Instalatia pentru producerea acidului sulfuricStudenti:Ristea Dorin-AndreiPopescu TeodorDumitrache Catalin Profesor: Prof. univ. dr. ing.Dragos Ciuparu Universitatea Petrol si GazeFacultatea de Tehnologia Petrolului si PetrochimieSpecializarea Informatica Industriala

Aspecte informationale

Acidul sulfuric este un acid mineral Poate forma orice concentratie cu apaEste produsul chimic cel mai folosit in industrieIn combinatie cu acidul azotic, formeaza ionul NO2+, folosit la nitrarea unor compusi.

Proprietati fiziceAparenta: Lichid incolor, putin vascos, inodor;Masa moleculara : 98.1 g/mol;Densitate: 1.84 g/cm3;Punct de topire: 10C, 283K, 50F;Punct de fierbere: 290C, 563K, 554F;Structura

Obtinerea H2SO4 Dioxidul de sulf este obinut prin arderea sulfului:S(s) + O2(g) ---> SO2(g)Bioxidul de sulf este oxidat catalitic la trioxid de sulf:2 SO2(g) + O2(g) ---> 2 SO3(g) in prezenta V2O5 Trioxidul de sulf produs este dizolvat n acid sulfuric 98%, n care reacioneaz cu cele 2% ap, formand H2SO4: SO3(g) + H2O(l) H2SO4(l)

Necesitatea proiectarii unei instalatii de H2SO4

Acidul sulfuric este unul din produsele de baza ale industriei chimice fiind folosit n cele mai diverse ramuri ale economiei :

Fabricarea ingrasamintelor minerale (se consuma aproximativ 25% din productia mondiala)In industria petroliera ca agent de rafinare (cca 15% din productia mondiala)In industria colorantilor, a produselor farmaceutice, a explozivilorFabricarea altor acizi (HF,HCl,HNO3)Electrolit la fabricarea acumulatoarelor cu placi de plumb

Repartizarea consumului de acid sulfuric in lume

Pretul Acidului SulfuricCererea de acid sulfuric este din ce in ce mai mare, iar pretul lui a atins un maxim istoric in 2008 de 280 $/tona

Estimarea cererii pe durata de via a produsului Acidul sulfuric are multe aplicaii, incluznd multe reacii chimice i utilizri industriale facandu-l produsul chimic cel mai folosit n industrie; Din documentare din literatura de specialitate apreciem c in cel puin cinci ani piaa va absorbi cantitatea produsa de noi;In acest moment cererea este mare iar oferta destul de limitata.

Studiul de caz

Estimarea veniturilor din vnzri Preul este de: 190 $/tProducia anual este de: 219000 t H2SO4/anVeniturile din vnzri vor fi de: 41.610.000 $/an

Pretul materiei prime

Sulf 110.2 $/tApa 1000 m3 ~1,5 $/m3Energie electrica 14MWh ~0.15 $ /KWhAer tehnologic 1000 m3~ 0.16 $/m3

Numarul de personal necesar este 105 persoane

Analiza economica

Nr crtIndicatori tehnico-economiciUnitate de masuraValoare1Cifra de afaceri$41.610.0002Venit din productia anuala$41.610.0003Numar total salariatipersoane1054Productivitatea muncii$/salariu350.0005Fond de salarii anual$1.386.0006Salariul mediu$11007Durata de recuperare a investitieiAni 7

Politica de pret Pretul se va stabili pe baza costurilor si pe a profitului planificat dar daca va fi concurenta slaba si cererea mare este posibil ca dupa o perioada de timp sa crestem pretul.

In cazul politici de preturi vom practica:Pret de lansare , practicat la lasnsarea produsului pe piata (mai mic decat pretul pietei);Pret unic fixat pentru cumprtorii care vor cumpra de la noi produse n aceeai cantitate anual;pre flexibil fixat pe baz de negociere;pre de lider , adoptat dac firma va atinge o poziie dominant pe piaa. Vom acorda si facilitati si reduceri de preturi dupa cum urmeaza:reduceri de pre pentru vnzarea unor cantiti mari bonificaii pentru clienii care pot face reclam produsului nostru;reduceri de pre pentru clienii fideli.

Estimarea costurilor de vanzari si de distributieCosturile de vnzare sunt formate din cheltuieli pentru comisioane, reclame, pregtirea vnztorilor etc. Credem ca acestea vor fi cuprinse ntre 0,5-1% din preul produsului.Costul de distribuie este format din costul de ambalare, transport i comisioane. Reprezint maxim 0,5% din preul produsului

Programul de lucruNumr de schimburi: 3;Durata unui schimb: 8 ore;Numr de zile libere pe sptmn: 2;Costul investitieiO estimare a costului investitiei este de 50.000.000 $ din care aproximativ jumatate va fi pentru achizitionarea materialelor.Timpul de realizare va fi de aproximativ 2 ani;Timpul de amortizare aproximativ 7 ani.

AmplasamentulCriteriile de evaluare stabilite sunt:Apropierea de sursa de materie prim; Asigurarea cu fora de munc calificat; Poluarea mediului nconjurtor;Pretul terenului;

Dupa delungi deliberari am ajuns la concluzia ca cea mai buna locatie ar fi pe un teren extravilan in apropierea localitatii Ploiesti unde exista destula forta de munca calificata provenita de la Universitatea Petrol si Gaze cat si o modalitate usoara de transport.

Amplasamentul depozitelorIn cadrul intreprinderii vor exista trei zone de depozitare distincte:Zona in care se va depozita materia prima;Zona in care se va depozita produsul finit;Zona in care se vor depozita materiale explozibile;

Zona de depozitare a materiei prime si a produsului finit trebuie sa fie cat mai aproape de locul de obtinere a acidului sulfuric si sa aiba neaparat acces la calea ferata. Zona cu materiale explozibile sa fie mai departe si sub stricta supraveghere a pompierilor.

Procesul de productie

Tehnologia adoptata

Dintre metodele de obinere a acidului sulfuric i-a dovedit eficiena economic cea care are la baz dubl cataliz, dubl absorbie (DC/DA). Procesul are un regim de lucru continuu, fiind uor de reglat i condus.Metodele de control a calitii sunt bine puse la punct i nu se efectueaz cu o aparatur special. Frecvena analizelor nu este mare i nu necesit un numr mare de laboratoare.

Alegem aceast variant DC/DA la presiune atmosferic deoarece exist date privind cinetica procesului n cele dou trepte de oxidare

Procesul necesit temperaturi uor de realizat, fr consum deosebit de energie. Se folosesc utiliti ca: ap, energie electric. i din acest punct de vedere metoda prezint avantaje, deoarece folosete ap n condiii de calitate puin severe ce nu necesit o instalaie de tratare special;Instalaia de obinere a a acidului sulfuric din sulf este alctuit din utilaje cu posibiliti de procurare economicoase, montajul lor este simplu;Pentru producerea acidului sulfuric se folosesc 3 componenti:SulfOxigen Apa

Schema instalatiei

Materia PrimaNatura materiei prime influeneaz preul de cost, att prin cheltuielile de investiii ct i prin cele de fabricaie;Cantitile de materii prime pot fi asigurate de combinatele chimice de la noi din ar. Este necesar fabricarea acestui produs deoarece vnzrile n domeniul acidului sulfuric sunt foarte ridicate;Se constat c cea mai mare cantitate de acid sulfuric fabricat n lume provine din sulf elementar, ponderea acestei materii prime fiind in crestere;n cea mai mare parte, sulful elementar se obine din zcminte naturale sau din gaze ce conin H2S, dar au foat elaborate i procedee de obinere direct a acestuia din pirite. Sulful se livreaz n cteva forme specifice: solzi, granule, mcinat, n bloc ;

Reglarea si automatizarea procesului tehnologicPrincipalii factori perturbatori n funcionarea reactorului de contact sunt: variaia debitului de gaze sulfuroase, variaia concentraiei gazelor sulfuroase n SO2, variaia temperaturii gazelor sulfuroase la intrarea n primul strat, scderea activitii catalizatorului;

Astfel, controlul fabricaiei i funcionrii instalaiei trebuie s asigure:nregistrarea temperaturilor la intrare i ieire din straturi;msurarea i reglarea debitului de gaze sulfuroase;reglarea i nregistrarea concentraiei dioxidului de sulf;msurarea cderii de presiune pe fiecare strat;msurarea gradelor de transformare dup fiecare strat

Protectia mediului inconjurator

Se interzice orice deversare de ape uzate, reziduuri sau deeuri de orice fel n apele de suprafa sau subterane, pe sol sau n subsol; Gazele reziduale de la instalaia de acid sulfuric se spal i se evacueaz n atmosfer;Se folosec cu grija toate resursele naionale;Se respecta legislaiei de mediu n vigoare ca i a prevederilor standardelor refeitoare la cerinele de mediu aplicabile respectivelor procese;Se gasesc si aplica toate cazurile (daca se poate) tehnologii nepoluante;Transportul marfurilor sau produselor periculoase se efectueaza numai pe traseele stabilite de autoritatea competenta .