) Producción del Dióxido de Azufre SO2

.

𝑺 + 𝑶𝟐 → 𝑺𝑶𝟐

Sin embargo, esta reacción será válida únicamente si la producción del dióxido de azufre se lleva a cabo a partir de azufre

puro sólido. Aunque esta es la situación ideal, por la menor producción de subproductos o presencia de impurezas y el

mayor rendimiento, lo cierto es que hay muchas plantas de producción de ácido sulfúrico que emplean otras fuentes para

la producción inicial de SO2. Una fuente usada muy habitualmente es la pirita, mineral disulfuro de hierro, FeS2, que por

tostación con exceso de aire produce óxido de hierro (III) y dióxido de azufre en una reacción redox.

𝟒𝑭𝒆𝑺𝟐(𝒔) + 𝟏𝟏𝑶𝟐 (𝒈) → 𝟐𝑭𝒆𝟐𝑶𝟑(𝒔) + 𝟖𝑺𝑶𝟐(𝒈)

Trabajar con exceso de aire hará que el SO2 producido esté ya mezclado con oxígeno en la corriente de salida hacia la

siguiente etapa, lo cual será necesario para la obtención de SO3. Una vez obtenido el dióxido de azufre y antes de entrar en

el reactor, se debe purificar, ya que puede estar mezclado con restos de otros compuestos. Para ello se pueden emplear

diversos métodos, como hacerlo pasar por separadores de polvo, mecánicos o electrostáticos, y el lavado con agua y ácido

sulfúrico concentrado. Ya purificado pasará al reactor para la producción de SO3.

2) Conversión de 𝑺𝑶𝟐 a 𝑺𝑶𝟑

𝑺𝑶𝟐 + 𝟏

𝟐𝑶𝟐 → 𝑺𝑶𝟑

La producción de trióxido de azufre a partir de la reacción del dióxido de azufre con el oxígeno es una reacción exotérmica

y reversible (no se produce de forma completa sino que alcanza un equilibrio químico, en el que sigue habiendo presencia

tanto de reactivos como de productos).

La reacción se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido, que puede ser platino o pentaóxido de vanadio (V2O5),

aunque este último es más habitual porque es menos susceptible de envenenamiento y desgaste que el platino

(especialmente en plantas en las que se obtiene el SO2 por tostación de pirita, ya que está a menudo contiene arsénico. El

arsénico no se puede eliminar en su totalidad de la corriente de gases producidos y envenena el platino en el convertidor).

La actuación del catalizador es óptima entre 400 y 450ºC, y es por este motivo que se emplean estas temperaturas, a pesar

de que una disminución de la temperatura favorecería la reacción termodinámicamente (por ser exotérmica) pero afectaría

negativamente a la cinética de reacción, como se explicará con mayor detenimiento en un apartado posterior. En cuanto a

la presión, se mantiene a 1 o 2 atmósfera, pues si bien un aumento de la presión favorecería el desplazamiento de la

reacción a la derecha (principio de Le Châtelier) supondría un sobrecoste no asumible del proceso industrial. De hecho,

esto ocurre a menudo y es una limitación importante en la industria: las mejores condiciones para el proceso químico no

tienen por qué ser (y generalmente nunca son) las mejores condiciones para el bolsillo de la industria, principalmente

considerando los costes de la energía eléctrica.

3) Conversión del 𝑺𝑶𝟑 en 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒

La conversión del SO3 en ácido sulfúrico no se puede llevar a cabo por simple reacción del trióxido de azufre con agua porque en

dicha reacción se desprende muchísima energía, haciendo que la mayor parte del trióxido de azufre se volatilice sin reaccionar para

formar el ácido sulfúrico.

𝑺𝑶𝟑 + 𝑯𝟐𝑶 → 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒

Por ello, en lugar de esto, lo que se hace primero es disolver el trióxido de azufre en ácido sulfúrico concentrado, lo que

produce ácido.

𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒(𝒍) + 𝑺𝑶𝟑(𝒈) → 𝑯𝟐𝑺𝟐𝑶𝟕(𝒍)

A este ácido también se le denomina ácido sulfúrico fumante, por su tendencia a emitir vapores. El H2S2O7 (l) sí que puede reaccionar

con agua de forma segura en una reacción favorable termodinámicamente, descomponiéndose para producir ácido sulfúrico

concentrado del 97% al 99%.

𝑯𝟐𝑺𝟐𝑶𝟕(𝒍) + 𝑯𝟐𝑶(𝒍) → 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒(𝒍)

5. DIAGRAM DE FLUJO DE LA PRODUCCION DE ÁCIDO SULFÚRICO MÉTOTO DE CONTACTO

6. DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA PRODUCCION DE ÁCIDO SULFÚRICO MÉTOTO DE CONTACTO

7. MODELOS Y/O REACCIONES QUÍMICAS DE LA PRODUCCION DE ÁCIDO SULFÚRICO MÉTOTO DE CONTACTO

Producción del Dióxido de Azufre SO2

𝑆 + 𝑂2 → 𝑆𝑂2

4𝐹𝑒𝑆2(𝑠) + 11𝑂2 (𝑔) → 2𝐹𝑒2𝑂3(𝑠) + 8𝑆𝑂2(𝑔)

Conversión de 𝑆𝑂2 a 𝑆𝑂3

𝑆𝑂2 + 1

2𝑂2 → 𝑆𝑂3 ΔH = -196kJ·mol-1

Conversión del 𝑆𝑂3 en 𝐻2𝑆𝑂4

𝑆𝑂3 + 𝐻2𝑂 → 𝐻2𝑆𝑂4

𝐻2𝑆𝑂4(𝑙) + 𝑆𝑂3(𝑔) → 𝐻2𝑆2𝑂7(𝑙)

𝐻2𝑆2𝑂7(𝑙) + 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝐻2𝑆𝑂4(𝑙)

8. OTRAS REACCIONES QUÍMICAS DE INTERÉS INDUSTRIAL

La reacción es muy exotérmica y reversible.

𝐻2𝑆2𝑂7(𝑙) + 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝐻2𝑆𝑂4(𝑙)

9. CONDICIONES DE PROCESO

La mezcla de SO2 y de oxígeno se introduce en el reactor en las mismas proporciones en volumen, 1:1, es decir, habrá 1 molécula de

SO2 por cada molécula de O2 (la misma cantidad de gas en las mismas condiciones contiene el mismo número de partículas, nos lo

dice la Ley de Avogadro). Esto hace que el oxígeno esté en exceso, ya que según las proporciones de la reacción, es necesaria solo 1

molécula de oxígeno por cada 2 moléculas de SO2 (o lo que es lo mismo, ½ molécula de O2 por cada molécula de SO2, y en realidad

hay 1, el doble). Este exceso de oxígeno favorecerá la producción de SO3 según el Principio de Le Châtelier, ya que es un reactivo, y

es una forma barata de favorecer la reacción. No se utiliza una proporción mayor porque esto disminuiría la cantidad de SO2 en la

corriente de entrada y al final, esta menor concentración del compuesto que queremos transformar en SO3 sería contraproducente;

la cantidad absoluta de SO3producida por día disminuiría, a pesar de aumentar el porcentaje de conversión en el reactor (es decir,

mayor eficacia pero menor valor absoluto de producto convertido).

TEMPERATURA Y PRESIÓN

TRITURACIÓN TOSTACIÓN REACTOR

ENFRIADO ABSORCIÓN

Aunque una disminución de la temperatura favorecerá el desplazamiento del equilibrio hacia la producción de SO3, por ser la

reacción exotérmica. Sin embargo, como se ha comentado previamente, las condiciones empleadas en el reactor son de 400 a

450ºC, lo cual no parece una temperatura muy baja que digamos. Entonces… ¿por qué se emplea una temperatura tan elevada, si

sabemos que la menor temperatura favorecería el desplazamiento del equilibrio? Hay dos motivos: uno es cinético (la temperatura

muy baja hará que el equilibrio esté más desplazado, pero que la reacción sea más lenta) y otro es por el rendimiento del

catalizador. Así, la temperatura empleada es una temperatura de compromiso: el catalizador funciona bien, se produce una

proporción suficientemente elevada de SO3 en la mezcla de equilibrio y a una velocidad también lo suficientemente elevada. En

cuanto a la presión, aunque la reacción se verá favorecida por un aumento de la misma (inicialmente tenemos 3 moles, en los

reactivos, y se producen 2 moles), lo cierto es que incluso a una presión poco mayor que la atmosférica, entre 1 y 2 atmósferas, que

son las condiciones utilizadas, ya se logran rendimientos muy elevados de obtención de SO3, de modo que no compensa el gasto

económico que supone aumentar aún más la presión.

USO DE UN CATALIZADOR

El catalizador no afectará a la posición del equilibrio, sino únicamente a la velocidad de reacción (en ambos sentidos). En ausencia de

catalizador la reacción es tan lenta que prácticamente no transcurre de forma apreciable. Así, el catalizador logra que la reacción sea

lo suficientemente rápida y que suceda con un buen rendimiento a pesar de que los gases pasan poco tiempo en el reactor con este

método.

10. MECANISMO DE REACCIÓN

En el primer paso es producir dióxido de azufre por la combustión de azufre con el oxígeno del aire. El aire empleado en la

combustión debe ser lo suficientemente seco, para evitar la corrosión y la desactivación del catalizador, por lo contrario resultante

ácido sulfúrico o ácido sulfuroso para evitar.

El dióxido de azufre reacciona con oxígeno en presencia de un catalizador, de platino - o vanadio - (en gel de sílice SiO2), en una

reacción de equilibrio a trióxido de azufre. La misión del catalizador es aumentar la velocidad de reacción pero no cambia el punto

de equilibrio. De acuerdo con el principio de Le Chatelier, una temperatura más baja desplaza el equilibrio químico hacia la derecha,

por lo tanto, aumenta el rendimiento porcentual. Si al bajar la temperatura también baja la velocidad de formación pudiendo llegar

a un nivel antieconómico. Como compromiso entre los dos condicionantes las altas temperaturas se sitúa entorna a los 450 ° C, las

presiones medias entre 1 a 2 atm. Como la reacción es exotérmica después de pasar por una bandeja de catalizador el gas se saca

del reactor y se enfría hasta los 400ºC antes de volver a introducirlo, para conseguir el proceso lo más isotermo posible.

S(s) + O2(g) → SO2(g) ∆H = −298 kJ mol⁄

2SO2(g) + O2(g) → 2SO3 ∆H = −196 kJ mol⁄

SO3(g) + H2O(l) → H2SO ∆H = −132 kJ mol⁄

11. TECNOLOGÍA DE PURIFICACIÓN DEL PRODUCTO PRINCIPAL A OBTENER

La purificación a fondo del SO2 es de extraordinaria importancia, de manera que se eliminan los posibles venenos del catalizador,

como los óxidos de arsénico en el caso del platino, etc. Para ello se le hace pasar a través de unas “cámaras de polvo” precipitadores

electrostáticos, torres de lavado y torres de secado posterior, mediante el uso de contracorrientes de ácido sulfúrico.

12. IMPACTO AMBIENTAL DE LOS MATERIALES USADOS, ELABORADOS Y LA PROPUESTA DE MITIGACIÓN

En el proceso de fundición de minerales sulfurados de cobre, se produce una gran cantidad de dióxido de azufre (SO2), compuesto

altamente contaminante que se emite a la atmósfera.

Mediante la planta de ácido es posible retirar de los gases este compuesto tóxico, y convertirlo en ácido sulfúrico, utilizando una

serie de procesos físicos y químicos.

Además el proceso de producción de ácido elimina de los gases algunas impurezas que son contaminantes atmosféricos, como el

arsénico, mercurio, selenio y otros metales; lo que permite descartar gases por la chimenea sin SO2 y limpio de estas impurezas

contaminantes.

El contaminante más representativo de las emisiones de la industria es el bióxido de azufre, que representa un 60% del total,

seguido de los óxidos de nitrógeno con un 16%, el monóxido de carbono con 10%, los hidrocarburos con un 7% y las partículas

suspendidas totales con 7%.

Dióxido de azufre

El dióxido de azufre es el principal causante de la lluvia ácida ya que en la atmósfera es transformado en ácido sulfúrico. Por estas

razones se intenta eliminar estos compuestos antes de su combustión por ejemplo mediante la hidrodesulfuración en los derivados

del petróleo o con lavados del gas natural haciéndolo más "dulce".

Óxido de nitrógeno

Este gas en el aire puede convertirse, más tarde, en ácido nítrico produciendo así lluvia ácida. Además el NO y el NO2 son en parte

responsables del agujero de la capa de ozono.

Su efecto para con la radiación solar es doble. Mientras en la baja atmósfera contribuyen al calentamiento global.

Arsénico

El As en el aire puede incidir en la prevalencia del cáncer al pulmón, en las fundiciones este elemento es muy común en el aire.

13. APLICACIÓN DEL ÁCIDO SULFÚRICO INDUSTRIALIZADO

Las principales aplicaciones del ácido sulfúrico en algunos procesos son: Formación de sales y compuestos, fertilizantes, decapante,

pigmentos, detergentes, refinación de petróleo, regeneración de resinas de intercambio iónico y blanqueo de papel.

De todos los productos químicos industriales, el ácido sulfúrico es probablemente uno de los más importantes por su gran cantidad

de usos.

La industria que más utiliza el ácido sulfúrico es la de los fertilizantes. Otras aplicaciones importantes se encuentran en la refinación

del petróleo, producción de pigmentos, tratamiento del acero, extracción de metales no ferrosos, manufactura de explosivos,

detergentes, plásticos y fibras. En muchos casos el ácido sulfúrico funge como una materia prima indirecta y pocas veces aparece en

el producto final.

En el caso de la industria de los fertilizantes, la mayor parte del ácido sulfúrico se utiliza en la producción del ácido fosfórico, que a

su vez, se utiliza para fabricar materiales fertilizantes como el superfosfato triple y los fosfatos de mono y diamonio. Cantidades más

pequeñas se utilizan para producir superfosfatos y sulfato de amonio. Alrededor del 60% de la producción total de ácido sulfúrico se

utiliza en la manufactura de fertilizantes.

Cantidades substanciales de ácido sulfúrico también se utilizan como medio de reacción en procesos químicos orgánicos y

petroquímicos, involucrando reacciones como nitraciones, condensaciones y deshidrataciones. En la industria petroquímica se utiliza

para la refinación, alquilación y purificación de destilados de crudo.

En la industria química inorgánica, el ácido sulfúrico se utiliza en la producción de pigmentos de dióxido de titanio, ácido hidroclórico

y ácido hidrofluórico.

En el procesado de metales, el ácido sulfúrico se utiliza para el tratamiento del acero, cobre, uranio y vanadio y en la preparación de

baños electrolíticos para la purificación y plateado de metales no ferrosos.

Algunos procesos en la industria de la Madera y el papel requieren ácido sulfúrico, así como algunos procesos textiles, fibras

químicas y tratamiento de pieles y cuero.

En cuanto a los usos directos, probablemente el uso más importante es el sulfuro que se incorpora a través de la sulfonación

orgánica, particularmente en la producción de detergentes. Un producto común que contiene ácido sulfúrico son las baterías,

aunque la cantidad que contienen es muy pequeña

14. CASOS PROBLEMÁTICOS DE INTERÉS INDUSTRIAL

PROCEDIMIENTOS EN CASO DE DERRAMES O FUGAS

Debe mantenerse el material alejado del agua y alcantarillas y formarse diques para contener el derrame.

Aplicar agua en forma de rocio para bajar vapores. Estos vapores son corrosivos y tóxicos, por lo que debe evitarse que sean

derramados al drenaje, haciendo un dique para contenerlos. En caso necesario se debe cavar un pozo para almacenar el

material contaminado. El dique puede hacerse empleando tierra, sacos de arena o espuma de poliuretano. El líquido puede

absorberse con cemento en polvo o arena. Para neutralizar el ácido, los sólidos que se utilizaron para absorberlo o

contenerlo y el agua de desecho, se utiliza cal, cal sodada o carbonato de calcio

RIESGO DE INCENDIO

El ácido sulfúrico no es un producto inflamable, sin embargo, a consecuencia de su acción corrosiva sobre los metales, con

el correspondiente desprendimiento de hidrógeno, puede causar incendios y explosiones.

Así mismo el contacto con numerosos producto; químicos y con materia orgánica, puede provocar incendios.

REPARACIONES Y LIMPIEZA

Las operaciones de limpieza y reparación de instalaciones, estanques y reactores, es una tarea peligrosa que requiere

adoptar precauciones extremadas y una ejecución y supervisión de personal experto.

Previamente, se separará el equipo a reparar del resto de la instalación, desconectando y retirando todas las instalaciones,

tanto exteriores, como interiores y taponando los extremos abiertos de las secciones de instalación que no vayan a ser

reparados, para impedir la salida de ácido, preferiblemente mediante bridas ciegas para evitar errores humanos y derrames

accidentales.

Se vaciará totalmente, o al menos lo más completamente posible la sección a reparar y a continuación se lavará su interior

con grandes cantidades de agua corriente, vaciando lo mejor posible todos los residuos.

Se neutralizará cualquier residuo de ácido con soda comercial, cenizas ,cal llenando a continuación el recipiente o sección

totalmente con agua, vertiendo finalmente ésta.

Se hará fluir una corriente continuada de aire limpio, asegurando una completa renovación de aire, así como el control

higiénico del aire de salida, durante el tiempo que dure la operación, teniendo en cuenta la posibilidad de contaminación

del área de trabajo.

Antes de entrar en el estanque o recipiente y durante el curso de la operación se realizarán controles que aseguren la no

existencia de deficiencias de oxígeno ni la presencia de gases dañinos. Hay que tener en cuenta la posible existencia de

hidrógeno, debido a la reacción entre el ácido sulfúrico y los metales de que pueda estar formada la sección a reparar, ya

que este gas forma mezclas explosivas con el aire, que pueden ser muy peligrosas.

Los trabajadores que tengan que introducirse en un estanque o recinto cerrado que haya contenido ácido sulfúrico,

utilizarán equipos respiratorios independientes del medio ambiente, estando indicados adaptadores faciales del tipo

máscara completa, con válvula a demanda y presión, para impedir la entrada del contaminante. Si el tiempo de trabajo va a

ser largo, se utilizará línea de aire a presión, teniendo en cuenta que éste deberá proceder de un ambiente exterior no

contaminado y estar exento de aceites y todo tipo de impurezas. Asimismo la instalación de línea de aire debe permitir, a

los trabajadores que la utilicen, escapar sin ningún riesgo en caso de sufrir fallas o problemas imprevistos. A este fin,

deberán estar provistos de un segundo respirador autónomo para casos de emergencia y de medios integrales de rescate,

como arneses de seguridad y cuerda de rescate.