PRODUCCION INDUSTRIAL DE ACIDO FOSFORICO

VIA HUMEDAYeso hemihidratado:La molcula de yeso esta formada por molcula de agua:SO4Ca2 + H2OYeso dihidratado:La molcula de yeso esta formada por 2 molculas de agua:SO4Ca2 + 2 H2O

VIA HUMEDA

Seccin de moliendaSeccin de ReaccinSeccin de FiltradoRoca FosfticaAcido SulfricoAcido Fosfrico

VIA HUMEDA

Siape: se recomienda para rocas de alto contenido de carbonatos donde se utiliza la emisin de CO2 como medio de agitacin y conduccin de fluido. Consiste en un reactor con un cilindro interno donde se adiciona el H2SO4, acido de reciclo y la roca Prayon: consta de un nico reactor dividido en tres diferentes secciones. Consta con varios agitadores en cada seccin y la adicin de H2SO4 normalmente se realiza en las 2 primera secciones. Rhone Poulene:consta de 1 reactor con agitador central y con baffles, existe una adicin de H2SO4 en diversos puntos a travs de dispersin. No posee sistema de recirculacin.Existen a nivel mundial varias tecnologas para esta variante de obtencin de H3PO4

ReaccinEl agua rociada dentro del sistema del venturi (lavado de los gases y extraccin a la atmsfera), reacciona con los compuestos fluorados, reduciendo la emisin a la atmsfera.Los gases desprendidos por el sistema contiene: aire, CO2 ,vapor de agua, tetrafluoruro de slice, trazas de HF y P2O5,en forma de niebla.Los gases generados en la reaccin estn formados principalmente por tetra fluoruro de slice el cual reacciona con agua para formar cido fluorsilicico en solucin y oxido de slice. Emisiones Gaseosas en los Reactores

Molino: Es el encargado de moler la roca fosfrica para dejarla de tamao de alrededor de de pulgada y as alimentar el reactor con la misma. En este caso el recomendado es el de bolas.

Reactor contino por lotes de tanque agitado: El volumen del reactor se fija como la suma de los volmenes de los reactivos utilizados para las etapas de digestin. El reactor es cilndrico, como parmetro de diseo, se eligi un factor de forma (h/d)=1,2, puesto que, un valor de esta relacin, mayor de 1 el dimetro y la altura del reactor son: Dimetro = 1,760 m Altura = 2,112 m PRESION =1 atm Temperatura = 250-450C

Dosificadores: como el proceso es por lotes, se necesitan 3 dosificadores para el agua, cido sulfrico y cido fosfrico, para ingresar al reactor como materias primas.

CaractersticaDosificador de aguaDosificador de H3PO4Dosificador de H2SO4

Volumen0,85 m33,28 m30,5 m3

Altura1,15 m1,82 m0,98 m

Dimetro0,96 m1,52 m0,82 m

Tipo de cabezaElipsoidalElipsoidalElipsoidal

Profundidad de cabeza0,24 m0,38 m0,20 m

Evaporacin

Condiciones operativas Presin y temperatura del vapor saturado:130 psi y 180C. Temperatura del cido en el cono: (76-80)C Temperatura en el intercambiador: (100-110)C Presin de vaco: (76-82) mmHg Temperatura de agua fra: (30-32)C Temperatura de agua caliente: (40-42)C

Caldera: se usa para obtener un control de temperatura en el reactor de produccin de cido fosfrico y en las dems unidades. Capacidad: 20 BPH Vapor/hora= 690 lbs 212F Tipo= horizontal pirotubular Dimensiones= ancho 36 in, largo 93 in Consumo= 4,5 gph de ACPM

Bombas: se usan para impulsar las suspensiones y fluidos a travs de las tuberas a los equipos de la planta. Se usan de acero inoxidable con tubera de entrada de 2 y de descarga de 1,5. Bomba 1: se impulsa el cido fosfrico al dosificador. Bomba 2: se impulsa el cido sulfrico al dosificador. Bomba 3: se impulsa el cido fosfrico que sale del decantador al filtro. Bomba 4: se impulsa el cido fosfrico filtrado al evaporador.

Lavador de gases: El lavador funciona mediante 3 componentes: Ejector Tanque separador Eliminador de gotas Altura del plato= 0,5 m Dimetro de la torre =0.8 m

Decantador: Tomando una relacin de H/D= , respecto al reactor se tiene que el dimetro debe ser de 1.86 m y la altura de 2.23 m. La agitacin del decantador debe ser de 25 rpm y de acero inoxidable.

Filtro : Temperatura de operacin= 70C Flujo volumtrico= 1 m3/h Porcentaje de slidos en suspensin= 3% Composicin de filtrado= cido fosfrico y agua Composicin de la torta= sulfato de calcio

Digestin: Ca10F2 (PO4)6+ 14H3PO4= 10Ca (H2PO4)2 + 2HF Reaccin: 4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O Reaccin: Fe2O3 + 2H3PO4 = 2FePO4 + 3H2OOtras reacciones qumicas de inters industrial

Tratamiento QumicoPre-tratamientoTemperaturaAcidez sulfrica libre(69-72)C(34-40)C(30-35) g/L(10-11) g/L

Condiciones de proceso Molino Reactor Lavador de gases Decantador Filtro Evaporador Tanques de tratamiento quimico Dosificadores Caldera Bombas

Reaccin

Reacciones Qumicas del Proceso3Ca(H2PO4)2 + 3H2SO4+ 6H23CaSO42H2O + 6H3PO42. Lodo de ReaccinCa3(PO4)2+ 4H3PO4

3Ca(H2PO4)21. Fosfato MonoclcicoETAPASCa3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 3CaSO4 . 2H2O + 2H3PO4Reaccin Principal que se lleva a cabo en el proceso