O documento descreve o processo de produção do ácido sulfúrico, começando pela queima de enxofre para gerar dióxido de enxofre, seguido pela oxidação do SO2 em SO3 usando vanádio como catalisador, e finalizando com a absorção do SO3 em água para formar H2SO4. O ácido sulfúrico tem ampla aplicação industrial, principalmente na produção de fertilizantes.

1. ÁCIDO SULFÚRICO
Universidade Federal do Amazonas
Tecnologia Inorgânica
Prof. Dr. Neila Braga
Arthur M. L.

2. Ácido Sulfúrico (H2SO4)
• O acido sulfúrico é uma das substancias químicas mais
produzidas no Brasil e em todo o mundo.
• A produção global anual estimada está em torno de 170
milhões de Toneladas.
• Destinado em sua grande maioria ao preparo de
fertilizantes. O maior produtor do país, a Vale Fertilizantes,
sequer o comercializa atualmente, pois consome
integralmente os 4 milhões de toneladas que gera a cada
ano.
Fonte: http://www.quimica.com.br/pquimica/2970/acidos-demanda-cresce-e-incentiva-producao-local-a-investir/2/

3. Produção Mundial Ácido Sulfúrico
Fonte: Empresa BASF, 2008.

4. Historia da Industria do Ácido
• A produção de ácido sulfúrico é um dos processos industriais
mais antigos. Descoberto por um alquimista persa no século 10.
• Salitre (NaNO3) e Enxofre era misturado em um container de
vidro e queimado em uma atmosfera húmida. O ácido era
coletado dos vapores condensados.
• Em 1746, o processo da câmera de chumbo foi inventado,
aumentando o índice de produção em 78%.
• Em 1831, uma patente foi criada para o processo de oxidação
do dióxido de enxofre utilizando um catalisador de platina,
chamado Processo de Contato.
• Em 1913, foi concedida a patente a empresa BASF para o uso
de pentóxido de vanádio (V2O5). Se tornando o processo
principal em meados dos anos 30 devido ao baixo custo.
• Em 1960 a empresa Bayer pediu a patente do processo duplo-
catalistico.

5. Produção Industrial do Ácido Sulfúrico
• 1) Formação de SO2 a partir da
combustão do enxofre.
• 2) Oxidação SO2 do em SO3 .
• 3) Conversão do SO3 em H2SO4
.
• Resumindo:
SO2(de varias fontes) → SO3 → H2SO4
• O processo ocorre em 3 etapas:

6. Oxidação do Enxofre
• Fontes de SO2
• 79% Combustão de Enxofre
• 9% Recuperação de Processos
Metalúrgico.
• 5% Regeneração de Ácidos Gastos.
• Processo:
• Torre de desidratação do ar
utilizando ácido.
• Enxofre é injetado no forno
(burner).
• Temperatura de reação: 2000ºF.
• Reação exotérmica precisa ser
resfriada.
• Recuperação de fumaça.

7. Oxidação do Enxofre
• O primeiro passo é espirra o enxofre fundido sobre
pressão no forno à 1000ºC.
• O enxofre entra em combustão gerando o gás de
dióxido de enxofre, que é resfriado para a próxima
etapa.
• A grande área de contato do spray de enxofre
permite a combustão ser rápida.
• Reação:
S(l) + O2(g) → SO2(g); ∆H = -297 kJ mol-1

8. Oxidação do SO2
• Processo:
• Catalisador de V2O5
• Reação exotérmica
• Varias etapas com
resfriamento
• Absorção dupla
• Integração de Calor

9. Oxidação do Enxofre
• O SO2 é oxidado para SO3 utilizando o V2O5 como
catalisador.
• O conversor contem varias “camas” catalisadoras
e a mistura de gás passa por elas.
• Reação:
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g); ∆H = -197 kJ mol-1
• A reação é exotérmica então é necessário resfriar
o gás de uma cada para outra, para poder manter
a temperatura desejada
• A temperatura do conversor é mantida entre 400ºC
e 500ºC (426.7ºC) e a pressão é de 1 atm.

10. Oxidação do SO2
• Temperatura dos Processos:
125 ºC
75 ºC
200 ºC
430 ºC
510 ºC

11. Absorção do SO3

12. Absorção do SO3
• O SO3 reage com a água para formar H2SO4.
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq); ∆H = -130 kJ mol-1
• Entretanto a reação direta não é usada por causa
do calor liberado pela reação, dificultando a coleta
do ácido. Então, o SO3 é transformado em H2SO4
através de uma torre de absorção.
• Primeiro, o SO3 é dissolvido para forma um liquido
chamado oleum, ácido sulfúrico fumegante.
SO3(g) + H2SO4(l) → H2S2O7(l)
• O oleum é cuidadosamente misturado com água
para produzir o ácido sulfúrico.
H2S2O7(l) + H2O(l) → H2SO4(l)

14. Resíduos e Subprodutos
• 57 a 64% dos processos de energia gera vapor.
Energia a vapor é usada na turbina que gera
energia para o ventilador de ar.
• O vapor adicional remanescente é usado em
outras plantas de produção.
• Para maximizar a conversão o SO2 é usado duas
torres de absorção e qualquer gás não convertido
é passado de novo pelas torres. Aumentado a
conversão de 98% para 99,6%.
• As emissões das plantas são monitoradas para
evitar a chuva ácida.
• Os catalisadores utilizados são despejados em
aterros depois que o vanádio é retirado.

15. Cuidados
• O principal problema da indústria é a corrosão de
metais. Ligas especiais tem que ser utilizadas para
evitar esse problema.
• Elementos que aumentam a resistência à
corrosões em ligas metálicas: Níquel, Crômio,
Molibdênio, Silício.
• Vazamentos são contidos com terra, barro ou areia
e então diluídos com agua, para depois serem
neutralizados.
• Variáveis a se atentar para corrosões:
Concentração do Ácido, Temperatura, Velocidade
do fluxo no encanamento.

16. Mercado do Ácido Sulfúrico
• A grande maioria é destinada ao preparo de
fertilizantes.
• Industrias brasileiras em que o ácido é fundamental:
• Metalúrgica, usado na obtenção de metais como
cobre, níquel e zinco;
• Pigmentos, na produção de TiO2 , um pigmento
branco usando em tintas e plásticos;
• Indústria de papel e celulose, fabricação de
explosivos;
• E na Industria petrolífera onde como catalisador de
varias reações.

17. Ácido Sulfúrico

18. Referências
• https://www.chem.tamu.edu
• http://ssc12chem.wikispaces.com/
• http://www.quimica.com.br/pquimica/2970/acidos-
demanda-cresce-e-incentiva-producao-local-a-
investir/2/
• https://prezi.com/2xyckfelwc6c/o-acido-sulfurico-e-o-
pib-brasileiro/

19. FIM E OBRIGADO.