Contaminantes principales en planta de ácido sulfúrico

Industriales. Propiedades. Reactividad. Usos. Métodos de producción. Efectos. Emisiones. Equipos de control. Prevención. Riesgos

  • Enviado por: Juan Bribiesca
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 23 páginas

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CONTAMINANTES PRINCIPALES GENERADOS EN UNA PLANTA DE ÁCIDO SÚLFURICO Y PRECAUCIONES QUE SE DEBEN TENER EN ESTAS INDUSTRIAS.

INTRODUCCIÓN.

La generación de contaminantes emitidos a la atmósfera por el sector industrial es variada, dependiendo de la rama industrial y de la composición del sector en cada región del país.

Las zonas con mayor volumen de emisiones a la atmósfera son, en general, corredores industriales y zonas metropolitanas donde además hay una fuerte presencia de refinerías y/o plantas termoeléctricas. Se aprecia además una clara correlación entre la emisión de SO2 y PST y el volumen total de contaminantes emitidos en ellas, debido a la naturaleza del combustóleo empleado, que suele tener un alto contenido de azufre. Esta tendencia debe revertirse en parte con la introducción de un nuevo combustóleo más liviano.

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%, como se observa en la gráfica siguiente

En este trabajo trataremos el caso particular de la producción de ácido súlfurico para conocer los contaminantes que se generan en estas industrias y las mediddas de seguridad que se deben tener en su fabricación y manejo; así como el control de emisión de contaminantes por estas industrias.

Para el desarrollo de este trabajo partiremos de las características generales del ácido sulfúrico, su proceso de fabricación donde podemos ver cuales son los principales contaminantes que se generan en este, y después ver como podemos controlar las emisiones de estos contaminantes.

Dadas las características y propiedades del ácido sulfúrico, su toxicidad, reactividad, corrosion, es de gran importancia hablar sobre las medidas de seguridad y precauciones que se deben de tener en su manejo y fabricación; ya que una emision medible provocada por la industria puede ser controlada mediante ciertos equipos, pero en estos casos hay que poner gran atención en los posibles incidentes y accidentes, ya que estos podrían causar un gran impacto ambiental y grandes riesgos a la salud, por lo que hay que tener siempre bien establecidas, las medidas de seguridad y precauciones en esta industria.

GENERALIDADES DEL ÁCIDO SÚLFURICO.

El ácido sulfúrico es un líquido oleoso incoloro e inodoro, el cual tiene una gran afinidad por el agua, pudiendo absorberla del aire y de muchas sustancias orgánicas. Al mezclarse con ella, desprende una gran cantidad de calor.

Es muy utilizado en la industria química en la elaboración de fertilizantes, explosivos, colorantes, en el refinado del petróleo, en la producción de hierro y acero, secado de papel y pegamentos, entre otros. En el laboratorio se usa como ácido fuerte, agente oxidante, deshidratante y en síntesis orgánica.

Corroe metales y tejidos, carboniza a la madera y a otras materias orgánicas, sin embargo es no inflamable.

En el caso de tener disuelto SO3, se le conoce como ácido sulfúrico fumante u oleum

Propiedades Generales. *

Fórmula

H2SO4

Peso Molecular

98.08

Peso Específico (18o)

1.834

Punto de Congelación

4o C

Punto de Ebullición

Se descompone a 340o C


* Atlas H2SO4 lurgi Jul. 1990

 

Análisis Típico:

Concentración

min

98.00 %

Zinc

max

4.00 mg/L

Fierro

max

50.00 mg/L

Arsénico

max

1.0 mg/L

Antimonio

max

1.0 mg/L

Plomo

max

2.0 mg/L

Cobre

max

0.30 mg/L

Niquel

max

1.0 mg/L

Manganeso

max

0.36 mg/L

Mercurio

max

1.0 mg/L

Selenio

max

6.0 mg/L

Nitratos

max

50.0 mg/L

Cloruros

max

1.0 mg/L

Sólidos en suspensión

max

80.0 mg/L

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

PARÁMETROS

PRODUCTO

VALOR

Densidad relativa, 18º/4º

1.8340

Densidad @ 25ºC, g/cm3

1.8255

Punto de Fusión, ºC

10.49

Punto de Ebullición, ºC

340

Viscosidad @ 25ºC, cp

19.7

Solubilidad en agua

soluble en todas proporciones

Calor latente de fusión, KJoules/mol

18.497

Calor de formación @ 25ºC, kJoules/mol

-810.418

Energía libre de formación @ 25ºC , K/Joules/mol

-690

Entropía normal @ 25ºC, Joules/mol

157

Capacidad calorífica molar @ 25ºC, Joules/mol

139

CORROSIVIDAD

Es un liquido altamente corrosivo, particularmente en concentraciones abajo de 77.67% (60o84); corroe los metales, con excepción del oro, iridio y rodio, dando lugar al desprendimiento de hidrógeno.

REACTIVIDAD

Es altamente oxidante y puede dar lugar a la ignición al entrar en contacto con materia orgánica y compuestos tales como nitratos, carburos, cloratos y polvos metálicos, etc. Reacciona exotérmicamente con agua, por lo que es incompatible con ella, las reacción es aún más exotérmica si la cantidad del agua es doble de la de ácido. El ácido es higroscópico, es decir absorbe humedad del ambiente; deshidrata sales de compuestos orgánicos si esta almacenado junto a estos, la reacción es tan fuerte que los carboniza. Debido a esta propiedad es peligrosos su manejo, ya que causa quemaduras severas en todo el organismo.

USOS INDUSTRIALES

Se usa en la industria de fertilizantes; en la refinación del petróleo; en la industria química y de explosivos; en la fabricación de acumuladores; también se usa en grandes cantidades en las industrias metalúrgicas del hierro y del acero; en pinturas y pigmentos; en la industria textil, del rayón y de la celulosa. EI óleum se usa en procesos de sulfonación, en la química orgánica y para aumentar la concentración ordinaria del ácido sulfúrico.

La fabricación de ácido sulfúrico es a través de los procesos de oxidación-reducción del azufre elemental para la producción de ácido.

MÉTODOS DE PRODUCCIÓN DE ÁCIDO SÚLFURICO.

Básicamente la producción de ácido súlfurico involucra la generación de SO2 , la oxidación de este a SO3 , y la hidratación de esta sustancia para la formación de ácido.

SO2(g) + ½O2(g) SO3(g) + 98 kJ/mol (1)

SO3(g) + H2O H2SO4

Existen trés métodos para su fabricación.

ðPOR CAMARAS DE PLOMO.

ðPOR EL MÉTODO DE CONTACTO

ðPROCESO DE GAS-HÚMEDO O DE SOLUCIONES AGOTADAS.

Actualmente se utilizan dos procesos para obtener ácido súlfurico. En las etapas iniciales ambos requieren el uso de dióxido de azufre, que se obtiene quemando piritas de hierro, FeS2, o azufre, en aire. En el primer proceso, denominado método de las cámaras de plomo, la reacción se lleva a cabo en grandes torres de ladrillos recubiertas de plomo. En estas torres, reaccionan dióxido de azufre gaseoso, aire, vapor de agua y óxidos de nitrógeno, produciendo ácido súlfurico en forma de gotas finas que caen al suelo de la cámara. Casi todos los óxidos de nitrógeno se recuperan del gas que sale y se vuelven a introducir en la cámara para ser utilizados de nuevo. El ácido sulfúrico producido de esta forma, y el ácido etiquetado, solo contienen de un 62 a un 70% de H2SO4; el resto es agua. Actualmente, casi un 20% del ácido sulfúrico se produce por el método de las cámaras de plomo, pero este porcentaje esta disminuyendo.

El segundo método de obtención método de contacto, que empezó a usarse comercialmente alrededor de 1900, se basa en la oxidación del dióxido de azufre a trióxido de azufre, SO3, bajo la influencia de un catalizador. El platino finamente dividido, que es el catalizador ms eficaz, tiene dos desventajas: es muy caro y además, ciertas impurezas existentes en el dióxido de azufre ordinario lo 'envenenan' y reducen su actividad. Muchos productores de ácido sulfurico utilizan dos catalizadores: primero, uno ms resistente aunque menos efectivo, como el óxido de hierro o el óxido de vanadio, que inician la reacción, y a continuación, una cantidad menor de platino para terminar el proceso. A 400 °C, la conversión de dióxido a trióxido de azufre es casi completa. El trióxido se disuelve en ácido sulfúrico concentrado, y al mismo tiempo un flujo de agua mantiene la concentracion nivel seleccionado, normalmente un 95%. Reduciendo el flujo de agua, puede obtenerse un producto con ms SO3 del que contiene la fórmula H2SO4. Este producto, llamado ácido sulfurico fumante, oleum o ácido Nordhausen, es necesario para algunas reacciones de química orgánica.

El método de gas-húmedo consiste en quemar corrientes de ácido sulfhídrico y de soluciones agotadas de ácido sulfurico (20 a 65 %) para la producción de óxido de azufre y una vez elaborado y purificado se emplea el método de contacto.

CONTAMINANTES GENERADOS.

En este proceso se generan neblinas de ácido, SO2 y SO3 que representan los contaminantes principales emitidos a la atmósfera por las industrias de fabricación de ácido sulfúrico.

CONTAMINACIÓN POR SOX.

Este contaminante es el resultado de la combustión del azufre contenido en los combustibles fósiles (petróleos combustibles, gasolina, petróleo diesel, carbón, etc.), de la fundición de minerales que contienen azufre y de otros procesos industriales como la fabricación de ácido sulfúrico, de papel, fertilizantes, etc.

El bióxido de azufre (SO2) es un gas incoloro, no flamable y no explosivo, con un olor sofocante y es altamente soluble en el agua. Puede permanecer en la atmósfera entre 2 y 4 días. Durante este tiempo puede ser transportado a miles de kilómetros y formar ácido sulfúrico, el cual se precipita en alguna otra región lejos de su origen.

Durante su proceso de oxidación en la atmósfera, este gas forma sulfatos, es decir, sales que pueden ser transportadas en el material particulado respirable (PM10) y que en presencia de humedad forman ácidos.

Tanto la exposición a sulfatos como a los ácidos derivados del SO2, es de extremo riesgo para la salud debido a que éstos ingresan directamente al sistema circulatorio humano a través de las vías respiratorias.

EFECTOS EN LA SALUD.

El ácido sulfúrico, el bióxido de azufre y las sales de sulfato son irritantes de las membranas mucosas del tracto respiratorio. Incluso llegan a ocasionar enfermedades crónicas del sistema respiratorio como bronquitis y enfisema pulmonar.

  • Opacamiento de la córnea (queratitis).

  • Dificultad para respirar.

  • Inflamación de las vías respiratorias.

  • Irritación ocular por formación de ácido sulfuroso sobre las mucosas húmedas.

  • Alteraciones psíquicas.

  • Edema pulmonar.

  • Paro cardíaco.

  • Colapso circulatorio.

El dióxido de azufre (SO2) también se ha asociado a problemas de asma y bronquitis crónica, aumentando la morbilidad y mortalidad en personas mayores y niños.

La incidencia de las enfermedades respiratorias aumenta de 2 a 3 veces más en zonas con mayor concentración de so2 que en zonas de contaminación baja

En una atmósfera con partículas suspendidas el efecto dañino de los óxidos de azufre se incrementa, ya que el bióxido y el ácido sulfúrico paralizan los cilios del tracto respiratorio, las partículas de polvo penetran en los pulmones arrastrando también los compuestos azufrados, originando entonces graves daños, e incluso la muerte. Se ha comprobado que el componente ácido de las partículas estuvo implicado en la mortalidad de los episodios registrados en Londres.

OTROS EFECTOS.

El azufre es un veneno altamente nocivo para la salud de las personas, aunque podemos ser más resistentes que otras criaturas que cohabitan con nosotros en esta región. Por ejemplo, el nivel de 0,3 µg por metro cúbico de aire es un valor que implica potencial riesgo para la salud humana, pero para los árboles, un valor de 0,2 µg ya es muy grave. Por lo mismo, tanto los óxidos de azufre (SOx) como el ácido sulfúrico (H2SO4) están relacionados con el daño y la destrucción de la vegetación, deterioro de los suelos, materiales de construcción y cursos de agua

En la vegetación.

Los elementos contaminantes se introducen en el vegetal, alterando en distinta medida su metabolismo, siendo la fotosíntesis y la respiración los dos procesos afectados. Como resultado se produce un debilitamiento gradual de la planta, que cada vez se hace más sensible a las plagas y enfermedades, y a la deficiencia hídrica. En las plantas, el SO2 ocasiona daños irreversibles en los tejidos, provoca la caída de los hojas

y la decoloración de las mismas.

En los animales.

Estos contaminantes actuan como sofocante irritante en el tracto respiratorio, he incluso afectando el aparato digestivo.

La sensibilidad de cada especie a los contaminantes y a la acidificación es variable, siendo los grupos más sensibles los peces, los líquenes, los musgos, ciertos hongos, algunos de ellos esenciales para la vida de los árboles, y los organismos acuáticos pequeños.

En el agua.

La principal afectación que se conoce es la acidificación de los lagos y canales, por la lluvia ácida, la cual afecta de acuerdo a la sensibilidad de los ecosistemas.

Hacia los años 50 se descubrió que los peces estaban desapareciendo de los lagos y canales de Escandinavia del sur, y hoy día, unos 14.000 lagos suecos se encuentran afectados por la acidificación, con el daño que ello conlleva para el crecimiento y vida animal. Estos daños también se ha extendido al Reino Unido y Los Alpes.

En los suelos.

Se presenta la acidificación de los mismos; la sensibilidad a la acidificación es mayor en aquellas tierras donde la degradación de los minerales se produce lentamente. Cuando el suelo se acidifica, es esencial que sus nutrientes se lixivien, lo cual reduce la fertilidad de la tierra. Además, el proceso de acidificación también libera metales que pueden dañar a los microorganismos del suelo responsables de la descomposición, así como a los pájaros y mamíferos superiores de la cadena alimentaria, e incluso al hombre.

Por otro lado, el ácido sulfúrico ataca los materiales de construcción como el mármol, la cantera, la cal y el mortero. Muchos de los monumentos, edificios, esculturas e iglesias se han deteriorado por esta causa. El ácido sulfúrico también daña las telas como el algodón, el lino, el rayón y el nylon. Las bibliotecas también tienen problemas a causa de este compuesto ya que las hojas de los libros se tornan amarillas, por la misma causa los artículos de piel se resecan y los metales se corroen.

EMISIONES INDUSTRIALES.

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%, como se observa en la gráfica siguiente.

Composición promedio de emisiones de contaminantes
industriales en zonas prioritarias

Contaminantes principales en planta de ácido sulfúrico

Fuente: INE, Programa Regional de Administración de la Calidad del Aire en Zonas Prioritarias, 1994.

Emisiones industriales en la Zona Metropolitana

del Valle de Mexico

Por su importancia cualitativa y cuantitativa, así como por tratarse de la zona mejor estudiada del país, es conveniente hacer un análisis de la contribución de la industria a las emisiones a la atmósfera de la Zona Metropolitana del Valle de México.

Algunos de los rubros industriales con altas emisiones a la atmósfera vienen introduciendo nuevas tecnologías de combustión que permiten el reingreso de tales emisiones a los procesos de generación térmica. Es importante resaltar la enorme concentración de las emisiones a la atmósfera dentro del sector industrial. Tan sólo 94 empresas ubicadas en la ZMVM emiten cerca del 70% de los contaminantes totales del sector a la atmósfera, y esta proporción crece aún más en el caso de NOx e hidrocarburos, donde la participación de este conjunto de empresas llega a representar el 83% de las emisiones totales.

CONTROL DE EMISIONES DE SO2

Las técnicas para limitar la emisión de contaminantes del aire sin el uso de control agregado son:

•Cambio de procesos

•Cambio de combustibles

•Buenas prácticas de operación

•Cierre de plantas

En el caso del SO2, se puede actuar en tres puntos distintos del ciclo para reducir las emisiones: eliminando el azufre del combustible, eliminándolo durante la quema o desulfurando los gases emitidos.

-   La eliminación de azufre o desulfuración del combustible supone la eliminación del máximo contenido de azufre combustible del carbón antes de su combustión. Este azufre puede encontrarse en forma orgánica o inorgánica, y solamente este último se elimina mediante el lavado del carbón. El carbón se tritura, separándolo posteriormente del azufre por distintos métodos. La instalación de una planta de lavado en las centrales que queman lignitos, es una medida necesaria para reducir las emisiones de SO2, pero nunca suficiente. 

-   La desulfuración durante la combustión se lleva a cabo mediante "lechos fluidizados" en los que se introducen adsorbentes (caliza o dolomia),  consiguiendo la eliminación de una parte del SO2, que queda en una capa de CaSO4. Los inconvenientes que presenta este sistema se deben a que no puede aplicarse a plantas ya instaladas, sino en las nuevas, y no de gran potencia, y que la desulfuración no es tan efectiva como cuando se realiza sobre los gases emitidos.

-   En el caso de la de SO2 a partir de los gases emitidos, se aplican los procesos de desulfuración de gases (FGD), que son los más eficaces en la reducción de estas emisiones. Así se consiguen disminuciones del 85-95 %, con la ventaja además de poder aplicarse a grandes térmicas que ya están en funcionamiento. Las técnicas FGD son las más extendidas en centroeuropa y las más apropiadas para aplicar en las grandes centrales de nuestro país.

EQUIPOS DE CONTROL.

El equipo de control de la contaminación del aire para la industria se clasifica en dos categorías principales, de acuerdo a tipos de contaminantes y son:

A. Partículas

Cámaras de sedimentación por gravedad

Separadores ciclónicos (centrífugos)

Colectores húmedos

Filtros de tela

Precipitadores electrostáticos


B. Gases y Olores

    • Absorbedores húmedos

* Torres de absorción

    • Adsorbedores

* Cama fija

* Cama móvil

    • Incineradores

COLECTORES HÚMEDOS

Son equipos que utilizan líquidos para capturar o aumentar el tamaño de las partículas en las corrientes gaseosas sucias con el propósito de dispersar la fase líquida a fin de obtener un buen contacto con la fase gaseosa. Las principales características de este equipo son:

    • gran variedad de tipos

    • incluye alguno o todos los mecanismos de remoción

    • flexibilidad en tamaños de partículas (submicrón-grueso)

    • facilidad en el manejo de lodos

    • tiene dimensiones menores

    • alto consumo de energía

    • remueve también gases (SO2, NOx, HC)

    • poco mantenimiento (pocas partes móviles)

    • problema de disposición de lodos

    • emisiones de vapores

Los tres tipos principales de colectores húmedos son:

    • cámaras de aspersión

    • ciclones húmedos

    • venturi

Se podría añadir a la lista las torres empacadas, pero éstas se utilizan principalmente para absorción de gases y en ocasiones con el doble propósito de remover contaminantes tanto gaseosos como partículas.

Contaminantes principales en planta de ácido sulfúrico
Contaminantes principales en planta de ácido sulfúrico

LAVADOR VENTURI.

CICLONES.

ABSORBEDORES HÚMEDOS

El proceso de absorción se conoce también como lavado debido a que los contaminantes gaseosos son lavados por líquidos. Este proceso se efectúa cuando el gas contaminado se pone en contacto con un líquido limpiador el cual absorbe el contaminante del gas quedando así, el gas limpio y el líquido contaminado.

Este proceso tiene un uso generalizado en el control de contaminantes del aire como: dióxido de azufre, ácido sulfhídrico e hidrocarburos ligeros.

Uno de los equipos más comunes utilizado para este proceso es la torre de absorción empacada la cual se describe a continuación.

Torre de Absorción Empacada

Las unidades de absorción deben permitir un total contacto entre el gas contaminado y el líquido limpiador lo cual se favorece a través de los empaques de este tipo de torres.

El gas con impurezas entra por la parte inferior y sale gas limpio sale por la parte superior de la torre, descargándose directamente a la atmósfera. El líquido limpiador entra por la parte superior de la torre y se extrae por la parte inferior contaminado, por lo cual es necesario someterlo a algún tipo de tratamiento o reciclarlo a proceso.

El material de empaque (inerte), se diseña para aumentar el área superficial del líquido y aumentar así, el área de contacto entre las dos fases.

Contaminantes principales en planta de ácido sulfúrico

.

PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS

El funcionamiento de este equipo se basa en la atracción entre las partículas con una carga eléctrica y un electrodo colector con polaridad opuesta.

Las características principales de este equipo son:

    • capacidad para flujos grandes de gas

    • alta eficiencia (>98%) en partículas submicrónicas

    • bajos consumos de energía

    • opera con gases a temperaturas altas (<650 °C)

    • operación a presiones hasta de 10 atm

    • la energía se gasta en la separación de las partículas

    • no se adaptan fácilmente a cambios en operación

    • alto costo inicial

    • requieren gran espacio

    • pueden requerir una pre-limpieza del gas

El principio de su funcionamiento es el siguiente:

Los electrodos son alambres suspendidos axialmente dentro de un tubo, se aplica un voltaje muy alto de corriente directa entre el alambre y el tubo y el gas sucio fluye hacia abajo por el tubo y a través del campo eléctrico establecido entre los electrodos.

Debido a la fuerza electrostática existente, los iones negativos del flujo gaseoso, emigran hacia las placas exteriores conectadas a tierra, mientras que los iones positivos regresan al alambre central (que es negativo en relación con las placas conectadas a tierra), esta primera etapa es una ionización del gas.

La segunda etapa es la carga de las partículas de polvo que se encuentran en la corriente del gas, esto se realiza con la colisión de las partículas y los iones cargados negativamente. Posteriormente se realiza la fase de colección que consiste en la migración de las partículas cargadas a los electrodos, donde tiene lugar la colección del polvo.

MEDIDAS DE SEGURIDAD EN UNA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO.

El ácido sulfúrico constituye un peligro cuando "NO" se maneja adecuadamente, por lo que se ha tratado de hacer una recopilación de los procedimientos de Seguridad que proporcionan lineamientos y practicas recomendables para:

* Evitar los riesgos de trabajo por el manejo y uso de dicha sustancia.

* Aconsejar los "Primeros Auxilios" que deben presentarse en caso de accidente.

* Recomendar el uso de diferentes equipos de protección personal.

EI personal que maneja ácido sulfúrico debe estar perfectamente informado sobre los riesgos que implica su manejo inadecuado con el objetivo de tomar precauciones necesarias, de evitar derrames, fugas, inhalación de vapores, danos al equipo o a las instalaciones. Además, debe estar bien instruido acerca de los procedimientos para casos de emergencia y sobre la forma de proporcionar primeros auxilios en caso de contacto con el ácido o sus vapores.

RIESGOS PARA LA SALUD

La Interstate Commerce Commission, de los Estados Unidos de Norteamérica clasifica al ácido sulfúrico como un líquido corrosivo. Debido a sus propiedades corrosivas, oxidantes y de sulfonación, las soluciones de ácido sulfúrico, particularmente las mas concentradas, destruyen rápidamente los tejidos del cuerpo, produciendo severas quemaduras. La constante exposición a bajas concentraciones puede producir dermatitis. En contacto con los ojos es particularmente peligroso; causa daños serios y, en algunos casos, la perdida de la vista.

La inhalación del vapor concentrado del ácido sulfúrico caliente o de óleum puede ser muy peligrosa. La inhalación de pequeñas concentraciones de vapor por un periodo de tiempo prolongado puede ocasionar inflamación crónica del tracto respiratorio superior. La sensibilidad al vapor es variable: de 0.125 a 0.50 ppm. puede ser medianamente molesto; de 1.5 a 2.5 ppm., definitivamente desagradable y de 10 a 20ppm. intolerable. La máxima concentraci6n permitida en el ambiente para trabajar 8 horas diarias sin perjuicio para la salud es de 1 mg/m3 de aire.

El ácido en sí mismo no es inflamable, pero se le debe aislar de materiales orgánicos, nitratos, carburos, cloratos y polvos metálicos. El contacto del ácido concentrado con estos materiales puede causar ignición. El ácido sulfúrico en tambores, carros-tanque y tanques de almacenamiento metálicos causa desprendimiento de hidrogeno, el gas hidrógeno es explosivo en el rango de 4 a 75% volumen de hidrógeno en el aire.

Cuando se llega a ingerir ácido sulfúrico es muy peligroso y puede causar la muerte.

No se han descubierto otros efectos que no sean los mencionados y recurrentes.

PRIMEROS AUXILIOS

En caso de que el ácido haya caído sobre la piel o los ojos se deberán lavar las partes afectadas haciendo uso de las regaderas de seguridad, fuentes lavaojos o garrafones que contienen solución de bicarbonato de sodio, y retirar al paciente del área contaminada. Se deberá llamar inmediatamente al médico, explicándole con exactitud lo sucedido.

Contacto con la piel y membranas mucosas:

Las personas que hayan tenido contacto con el ácido sulfúrico deberán meterse a las regaderas de seguridad para lavar las partes afectadas con agua en abundancia, retirándoles la ropa lo más rápido posible. Como complemento de este primer auxilio puede utilizarse jabón para lavar las partes afectadas. Las partes quemadas recibirán posteriormente un tratamiento médico similar al empleado en el tratamiento de quemaduras térmicas.

Contacto con los ojos:

Si el ácido sulfúrico entra en contacto con los ojos, se les deberá irrigar de inmediato con agua en abundancia, por lo menos durante 15 minutos. Los párpados deberán mantenerse abiertos durante la irrigación, para asegurar el contacto del agua con los tejidos de la región. Acuda o llame inmediatamente al medico, de preferencia al especialista. Si después de la irrigación continúan las molestias, se necesitara una segunda irrigación de 15 minutos más. También se podrán aplicar 2 o 3 gotas de un anestésico liquido protegiéndolos después con un parche. No aplicar aceites ni ungüentos oleosos.

Ingestión:

Si accidentalmente una persona llegara a ingerir ácido sulfúrico deberá darse a tomar inmediatamente grandes cantidades de agua, con el objeto de reducir la concentración, y una vez hecho esto, puede darse a tomar leche de magnesia o agua de cal para neutralizar el ácido. No debe provocarse el vómito ni hacer lavado de estomago. Deberá recibir atención médica inmediata.

Inhalación:

Las personas que inhalen niebla de ácido deberán ser trasladadas a zonas no contaminadas; debe llamarse inmediatamente al médico, quién los mantendrá en observación durante un tiempo suficiente, por si llegara a presentarse una reacción pulmonar. Si se dispone de los medios necesarios, una persona capacitada o un médico, pueden suministrar oxigeno al paciente. La administración de oxígeno es más efectiva si la respiración se hace contra una presión positiva de 6 cm. de agua. Esto se puede lograr usando una manguera de hule conectada a la válvula de salida de una máscara facial y sumergida a una profundidad de no más de 6 cm. debajo de la superficie del agua en un recipiente adecuado. La presión de exhalación deberá ser ajustada de acuerdo con la tolerancia del paciente, variando la profundidad de la punta de la manguera debajo de la superficie del agua.

La inhalación del oxigeno deberá continuar el tiempo necesario para mantener el color normal de la piel de las membranas mucosas. En caso de exposición grave, el paciente deberá respirar oxigeno bajo presión positiva de exhalación por un periodo de media hora cada hora, durante por lo menos 3 horas; si el paciente no respira, deberá aplicarse un método artificial para reanudar la respiración. Cualquier droga o tratamiento de shock deberá ser administrado únicamente por el médico. “ Jamas debe intentarse administrar algo por la boca a un paciente inconsciente".

CONTROL Y PREVENCION DE ACCIDENTES

El ácido sulfúrico no constituye un riesgo grave si se instruye bien a los trabajadores además de supervisar las labores relativas al manejo de esta sustancia. Esta instrucción y esta supervisión deberán tener como objetivo principal evitar el contacto del ácido con la piel, con los ojos o la inhalación de sus vapores.

CONTROL DE RIESGOS

En las áreas donde se maneja o se almacena ácido sulfúrico deberán existir, convenientemente distribuidas, regaderas de seguridad, fuentes de agua para lavado de ojos o red de tubería de agua potable para irrigación de los ojos o para lavar cualquier parte del cuerpo que haya sido salpicada. El agua que se emplea en la alimentación de estas regaderas y fuentes lava ojos, deberá ser de preferencia tibia y las regaderas deberán suministrar agua en abundancia a una presión moderada habiendo una válvula de acción rápida y que una vez operada queda abierta. La localizaci6n de estos dispositivos deberá ser estratégica para permitir un rápido y fácil acceso.

En el caso de las instalaciones para el llenado o vaciado a pipas o carros-tanque, estos dispositivos de seguridad deberán estar localizados cuando más a 7.6 m. (25 pies) del sitio donde se efectúe la operación y además deberán existir otras fuentes de agua para usarse en caso de derrame del producto.

Todos los trabajadores que laboren en áreas de ácido, deberán lo conocer la localización de los dispositivos de seguridad mencionados. Para preparar soluciones de ácido sulfúrico con agua, deberá tenerse la precaución de agregar lentamente y en pequeñas cantidades el ácido al agua, agitando la mezcla al mismo tiempo. Nunca deberá agregarse el agua al ácido, ya que de esta manera se genera una violenta elevación de temperatura que provoca la proyección del líquido, lo cual puede ocasionar salpicaduras de éste.

En caso de fugas o derrames de ácido, deberá lavarse inmediatamente con agua abundante el área contaminada; posteriormente se deberá neutralizar la acidez remanente por medio de una solución de bicarbonato de sodio o lechada de cal. Para evitar daños o contaminación de los drenajes en caso de fugas o derrames considerables de ácido, deberán lavarse éstos arrojándoles una cantidad suficiente de solución de bicarbonato de sodio u otra sustancia alcalina.

Se deben colocar escaleras, plataformas y pasillos para tener acceso a la parte superior de los tanques. Debido a que el ácido sulfúrico es muy corrosivo para muchos metales y aleaciones, es imperativo el proyecto y la selección adecuados del equipo para su almacenamiento, manejo y procesamiento.

Siempre que sea posible, el ácido sulfúrico debe ser manejado totalmente mediante un sistema cerrado. Los tanques de almacenamiento y equipo similares deben estar siempre protegidos con respiradores situados de manera que un derrame accidental sea descargado con seguridad en un colector o en algún otro lugar seguro.

Es importante mantener una ventilación adecuada en todos los lugares en donde se maneja el ácido sulfúrico, ya que los vapores son extremadamente irritantes de la parte superior de las vías respiratorias.

EI almacenamiento debe estar al descubierto, en edificios bien ventilados o en cobertizos. Los accesorios electrónicos deben ser del tipo a prueba de líquidos y todo el alumbrado debe estar dentro de conductos metálicos rígidos a prueba de líquidos.

EI hidrógeno, es un gas muy inflamable, puede producirse en el interior de un tambor, de un carro-tanque, de una pipa o de un tanque metálico de almacenamiento que contenga ácido sulfúrico. Como el hidrógeno forma mezclas explosivas con el aire bajo ciertas condiciones, no se debe fumar, ni prender luces descubiertas en la cercanía de dichos almacenes.

Para evitar la explosión del hidrógeno cuando se produce fuego o se realizan trabajos de soldadura, las líneas que van al equipo que se este reparando debe vaciarse y cerrarse en válvulas.

Antes de iniciar un trabajo, se debe comprobar que no hay hidrógeno, para lo cual se revisan los orificios del muestro localizados en la parte superior de las torres y en cualquier otro lugar del sistema. Esta precaución se aplica particularmente a los tambores o tanques parcialmente llenos. Se deben tomar precauciones especiales cuando se solde o se produzca fuego en las líneas de ácido que han sido purgadas, pero no lavadas. La producción acelerada de hidrógeno por generación de calor en algún lugar determinado, con frecuencia origina pequeñas explosiones, aspersión del ácido y destrucción de soldaduras, por lo cual dichas líneas deben lavarse y purgarse cuando sea posible.

En todos los sistemas cerrados que se abren para realizar trabajos con producción de calor, la sección interesada debe ser aislada en tanto sea posible, en ambas direcciones. También debe efectuarse el barrido de los gases arrastrados o acumulados.

Una ventilación adecuada es indispensable para prevenir las explosiones del hidrogeno.

Control De Fuego.

En caso de emergencias debe usarse equipo de respiración de presión positiva o autónoma y protección corporal total. A pesar de ser no inflamable, puede estar presente en el rea de fuego, por lo que éste debe controlarse a una distancia segura o desde lugares protegidos. Debe tenerse cuidado de no aplicar el agua directamente, ya que, hay que recordar que se producen grandes cantidades de calor al contacto de estas dos sustancias. Los contenedores de este ácido deben enfriarse con chorros de agua hasta que se haya apagado el fuego.

En el caso de fuegos pequeños, puede utilizarse polvo químico o CO2 . NO USAR AGUA.En todos los casos, alejar los recipientes del fuego, cuando sea posible.

Fugas O Derrames.

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

Desechos Y Almacenamiento.

Desechos: Para pequeñas cantidades, agregarlo lentamente y con agitación a agua con hielo. Ajuste el pH a neutro con CaO, CaCO3 o NaHCO3. Durante la neutralización se desprende calor y vapores, por lo que debe hacerse lentamente y en un lugar ventilado adecuadamente. La disolución acuosa, ya neutralizada puede tirarse al drenaje diluyéndola con agua.

Almacenamiento: Debe mantenerse alejado de agua, carburos, cloratos, fulminatos, nitratos, picratos, metales en polvo y materiales combustibles y protegido de daños físicos.

PREVENCIÓN DE ACCIDENTES.

  • Instrucciones y entrenamiento de personal.

  • Equipo de protección personal.

  • Buen uso y conservación del equipo.

  • Rotulación e identificacion de acuerdo a las normas.

  • Medidas de seguridad en el embarque.

Instruccion y entrenamiento de personal

La seguridad en el manejo de ácido sulfúrico depende, en gran parte, de la efectividad en la instrucción del personal, del entrenamiento correcto en las prácticas de seguridad, del uso del equipo de seguridad y de una supervisión inteligente. La supervisión es responsable de la instrucción y el entrenamiento de los empleados para que estos trabajen con seguridad y utilicen el equipo de protección personal que se les proporciona.

Con objeto de que los trabajadores estén ampliamente informados sobre los riesgos a que se expondrían en caso de realizar maniobras inadecuadas, y para que además sepan como actuar cuando se presente una emergencia, se deberán impartir periódicamente pláticas, tanto de trabajadores nuevos como a los que tienen años de servicio, sobre los siguientes aspectos principales:

a) Localización, propósito y uso del equipo de protección personal, regaderas de seguridad, fuentes para lavado de ojos, garrafones de solución de bicarbonato de sodio e hidrantes para casos de emergencia.

b) Localización, propósito y uso del equipo contra incendio, alarmas y equipo de emergencia, tales como válvulas o interruptores.

c) Medios para evitar la inhalación de vapores o vapor de ácido sulfúrico y contacto directo con el liquido.

d) Forma de actuar, procedimientos a seguir en casos de emergencia y medidas de primeros auxilios.

e) Precauciones y procedimientos a seguir durante la carga y descarga de este producto.

Equipo de protección personal

Es necesario considerar como un complemento de carácter imprescindible y obligatorio el uso del equipo de protección personal a quien tenga contacto o este implicado en el manejo directo del ácido sulfúrico, y no exime al trabajador de tomar todo tipo de medidas de precaución en cuanto a su comportamiento y desempeño personal en el ejercicio de cualquier operación.

"Conserve su espíritu de grupo y no piense que el uso del equipo protector le da derecho a atentar contra su salud y la del resto del grupo, llevando a cabo actos inseguros". "Piense también en los demás".

EI equipo de protección personal deberá seleccionarse, tomando en cuenta el trabajo que se va a desarrollar, entre los que a continuación se enumeran:

* Botas de hule.

* Guantes de hule.

* Mandil de hule.

* Chaqueta y pantalón de hule o de otro material resistente al ácido.

* Gafas de protección contra sustancias químicas.

* Pantallas faciales.

* Máscara con cartucho para vapores orgánicos y gases ácidos.

* Máscara o capuchón con suministro de aire forzado.

* Cinturones o arneses.

Protección para los ojos:

* Los anteojos de seguridad con bordes de metal o plástico con protecciones laterales sin perforaciones. Se pueden usar en los lugares donde es conveniente una protección continua a los ojos, tal como en los laboratorios. Sin embargo, no deben usarse donde se necesita una protección total de los ojos contra el ácido sulfúrico.

* Los goggles de seguridad antiácidos, tipo ventosa o molde de hule, cuidadosamente ajustados y equipados con lentes de plástico o de vidrio resistente al impacto, deben usarse cuando haya posibilidad de recibir ácido en los ojos.

* Las caretas de plástico (de cobertura total, como mínimo de ocho pulgadas), con protección para la frente, se pueden emplear como complemento de los goggles de seguridad antiácidos, en donde existe el peligro de impacto en los ojos desde abajo o alrededor de las partes laterales de la careta.

Rotulación e identificación

Todo recipiente que contenga ácido sulfúrico debe llevar en lugar visible una identificación que cumpla con las Normas Oficiales Mexicanas correspondientes, por lo anterior, se identificara el contenido de este ácido en:

a) tuberías,

b) tanques de almacenamiento,

c) pipas y carros-tanque,

d) recipientes como botellas, garrafones y tambores.

Medidas de seguridad en el embarque.

Se deben de tomar las precauciones necesarias para el embarque y transportación, así como la descarga y carga de los carros-tanque y cumplir con las normas de seguridad corriente.

Es importante también tomar precauciones y establecer ciertas medidas de seguridad para em mantenimiento de tanques, tuberías, etc.

Nota: En el anexo se presenta la hoja de seguridad para el manejo de ácido sulfúrico..

NORMATIVIDAD.

La norma que se aplica actualmente para la contaminación ambiental es la NOM-ECOL-043-1996. Anteriormente existía la NOM-ECOL-039-1993 específica para la fabricación de Ácido Sulfúrico.

P A R A M E T R O S C O N T R O L A D O S

F Fuentes Fijas

Plantas Productoras de ácido sulfúrico

Acido sulfúrico

NOM

SO2 de H2 SO4

P Plantas Productoras de ácido sulfúrico

0 39

C Capacidad de Planta (ton/día)

Zonas críticas

1 - 500

17.5

501 - 700

13.0

701 - 1000

9.0

> 1000

4.0

CONCLUSIONES.

El desarrollo e implementación de límites locales numéricos no es siempre el único método adecuado o práctico para evitar que los contaminantes pasen a través de, o causen interferencia, ni para proteger la salud y seguridad del personal. El control de los derrames de sustancias químicas y de descargas concentradas a la atmósfera mediante planes formales de manejo de residuos o substancias químicas, puede ser muy útil para evitar muchos problemas.

La fabricación del ácido sulfúrico, debe ser considerada por su impacto ambiental en su fabricación, así como el riesgo que representa para la salud y el medio tanto por los contaminantes generados como él ácido producido; por lo cuál es de gran importancia tomar las medidas de seguridad y prevención de accidentes necesarias para evitar lesiones y desastres, así como el establecimiento de equipos de control adecuados para la emision de contaminantes.

Este trabajo nos hace enfrentarnos al reto de mejorar los procesos de fabricación de ácido sulfúrico, el estudio de nuevos catalizadores y procesos, que nos permitan tener una mejor conversión y por lo tanto menores de emisiones de contaminantes; a establecer medidas de seguridad rigorosas en la fabricación y manejo del ácido y en concientizarnos sobre los efectos que se producen debido a los

contaminantes emitidos por las industrias.

CONTAMINANTES PRINCIPALES GENERADOS EN UNA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO Y PRECAUCIONES QUE SE DEBEN TENER EN ESTAS INDUSTRIAS.

INDICE.

Introducción................................................ ........................................................................................1

Generalidades del ácido sulfúrico....................................................................................................2-3

Métodos de producción de ácido sulfurico.......................................................................................3-4

CONTAMINATES GENERADOS:

Contaminación por SOx....................................................................................................................4-5

Efectos...............................................................................................................................................5-6

Emisones industriales .......................................................................................................................6-7

Control d emisiones................................................................................................... ..........................8

Equipos de control...........................................................................................................................8-12

MEDIDAS DE SEGURIDAD EN UNA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO.

Riesgos para la salud. Primeros auxilios.......................................................................................12-13

Control y prevencion de accidentes.

Control de riesgos..........................................................................................................................14-15

Prevencion de accidentes..............................................................................................................16-17

Normatividad......................................................................................................................................18

Conclusiones.......................................................................................................................................19

Bibliografia.........................................................................................................................................20

ANEXOS.

Hoja de seguridad

1.- Son los principales contaminantes genera una fabrica de ácido sulfúrico:

  • Sólidos suspendidos, Nox, SO2.

  • Ácidos grasos, CO2, SO3.

  • SO2, SO3, Nieblas de ácido.

  • 2.- Son parte del equipo de seguridad personal en una fabrica de ácido sulfúrico:

  • lentes de seguridad, guantes de hule, tapones contra ruido.

  • Botas de hule, gafas de protección contra sustancias químicas, máscara con cartucho para vapores orgánicos y gases ácidos.

  • Mandil de hule, cofias, zapato plano.

  • 3.- Son equipos empleados para controlar las emisiones de SOx:

  • Precipitadores electrostáticos, absorbedores húmedos, colectores húmedos.

  • Cámaras de sedimentación, ciclones, adsrobedores.

  • Adsorbedores, incineradores, precipitadores electrostáticos.

  • 4.- Son medidas de prevención de accidentes:

  • instrucciones y entrenamiento de personal, equipo de protección personal, Rotulación e identificación.

  • Buen uso del equipo, formar diques, personal capacitado.

  • Uso obligatorio del equipo, trabajar en lugares abiertos, guardar silencio.

  • BIBLIOGRAFIA:

    • Manual del Ingeniero Químico

    Perry, John H.

    • Enciclopedia temática de química.

    Kirk Othhimer.

    • Manual de procesos químicos de la industria.

    Austin George I

    • Manual de control de la emisiones en una planta de ácido sulfurico.

    Victor Bolio Trujillo.

    • Microsoft enciclopedia encarta.

    • Ecología, contaminación y medio ambiente.

    Turk, Turk Wites.

    Otros.

    www.ine.gob.mx

    www.semarnap.gob.mx.

    Páginas de industrias producctoras de ácido sulfúrico.

    FENOQUIMIA.

    AGROQUIMIA.

    MET-MEX PEÑOLES.

    Contaminantes principales en planta de ácido sulfúrico

    Contaminantes principales en planta de ácido sulfúrico