Practicas industriales

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
PRACTICAS INDUSTRIALES:
EMPRESA EUCALIPTUS-COSSMIL
GERENCIA DE EMPRESAS
Nombre: RENÉ CHURATA CAYO.
LA PAZ – BOLIVIA
2016

RENE CHURATA CAYO 2
AGRADECIMIENTO
Manifiesto el debido agradecimiento a nuestro docente Ing. Luis Chávez Ríos por
su gran aporte que nos brinda, en la elaboración de este proyecto, la cual nos resulta
de mucho apoyo y sus sabios consejos que nos ayuda a desarrollarnos como futuros
profesionales en ingeniería Química y por ahora en nuestros centros de prácticas.
También expresamos nuestro agradecimiento al Cnl. DAEN Víctor Hugo Ayoroa
Callejas, jefe del área de gerencia de empresas, COSSMIL, y al Cnl DAEN Boris Plaza
inicialmente por aceptarme desarrollar mis prácticas industriales en el área que tiene a
su cargo y también por su enorme comprensión, y la amabilidad que lo caracteriza.

RENE CHURATA CAYO 3
1 INFORMACION GENERAL DE LA EMPRESA................................................ 4
Antecedentes. ........................................................................................................ 4
Propiedades físicas. ............................................................................................... 7
Propiedades químicas............................................................................................ 8
Historia.................................................................................................................. 8
2 MARCO TEORICO............................................................................................. 10
Procesos de obtención de ácido sulfúrico. .......................................................... 10
3 MATERIA PRIMA.............................................................................................. 18
4 MAQUINAS Y EQUIPOS. ................................................................................. 19
5 Etapas del Proceso productivo............................................................................. 21
6 APLICACIONES DE ACIDO SULFURICO. .................................................... 24
7 APORTE A LA EMPRESA. ............................................................................... 26
8 Conclusiones y recomendaciones. ....................................................................... 50
9 Bibliografía. ......................................................................................................... 50
10 Anexos. .............................................................................................................. 52

RENE CHURATA CAYO 4
EMPRESA EUCALIPTUS-COSSMIL, PRODUCCIÓN DE ÁCIDO
SULFÚRICO.
1 INFORMACION GENERAL DE LA EMPRESA.
Antecedentes.
El Ácido Sulfúrico es un producto industrial fundamental, sus aplicaciones
son numerosas y su consumo es extraordinario. Los usos del ácido sulfúrico son tan
variados que el volumen de su producción proporciona un índice aproximado de la
actividad general industrial. Este ácido es un producto que directa o indirectamente
está presente en toda industria, y su consumo es el termómetro de la industria de un
país.
El ácido sulfúrico es un compuesto químico inorgánico constituido por hidrógeno,
oxígeno y azufre, de fórmula molecular H2SO4 (óleum: H2SO4 con SO3 en solución),
a temperatura ambiente es un líquido corrosivo, es más pesado que el agua e incoloro (a
temperatura y presión ambiente). El óleum tiene un olor picante y penetrante. Esta es la
sustancia más importante de la industria química mundial. Sus nombres químicos son
ácido sulfúrico y ácido sulfúrico fumante. También es llamado aceite de vitriolo, ácido
de baterías y ácido de fertilizantes.
Es un ácido fuerte que, cuando se calienta por encima de 30ºC desprende vapores y
por encima de 200ºC emite trióxido de azufre.
El ácido sulfúrico es un ácido diprótico, ya que cada unidad de ácido produce dos
iones H en dos etapas independientes:
El ácido sulfúrico es un compuesto químico extremadamente corrosivo cuya
fórmula es H2SO4. Es el compuesto químico que más se produce en el mundo, por eso
se utiliza como uno de los tantos medidores de la capacidad industrial de los países. Una
gran parte se emplea en la obtención de fertilizantes. También se usa para la síntesis de
otros ácidos y sulfatos y en la industria petroquímica.

RENE CHURATA CAYO 5
Generalmente se obtiene a partir de dióxido de azufre, por oxidación con óxidos de
nitrógeno en disolución acuosa. Normalmente después se llevan a cabo procesos para
conseguir una mayor concentración del ácido. Antiguamente se lo denominaba aceite o
espíritu de vitriolo, porque se producía a partir de este mineral.
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.
Tiene un gran efecto deshidratante sobre las moléculas hidrocarbonadas como la
sacarosa. Esto quiere decir que es capaz de captar sus moléculas en forma de agua,
dejando libre los átomos de carbono con la consiguiente formación de carbono puro.
El descubrimiento del ácido sulfúrico se relaciona con el siglo VIII y el alquimista
Jabir ibn Hayyan. Fue estudiado después, en el siglo IX por el alquimista Ibn Zakariya
al-Razi, quien obtuvo la sustancia de la destilación seca de minerales incluyendo la
mezcla de sulfato de hierro (II) (FeSO4) con agua y sulfato de cobre (II) (CuSO4).
Calentados, estos compuestos se descomponen en óxido de hierro (II) y óxido de cobre
(II), respectivamente, dando agua y óxido de azufre (VI), que combinado produce una
disolución diluida de ácido sulfúrico. Este método se hizo popular en Europa a través de
la traducción de los tratados y libros de árabes y persas por alquimistas europeos del
siglo XIII como el alemán Albertus Magnus.
Los alquimistas de la Europa medieval conocían al ácido sulfúrico como aceite de
vitriolo, licor de vitriolo, o simplemente vitriolo, entre otros nombres. La palabra
vitriolo deriva del latín “vitreus”, que significa cristal y se refiere a la apariencia de las
sales de sulfato, que también reciben el nombre de vitriolo.[cita requerida] Las sales
denominadas así incluyen el sulfato de cobre (II) (o ‘vitriolo azul’ o ‘vitriolo romano’),
sulfato de zinc (o ‘vitriolo blanco’), sulfato de hierro (II) (o ‘vitriolo verde’), sulfato de
hierro (III) (o ‘vitriolo de Marte’), y sulfato de cobalto (II) (o ‘vitriolo rojo’).

RENE CHURATA CAYO 6
El vitriolo era considerado la sustancia química más importante, y se intentó
utilizar como piedra filosofal. Altamente purificado, el vitriolo se utilizaba como medio
para hacer reaccionar sustancias en él.
En el siglo XVII, el químico alemán-holandés Johann Glauber consiguió ácido
sulfúrico quemando azufre con nitrato de potasio (KNO3), en presencia de vapor. A
medida que el nitrato de potasio se descomponía, el azufre se oxidaba en SO3, que
combinado con agua producía el ácido sulfúrico. En 1736, Joshua Ward, un
farmacéutico londinense utilizó este método para empezar a producir ácido sulfúrico en
grandes cantidades.
En 1746 en Birmingham, John Roebuck empezó a producirlo de esta forma en
cámaras de plomo, que eran más fuertes y resistentes y más baratas que las de cristal
que se habían utilizado antes. Este proceso de cámara de plomo, permitió la efectiva
industrialización de la producción de ácido sulfúrico, que con pequeñas mejoras
mantuvo este método de producción durante al menos dos siglos.
El ácido obtenido de esta forma, tenía una concentración de tan solo 35-40 %.
Mejoras posteriores, llevadas a cabo por el francés Joseph-Louis Gay-Lussac y el
británico John Glover consiguieron aumentar esta cifra hasta el 78 %. Sin embargo, la
manufactura de algunos tintes y otros productos químicos que requerían en sus procesos
una concentración mayor lo consiguieron en el siglo XVIII con la destilación en seco de
minerales con una técnica similar a la de los alquimistas precursores. Quemando pirita
(disulfuro de hierro) con sulfato de hierro a 480 °C conseguía ácido sulfúrico de
cualquier concentración, pero este proceso era tremendamente caro y no era rentable
para la producción industrial o a gran escala.
En 1831, el vendedor de vinagre Peregrine Phillips patentó un proceso de conseguir
óxido de azufre (VI) y ácido sulfúrico concentrado mucho más económico, ahora
conocido como el proceso de contacto. Actualmente, la mayor parte del suministro de
ácido sulfúrico se obtiene por este método.
Formación del ácido.

RENE CHURATA CAYO 7
El ácido sulfúrico se encuentra disponible comercialmente en un gran número de
concentraciones y grados de pureza. Existen dos procesos principales para la producción
de ácido sulfúrico, el método de cámaras de plomo y el proceso de contacto. El proceso
de cámaras de plomo es el más antiguo de los dos procesos y es utilizado actualmente
para producir gran parte del ácido consumido en la fabricación de fertilizantes. Este
método produce un ácido relativamente diluido (62 %-78 % H2SO4). El proceso de
contacto produce un ácido más puro y concentrado, pero requiere de materias primas
más puras y el uso de catalizadores costosos. En ambos procesos el dióxido de azufre
(SO2) es oxidado y disuelto en agua. El óxido de azufre (IV) es obtenido mediante la
incineración de azufre, tostando piritas (Disulfuro de hierro), tostando otros sulfuros no
ferrosos, o mediante la combustión de sulfuro de hidrógeno (H2S) gaseoso.
Históricamente existió otro método anterior a estos, pero hoy en desuso, el proceso del
vitriolo.2
Propiedades físicas.

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Propiedades químicas.
Propiedades ácidas: El ácido sulfúrico da todas las reacciones características de los
ácidos.
Acción deshidratante: El ácido sulfúrico, especialmente si es concentrado, tiene
una fuerte apetencia por el agua, dando lugar a una serie de hidratos.
Acción oxidante: El ácido sulfúrico no tiene un poder oxidante particularmente
notable.
Reacciones orgánicas: El ácido sulfúrico interviene también en numerosas
reacciones orgánicas, bien como reactivo, bien como catalizador.
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.).
Historia.
La historia de la fábrica de ácido sulfúrico, comienza cuando mediante Resolución
Suprema Nº 138890 del 5 de julio de 1967, se autoriza a la entonces Caja de Pensiones
Militares la suscripción de un contrato con la Compañía Industrial Consultants de
México S.A, para la adquisición de una planta industrial, en la cual se produzca Ácido
Sulfúrico, por el sistema de contacto, por el precio de 1.480.495 dólares, crédito que
estuvo avalado por el Banco Central de Bolivia.
El año 1975 se concluye la construcción de la planta de Eucaliptus y se inician las
operaciones de producción con varias dificultades.
Al año siguiente, los primeros meses, se producen 1.939 toneladas de ácido y, con esta
producción los fabricantes entregan la planta el 15 de febrero de 1976; posteriormente,
la misma cierra sus operaciones ese mismo día y durante todo el año 1977, los
trabajadores se dedican al mantenimiento y reparación del economizador, el equipo que
más problemas presentó por su corrosión y, el 11 de marzo de 1978 se ordena el cierre

RENE CHURATA CAYO 9
definitivo de la planta, en el gobierno del ex presidente Hugo Bánzer Suárez.
Rehabilitación.
El 24 de abril de 2007, directivos de la Corporación Minera de Bolivia y miembros de
las Fuerzas Armadas de la Nación y la Corporación de Seguro Militar, firmaron una
carta de intenciones interinstitucional para realizar estudios técnicos, económicos y
legales de la Fábrica de Ácido Sulfúrico, para conformar una Sociedad Mixta entre
Comibol y Cossmil.
De acuerdo a la Resolución de directorio Nº 3802/2008, el 22 de abril de 2008, el
entonces presidente de la Comibol, Hugo Miranda Rendón y el representante de la
Cossmil, Gral. Rafael Uría García, suscribieron un contrato de riesgo compartido para la
reactivación de la fábrica de Ácido Sulfúrico en Eucaliptus, en el Departamento de
Oruro.
En el documento se estipulaba un plazo, de vigencia del contrato, de siete años, en el
cual la Comibol se comprometía a invertir los fondos necesarios para rehabilitar la
planta.
Una vez firmado el convenio, cerca de cincuenta trabajadores, entre ellos conocedores
de este tipo de plantas, se pusieron el overol y empezaron los trabajos de rehabilitación
de esa mina de oro.
El trabajo fue arduo y, el 27 de mayo de 2008 comenzaron los trabajos de rehabilitación
y diagnóstico de los equipos y maquinaria de la planta.
Con más de treinta años sin funcionamiento, la entidad presentaba un estado deplorable;
el horno de combustión, la torre de conversión, los tubos de conducción de azufre
fundido, los tanques de almacenamiento y otros elementos estaban en proceso de
corrosión, por lo que fueron reemplazados y en algún caso restablecidos, por un trabajo
hecho con manos netamente bolivianas.

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Ubicación.
La planta de ácido sulfúrico está ubicada en la localidad de Eucaliptus, 1ª Sección de la
provincia Tomás Barrón del departamento de oruro, a 85 kilómetros aproximadamente
de la ciudad de Oruro, a una altura de 3.850 metros sobre el nivel del mar.
Su ubicación es de gran accesibilidad ya que casi la totalidad de la carretera que dirige a
esta planta está asfaltada, asimismo se puede acceder a sus instalaciones por vía férrea.
1.4 Limitaciones.
Una de las limitaciones que tiene la planta, en la comercialización del ácido, es que por
la ley 1008 los responsables se ven obligados a vender solamente a las empresas que
están registradas en la Dirección General de Sustancias Controladas, institución que
limita la venta a clientes que compran cantidades mayores a 4.000 kilos, habiendo
empresas que lo necesitan pero en menor cantidad.
2 MARCO TEORICO.
Procesos de obtención de ácido sulfúrico.
Proceso de contacto.
El proceso se basa en el empleo de un catalizador para convertir el SO2 en SO3,
del que se obtiene ácido sulfúrico por hidratación.
S O 2 + O 2 ⟶ 2 S O 3
S O 3 + H 2 O ⟶ H 2 S O 4
SO3 + H2O = H2SO4
En este proceso, una mezcla de gases secos que contiene del 7 al 10 % de SO2,
según la fuente de producción de SO2 (el valor inferior corresponde a plantas que
tuestan piritas y el superior a las que queman azufre), y de un 11 a 14% de O2, se
precalienta y una vez depurada al máximo, pasa a un convertidor de uno o más lechos

catalíticos, por regla general de platino o pentóxido de vanadio (V2O5), donde se forma
el SO3. Se suelen emplear dos o más convertidores.
Los rendimientos de conversión del SO2 a SO3 en una planta en funcionamiento
normal oscilan entre el 96 y 97 %, pues la eficacia inicial del 98 %3 se reduce con el
paso del tiempo. Este efecto de reducciones se ve más acusado en las plantas donde se
utilizan piritas de partida con un alto contenido de arsénico, que no se elimina
totalmente y acompaña a los gases que se someten a catálisis, provocando el
envenenamiento del catalizador. Por consiguiente, en ocasiones, el rendimiento puede
descender hasta alcanzar valores próximos al 95%.
En el segundo convertidor, la temperatura varía entre 500 y 600 °C. Esta se
selecciona para obtener una constante óptima de equilibrio con una conversión máxima
a un coste mínimo. El tiempo de residencia de los gases en el convertidor es
aproximadamente de 2-4 segundos.
Los gases procedentes de la catálisis se enfrían a unos 100 °C aproximadamente y
atraviesan una torre de óleum, para lograr la absorción parcial de SO3. Los gases
residuales atraviesan una segunda torre, donde el SO3 restante se lava con ácido
sulfúrico de 98 %. Por último, los gases no absorbidos se descargan a la atmósfera a
través de una chimenea.
Existe una marcada diferencia entre la fabricación del SO2 por combustión del
azufre y por tostación de piritas, sobre todo si son arsenicales. El polvo producido en el
proceso de tostación nunca puede eliminarse en su totalidad y, junto con las impurezas,
principalmente arsénico y antimonio, influyen sensiblemente sobre el rendimiento
general de la planta.
La producción de ácido sulfúrico por combustión de azufre elemental presenta un
mejor balance energético pues no tiene que ajustarse a los sistemas de depuración tan
rígidos forzosamente necesarios en las plantas de tostación de piritas.
S O 3 + H 2 S O 4 ⟶ H 2 S 2 O 7
H 2 O + H 2 S 2 O 7 ⟶ 2 H 2 S O 4

Catalizador oxido de vanadio (V2O5).
Uno de los pasos más importante durante la fabricación de ácido sulfúrico es la
producción de trióxido de azufre, lo que se logra al pasar una mezcla de gases de
dióxido de azufre y oxígeno a través de un lecho de catalizador, de acuerdo a la
mencionada ecuación:
SO2 + ½ O2 ↔ SO3 ∆H
Sin la presencia de un catalizador, esta reacción necesitaría una temperatura
muy elevada para tener una velocidad realista. Sin embargo, a mayores temperaturas el
equilibrio se desplaza a favor de la formación de SO2 lo que hace muy pobre la
conversión.
De todas las sustancias probadas con actividad catalítica para la oxidación del
dióxido de azufre, es el pentóxido de vanadio el de uso casi exclusivo, el cual se ubica
en uno o más lechos en un equipo conocido como Convertidor.
Los convertidores son dimensionados en base a la velocidad superficial del gas que
atraviesa el lecho de catalizador. Si las velocidades son muy altas, la cantidad de SO2
que atraviesa el catalizador por unidad de tiempo se incrementa dando como
resultado una reducción de la eficiencia de conversión. A velocidades muy bajas
la capacidad de conversión del catalizador no es eficientemente empleada.
A velocidades superficiales elevadas, la caída de presión a través del lecho empieza
a hacerse demasiado alta. Velocidades bajas del gas implican bajas caídas de
presión, dando como resultado problemas en la distribución del gas. Las caídas de
presión en el lecho de catalizador deben mantenerse encima de 50 mm WC (2 pulg.
WC) para asegurar una distribución razonable de gas a través del lecho de catalizador.
Mecanismo de Catalización.
El catalizador pentóxido de vanadio acelera la reacción química entre el
dióxido de azufre (SO2) y el oxígeno (O2) para formar trióxido de azufre
(SO3).

El catalizador usado en la fabricación de ácido sulfúrico es el pentóxido de
vanadio (5 - 10% V en peso), el cual es considerado como el componente activo; no
obstante, es un catalizador relativamente pobre y solo cuando se le adicionan los
llamados “activadores” puede alcanzar elevad as velocidades de conversión.
Bajo condiciones normales de operación, el catalizador se funde y la
reacción de oxidación toma lugar sobre este líquido fundido. Originalmente, el sulfato
de potasio fue usado como activador pero recientemente se está usando el sulfato de
cesio, ya que este último reduce el punto de fusión del catalizador, pudiendo por lo
tanto ser usado a menores temperaturas. En todos los casos, el catalizador está
soportado por una matriz de sílice.
Formas del Catalizador Pentóxido de Vanadio.
Para la manufactura del ácido sulfúrico, el catalizador pentóxido de vanadio
viene en una variedad de tamaños, formas, formulaciones, etc. Los diversos tipos de
catalizador disponible permiten tanto al diseñador como al operador maximizar la
conversión de SO2 a SO3 para diferentes tipos de planta, composición de gases y
requerimientos de emisión.
Existen tres formas básicas del catalizador que se usan actualmente: pellet, anillo
y estrella. La primera forma en ser usada fue el pellet, que es simplemente un
cilindro sólido. Su desventaja es la dificultad que tienen los reactantes de difundirse
hasta el centro del catalizador y de manera inversa, la dificultad de difusión de los
productos hacia afuera. En esencia, el centro del catalizador no se usa totalmente.

Fuente: https://weather.com/es-US
Los catalizadores en forma de anillo son básicamente pequeños cilindros con
un espacio vacío en la parte media. Esto proporciona acceso a los reactantes a la
parte central del catalizador, dando como resultado una mejor utilización. El área
superficial total del anillo es mayor que el pellet, lo que aumenta la superficie de
contacto al gas.
El catalizador en forma de estrella es una mejora respecto al de forma de anillo.
Los canales en la parte externa incrementan el área superficial total y confieren una

mayor exposición a la estructura porosa del catalizador, permitiendo una difusión
más fácil y más rápida de los reactantes y productos.
fuente: https://weather.com/es-US
Proceso de cámaras de plomo.
En el proceso de cámaras de plomo el dióxido de azufre (SO2) gaseoso caliente
entra por la parte inferior de un reactor llamado torre de Glover donde es lavado con
vitriolo nitroso (ácido sulfúrico con óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2)
disueltos en él), y mezclado con óxido de nitrógeno (NO) y óxido de nitrógeno (IV)
(NO2) gaseosos. Parte de óxido de azufre (IV) es oxidado a óxido de azufre (VI) (SO3)
y disuelto en el baño ácido para formar el ácido de torre o ácido de Glover
(aproximadamente 78 % de H2SO4).
S O 2 + N O 2 ⟶ N O + S O 3
S O 3 + H 2 O ⟶ H 2 S O 4
De la torre de Glover una mezcla de gases (que incluye óxido de azufre (IV) y (VI),
óxidos de nitrógeno, nitrógeno, oxígeno y vapor) es transferida a una cámara recubierta

de plomo donde es tratado con más agua. La cámara puede ser un gran espacio en forma
de caja o un recinto con forma de cono truncado. El ácido sulfúrico es formado por una
serie compleja de reacciones; condensa en las paredes y es acumulado en el piso de la
cámara. Pueden existir de tres a seis cámaras en serie, donde los gases pasan por cada
una de las cámaras en sucesión. El ácido producido en las cámaras, generalmente
llamado ácido de cámara o ácido de fertilizante, contiene de 62 % a 68 % de H2SO4.
N O + N O 2 + H 2 O ⟶ 2 H N O 2
H N O 2 + H 2 S O 3 ⟶ H 2 S O 4
Luego de que los gases pasaron por las cámaras se los hace pasar a un reactor
llamado torre de Gay-Lussac donde son lavados con ácido concentrado enfriado
(proveniente de la torre de Glover). Los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre que
no haya reaccionado se disuelven en el ácido formando el vitriolo nitroso utilizado en la
torre de Glover. Los gases remanentes son usualmente liberados en la atmósfera.
Obtención en laboratorio
Se puede obtener haciendo pasar una corriente del gas dióxido de azufre (SO2) en
disolución de peróxido de hidrógeno (H2O2):
H2O2 (aq) + SO2 (g) → H2SO4 (aq)
H2O2 (aq) + SO2 (g) = H2SO4 (aq)
H2O2 (aq) + SO2 (g) = H2SO4 (aq)
Esta disolución se concentra evaporando el agua.
Reacción de equilibrio.

Algunos investigadores indican que los componentes activos del pentóxido de
vanadio se disocian y la oxidación de dióxido de azufre podría seguir el siguiente
esquema:
V2O5 + SO2 V2O4 + SO3
V2O4 + ½ O2 V2O5
La reacción total que se observa es reversible y exotérmica:
SO2 + ½ O2 SO3 H° 298°C = 99 kJ / mol.
El equilibrio químico es alcanzado cuando los reactantes se forman tan
rápidamente como los productos, tal que la composición de la mezcla permanece
constante y no cambia con el tiempo.
La velocidad a la que el SO2 y O2 reaccionan para formar SO3será
proporcional a la cantidad de SO2 y O2 presentes en el gas y puede ser
expresada en términos de sus presiones parciales y una constante de
proporcionalidad o velocidad. De igual manera, la velocidad de la reacción inversa de
SO3 a SO2 y O2 puede ser expresada en términos de la presión parcial de SO3en el gas.
𝑟1 = 𝑘1 ∗ 𝑃𝑆𝑂2
𝑚
∗ 𝑃𝑂2
𝑁
𝑟2 = 𝑘2 ∗ 𝑃𝑆𝑂3
𝑥
En el equilibrio, la velocidad de las reacciones directa e inversa es igual:
𝑟1 = 𝑟2 = 𝑘1 ∗ 𝑃𝑆𝑂2
𝑚
∗ 𝑃𝑂2
𝑁
= 𝑘2 ∗ 𝑃𝑆𝑂3
𝑥
Los exponentes m, n y x están referidos al mecanismo de reacción y
catálisis. Los investigadores han propuesto diversos valores para estos exponentes
basados en experimentos diseñados para medir la velocidad de reacción. Lo más
simple es asumir m = 1, n = ½ y x = 1. Reordenando la ecuación, da:
𝑘1
𝑘2
= 𝐾 𝑃 =
𝑃𝑆𝑂3
𝑃𝑆𝑂2 ∗ 𝑃𝑂2
1
2

Donde Kp es la constante de equilibrio de presión parcial. La constante de
equilibrio de presión parcial es una función de la temperatura. Muchas relaciones
han sido propuestas en base a la experimentación con diferentes condiciones de
catálisis y operación. Un ejemplo de una de estas relaciones es:
log(𝐾 𝑃) =
4956
𝑇
+ 4.678
Donde T = temperatura (K).
Al combinar las ecuaciones (17) y (18), puede obtenerse una relación entre
temperatura y el grado de conversión y se puede plotear una curva de equilibrio
como en la Figura N° 2.1. La curva de equilibrio dependerá de la concentración inicial
de SO2 y O2 en el gas. A menor concentración inicial de SO2, mayor será su
posición en la curva de equilibrio. Esto simplemente significa que mayores
conversiones pueden ser obtenidas con menores concentraciones iniciales de SO2 en
el gas.
3 MATERIA PRIMA.
AZUFRE: El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S.
Es un no metal abundante con un olor característico.
1. Se encuentra en estado libre en yacimientos de origen volcánico formando
depósitos a flor de tierra, llamados solfataras.
2. En yacimientos de origen sedimentarios formando depósitos bajo tierra o
solfataras.
3. Se encuentra formando parte de los numerosos minerales, sulfuros y sulfatos, como
la calcopirita, CuFeS2, Galena, PbS, Pirita, FeS2 y el yeso, CaSO4x2H2O.
4. Formando parte de muchas sustancias orgánicas de origen animal y vegetal, como
los aceites de ajo y de mostaza, los huevos, los pelos y las proteínas.
Otro inconveniente que tiene la planta de ácido sulfúrico Eucaliptus es que importa la
materia prima (azufre) de Canadá, México y Estados Unidos de Norteamérica, compra
que se realiza en la costa marítima de Chile. Compran 1.800 toneladas de azufre para 90

días, a razón de 300 dólares por tonelada, algo que para la empresa es costoso porque si
hubiera materia prima en el país aumentarían sus utilidades.
4 MAQUINAS Y EQUIPOS.
Reactor CSTR(quemador).
Fuente: Propia. Fuente: https://weather.com/es-US
Caldero.

Fuente:Propia.
Reactor PBR(convertidor).
Fuente: Propia.
Torre de absorción y Tanques de almacenamiento.

Fuente: Propia.
5 ETAPAS DEL PROCESO PRODUCTIVO.
Flujo grama
2.2 Fundición.

El azufre se funde con vapor saturado de 50 psig. El punto de fusión del azufre se
encuentra entre 115 y 120 ºC, dependiendo de la estructura del cristal.
Quemador.
Producción de dióxido de azufre (anhídrido sulfuroso).
La producción de ácido sulfúrico, comienza con la combustión del azufre para
producir dióxido de azufre:
𝑆(𝐿) + 𝑂2(𝑔) → 𝑆𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟 = −296810
𝑘𝐽
𝑘𝑚𝑜𝑙
El azufre se atomiza en un horno caliente a 1127 ºC, luego se quema con exceso de
aire seco para formar una mezcla de gases calientes de SO2, O2 y N2.
La reacción es muy exotérmica por lo tanto los gases son enfriados en una caldera
de recuperación de vapor, el vapor de alta presión generado es utilizado para impulsar
los compresores y sopladores.
Control.
Flujo de aire (presión) como reactivo en exceso
Flujo de azufre como reactivo limitante, 115 –
120 °C
Temperatura (quemador) 800 – 1000 °C
Convertidor.
Oxidación catalítica de SO2 a SO3, (anhídrido sulfúrico).
El gas producido en el horno se enfría y es alimentado a un reactor de cuatro etapas
catalíticas con interenfriamientos donde se lleva a cabo la reacción entre el SO2 con

oxígeno en presencia de un catalizador de pentóxido de vanadio (V2O5) para formar
SO3:
𝑆𝑂2(𝑔) + 1
2⁄ 𝑂2(𝑔) ↔ 𝑆𝑂3(𝑔) ∆𝐻𝑟 = −99000
𝑘𝐽
𝑘𝑚𝑜𝑙
Esta reacción es tanto reversible como altamente exotérmica. La oxidación en fase
gaseosa es inhibida cinéticamente y virtualmente imposible sin un catalizador a
cualquier temperatura. A temperaturas ordinarias, la reacción es tan lenta que, en
términos prácticos, ésta no ocurre. Al incrementar la temperatura, incrementa la
velocidad de reacción; sin embargo, simultáneamente la posición del equilibrio se
desplaza desfavorablemente, el trióxido de azufre se descompone para formar dióxido
de azufre y oxígeno. Sin un catalizador, la temperatura necesaria para una buena
velocidad de reacción superaría los 600°C y la conversión que se obtendría, a dicha
temperatura, sería no mayor a un 40%.
La eficiencia del proceso de conversión de SO2 a SO3, pasa por un catalizador
activado por esta razón, el catalizador degradado debe ser reemplazado cada cierto
tiempo.
El catalizador empleando es de la forma de anillos Raschig; catalizadores
compuesto de sales de potasio y vanadio soportados sobre un portador de sílice y
catalizadores con compuestos de cesio como promotor en lugar de sales de potasio. El
cesio ayuda a estabilizar las sales fundidas de vanadio, y previene que se precipiten a
temperaturas menores de 410°C, tal y como sucede en los catalizadores que usan
potasio como promotor.
Efectos cinéticos en la reacción:
- La oxidación de dióxido de azufre es lenta y reversible.
- La reacción requiere un catalizador y temperaturas de 426.7°C.
- La reacción es exotérmica y sensible al calor excesivo.

Control.
Flujo de aire (presión) como reactivo en exceso
Fracción del Dióxido de azufre 12%
Temperatura (Catalizador) 400 - 600 °C
Adsorción.
Absorción de SO3 para formar H2SO4 y óleum.
La reacción global para la formación del ácido sulfúrico de manera directa puede
expresarse de la siguiente manera:
𝑆𝑂3(𝑔) + 𝐻2 𝑂(𝑙) ↔ 𝐻2 𝑆𝑂4(𝑙) ∆𝐻𝑟 = −132000
𝑘𝐽
𝑘𝑚𝑜𝑙
Sin embargo, en la práctica el SO3 de la torre de óleum no se combina
directamente con H2O, sino que indirectamente absorbiéndolo en H2SO4 al 98% en las
torres de absorción, debido a que la reacción directa forma una neblina de ácido
sulfúrico muy difícil de controlar.
𝑆𝑂3(𝑔) + 𝐻2 𝑆𝑂4(𝑙) → 𝐻2 𝑆2 𝑂7(𝑙)
Este producto es conocido como ácido sulfúrico fumante u óleum. Dicho óleum
reacciona de forma segura con agua para producir ácido sulfúrico concentrado.
𝐻2 𝑆2 𝑂7(𝑙) + 𝐻2 𝑂(𝑙) → 2 𝐻2 𝑆𝑂4(𝑙)
6 APLICACIONES DE ACIDO SULFURICO.
El ácido sulfúrico es un elemento que se utiliza en el ambiente industrial como

catalizador, en la purificación del petróleo, además de la refinación de aceites minerales
y vegetales, en la industria de pigmentos, pegamentos, herbicidas, cueros y en la
producción de explosivos.
En el procesamiento de metales es usado en el decapado (proceso mediante el cual se
"limpian" las superficies de un elemento), en el tratamiento de minerales de cobre,
uranio y vanadio, además de la preparación de baños electrolíticos para la purificación
de metales no ferrosos.
La industria que más utiliza el ácido sulfúrico es la de los fertilizantes. El
nitrosulfato amónico es un abono nitrogenado simple obtenido químicamente de la
reacción del ácido nítrico y sulfúrico con amoniaco.
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 óxido de titanio (IV), ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico.

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.
En Colombia su uso y comercialización están bajo vigilancia del Ministerio de
Justicia y del Derecho al ser utilizado como precursor químico en la fabricación de
cocaína.
7 APORTE A LA EMPRESA.
Modelado y simulación del quemador.
Objetivos.

Objetivo general.
 Modelación y simulación del quemador
Objetivo específico.
 Realizar balance de materia total en estado transitorio.
 Realizar balance de materia para los componentes oxígeno, dióxido de
azufre en estado dinámico.
Marco teórico.
Debido a las altas concentraciones de mezclado turbulento entre el combustible y el
oxidante, los estudios de los hornos de combustión equipados con quemadores se han
simplificado no modelando las reacciones de combustión. El supuesto utilizado se
sustenta en que la oxidación del combustible se desarrolla en su totalidad en las zonas
cercanas a las descargas de los quemadores y permite simular los hornos como si
operaran con productos de combustión a elevadas temperaturas, el objetivo de este
trabajo es simular los hornos de quemadores considerando las reacciones de
combustión.
En la simulación de los fenómenos de combustión del gas en hornos equipados con
quemadores radiantes se debe considerar la geometría de los quemadores. Esto sucede
debido a que dicha geometría determina, el desarrollo de las reacciones de oxidación y
tasa de liberación de calor del combustible. El mallado de un quemador de premezcla
(Figura 1) no es un procedimiento sencillo, dado el detalle que implica la geometría. Si
adicional a lo anterior se tiene presente que la mayoría de los hornos de este tipo se
encuentra conformada por un número elevado de quemadores, resulta sumamente
complejo el mallado conjunto del horno y de los quemadores que lo conforman. A su
turno, el costo computacional que se generaría debido al número de celdas sería
considerablemente alto.

Con el objeto de superar la dificultad anotada, en este trabajo se separó el problema
en muchas etapas. La primera consistió en simular un quemador con una geometría
bastante detallada junto a una porción del horno que permitiera desarrollar la llama
(Figura 1)
Resultados de la modelación y simulación.
P: presión.
T: temperatura absoluta.
M: peso molecular
V: volumen.
p: pureza del azufre.
𝛾: fraccuion de conversion =
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒
Balance de masa total.
𝑛̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒 + 𝑛̇ 𝑎 𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 − 𝑛̇ 𝑠 𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 =
𝑑𝑛
𝑑𝑡
Balance de masa parcial.
O2: 𝑛̇ 𝑎 𝑖𝑟𝑒 ∗ 0.21 − 𝑛̇ 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ∗ 𝑥 𝑂2 − 𝛾 ∗ 𝑛̇ 𝑎 𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 =
𝑑(𝑛∗𝑥 𝑂2)
𝑑𝑡
S: 𝑛̇ 𝑎 𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 ∗ 𝑝 − 𝑛̇ 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ∗ 𝑥 𝑆 − 𝛾 ∗ 𝑛̇ 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 =
𝑑(𝑛∗𝑥 𝑆)
𝑑𝑡

SO2 −𝑛̇ 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2 + 𝛾 ∗ 𝑛̇ 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 =
𝑑(𝑛∗𝑥 𝑆𝑂2)
𝑑𝑡
N2: 𝑛̇ 𝑎 𝑖𝑟𝑒 ∗ 0.79 − 𝑛̇ 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ∗ 𝑥 𝑁2 =
𝑑(𝑛∗𝑥 𝑁2)
𝑑𝑡
𝑥 𝑂2 + 𝑥 𝑆 + 𝑥 𝑆𝑂2 + 𝑥 𝑁2 = 1
Simplificación.
Para el O2:
𝐹̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒
𝑅 ∗ 𝑇𝑎𝑖𝑟𝑒
∗ (0.21 ∗ 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒 −
𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒
𝑃𝑠𝑖𝑠
∗ 𝑃𝑂2) −
𝐹̇ 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 ∗ 𝜌 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒(𝑙)
𝑀 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒
∗ (𝛾 +
1
𝑃𝑠𝑖𝑠
𝑃𝑂2)
=
𝑉
𝑅 ∗ 𝑇𝑠𝑖𝑠
∗
𝑑𝑃𝑂2
𝑑𝑡
∗ (𝑝 − 𝛾 −
1
𝑃𝑠𝑖𝑠
𝑃𝑆) −
∗
𝑃𝑠𝑖𝑠
∗ 𝑃𝑆 =
𝑉
∗
𝑑𝑃𝑆
𝑑𝑡
∗ (𝛾 −
1
𝑃𝑠𝑖𝑠
∗ 𝑃𝑆𝑂2) −
∗
𝑃𝑠𝑖𝑠
∗ 𝑃𝑆𝑂2 =
𝑉
∗
𝑑𝑃𝑆𝑂2
𝑑𝑡
Balance de energía.
𝑛̇ 𝑂2 𝑖𝑛 ∗ 𝐻̇ 𝑂2 𝑖𝑛 + 𝑛̇ 𝑁2 𝑖𝑛 ∗ 𝐻̇ 𝑁2 𝑖𝑛 + 𝑛̇ 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 𝑖𝑛 ∗ 𝐻̇ 𝑎𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 𝑖𝑛 − 𝑛̇ 𝑂2 𝑜𝑢𝑡 ∗ 𝐻̇ 𝑂2 𝑜𝑢𝑡
+ 𝑛̇ 𝑁2 𝑜𝑢𝑡 ∗ 𝐻̇ 𝑁2 𝑜𝑢𝑡 + 𝑛̇ 𝑆 𝑂2 𝑜𝑢𝑡 ∗ 𝐻̇ 𝑆𝑂2 𝑜𝑢𝑡 + 𝑄̇ + (−∆𝐻̇ 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛)
∗ 𝑛̇ 𝑆 𝑂2 𝑜𝑢𝑡 =
𝑃 ∗ 𝑉
∗
𝑑𝑈
𝑑𝑡

Diagrama de simulación en Matlab/simulink.
Grafica en Matlab/Simulink
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
x 10
6
tiempo [min]
PO2[Pa]
Consumo de Oxigeno

Grafica en Matlab/Simulink.
Conclusiones y Recomendaciones.
 La reacción es altamente reactivo.
 El reactor alcanza el estado estacionario 0.2 minuto.
Modelado del convertidor.
Objetivos.
 Balance de materia total y parcial en las cuatro etapas del convertidor.
 Balance de energía en las cuatro etapas del convertidor.
Marco teórico.
Resultados del modelamiento.
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
x 10
4
tiempo [min]
PSO2[Pa]
Generacion dioxido de Azufre

1º Cama balance de materia.
Balance total.
𝑛̇ 𝑐𝑜𝑚𝑏 + 𝑛̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒 − 𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 =
𝑑𝑛1
𝑑𝑡
Balance parcial para el oxígeno.
𝑛̇ 𝑐𝑜𝑚𝑏 ∗ 𝑥 𝑂2𝑖 + 𝑛̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 0.21 − 𝑛̇1𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛1 ∗ 𝑥 𝑂2)
𝑑𝑡
𝑛̇ 𝑐𝑜𝑚𝑏 ∗ 𝑥 𝑂2𝑖 + 𝑛̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 0.21 − 𝑛̇1𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 = 𝑥 𝑂2 ∗
𝑑𝑛1
𝑑𝑡
+ 𝑛1 ∗
𝑑𝑥 𝑂2
𝑑𝑡
𝑛̇ 𝑐𝑜𝑚𝑏 ∗ (𝑥 𝑂2𝑖 − 𝑥 𝑂2) + 𝑛̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ (0.21 − 𝑥 𝑂2) − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉𝑃
𝑅𝑇
𝑑𝑥 𝑂2
𝑑𝑡
𝑃𝑂2 = 𝑥 𝑂2 ∗ 𝑃𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑑𝑃𝑂2 = 𝑃𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 ∗ 𝑑𝑥 𝑂2
𝐹̇ 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑅 ∗ 𝑇𝑐𝑜𝑚𝑏
∗ (𝑃𝑂2𝑖 −
𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑃𝑠𝑖𝑠
∗ 𝑃𝑂2) +
∗ (0.21 ∗ 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒 −
𝑃𝑠𝑖𝑠
∗ 𝑃𝑂2) − (−𝑟𝑂2)
∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇1
𝑑𝑃𝑂2
𝑑𝑡
Balance parcial para el dióxido de azufre.
𝑛̇ 𝑐 𝑜𝑚𝑏 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2𝑖 − 𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2 − (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛1 ∗ 𝑥 𝑂2)
𝑑𝑡

𝑛̇ 𝑐 𝑜𝑚𝑏 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2𝑖 − 𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2 − (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 = 𝑥 𝑂2 ∗
𝑑𝑛1
𝑑𝑡
+ 𝑛1 ∗
𝑑𝑥 𝑆𝑂2
𝑑𝑡
𝑛̇ 𝑐 𝑜𝑚𝑏 ∗ (𝑥 𝑆𝑂2𝑖 − 𝑥 𝑆𝑂2) − 𝑛̇ 𝑎 𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2 − (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉𝑃
𝑅𝑇1
𝑑𝑥 𝑆𝑂2
𝑑𝑡
𝐹̇ 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑅 ∗ 𝑇𝑐𝑜𝑚𝑏
∗ (𝑃𝑆𝑂2𝑖 −
𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑃1
∗ 𝑃𝑆𝑂2) +
∗
𝑃1
∗ 𝑃𝑆𝑂2 − (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤
=
𝑉
𝑅 ∗ 𝑇1
𝑑𝑃𝑆𝑂2
𝑑𝑡
Balance para el trióxido de azufre.
−𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑆𝑂3 + (−𝑟𝑆𝑂3) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛1 ∗ 𝑥 𝑆𝑂3)
𝑑𝑡
−𝑛̇1𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑆𝑂3 + (−𝑟𝑆𝑂3) ∗ 𝑑𝑤 = 𝑥 𝑆𝑂3 ∗
𝑑𝑛1
𝑑𝑡
+ 𝑛1 ∗
𝑑𝑥 𝑆𝑂3
𝑑𝑡
−(𝑛̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒+𝑛̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒) ∗ 𝑥 𝑆𝑂3 + (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉𝑃
𝑅𝑇
𝑑𝑥 𝑆𝑂3
𝑑𝑡
−(𝐹̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒+𝐹̇ 𝑎𝑖𝑟𝑒) ∗
𝑃𝑆𝑂3
𝑅𝑇1
+ (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇1
𝑑𝑃𝑆𝑂3
𝑑𝑡
𝑃 𝑁2 = 𝑃𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 − 𝑃𝑆𝑂2 − 𝑃𝑆𝑂3 − 𝑃𝑂2
Balance de energía:
(𝑛̇ ∗ 𝐻) 𝑐𝑜𝑚𝑏,𝑇 + (𝑛̇ ∗ 𝐻) 𝑎𝑖𝑟𝑒 − (𝑛̇ ∗ 𝐻) 𝑠𝑎𝑙1 + (−𝐻𝑟) ∗ (−𝑟𝑟) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛 ∗ 𝑈)1
𝑑𝑡

Balance total.
𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 − 𝑛̇2 𝑠𝑎𝑙 =
𝑑𝑛1
𝑑𝑡
Balance parcial:
𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,1 − 𝑛̇2 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,2 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛2 ∗ 𝑥 𝑂2.2)
𝑑𝑡
𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,1 − 𝑛̇2 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,2 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 = 𝑥 𝑂2,2 ∗
𝑑𝑛1
𝑑𝑡
+ 𝑛1 ∗
𝑑𝑥 𝑂2,2
𝑑𝑡
𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ (𝑥 𝑂2,1 − 𝑥 𝑂2,2) − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉𝑃
𝑅𝑇
𝑑𝑥 𝑂2,2
𝑑𝑡
𝐹̇1𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇1
∗ (𝑃𝑂2,1 − 𝑃𝑂2,2) − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇2
𝑑𝑃𝑂2,2
𝑑𝑡
Para el dióxido de azufre SO2:
𝐹̇1𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇1
∗ (𝑃𝑆𝑂2,1 − 𝑃𝑆𝑂2,2) − (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇2
𝑑𝑃𝑆𝑂2,2
𝑑𝑡
Para el trióxido de azufre SO3:
𝐹̇1𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇1
∗ (𝑃𝑆𝑂3,1 − 𝑃𝑆𝑂3,2) + (−𝑟𝑆𝑂3) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇2
𝑑𝑃𝑆𝑂3,2
𝑑𝑡
(𝑛̇ ∗ 𝐻)1𝑠𝑎𝑙 − (𝑛̇ ∗ 𝐻)2𝑠𝑎𝑙 + (−𝐻𝑟) ∗ (−𝑟𝑟) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛 ∗ 𝑈)2
𝑑𝑡
Balance total.
𝑛̇2𝑠𝑎𝑙 − 𝑛̇3 𝑠𝑎𝑙 =
𝑑𝑛3
𝑑𝑡

Balance parcial:
𝑛̇2 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,2 − 𝑛̇3𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,3 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛3 ∗ 𝑥 𝑂2,3)
𝑑𝑡
𝑛̇2𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,2 − 𝑛̇3 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,3 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 = 𝑥 𝑂2,3 ∗
𝑑𝑛3
𝑑𝑡
+ 𝑛1 ∗
𝑑𝑥 𝑂2,3
𝑑𝑡
𝑛̇2 𝑠𝑎𝑙 ∗ (𝑥 𝑂2,2 − 𝑥 𝑂2,3) − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉𝑃
𝑅𝑇
𝑑𝑥 𝑂2,3
𝑑𝑡
𝐹̇2𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇2
∗ (𝑃𝑂2,2 − 𝑃𝑂2,3) − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇3
𝑑𝑃𝑂2,3
𝑑𝑡
𝐹̇2𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇2
∗ (𝑃𝑆𝑂2,2 − 𝑃𝑆𝑂2,3) − (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇3
𝑑𝑃𝑆𝑂2,3
𝑑𝑡
𝐹̇2𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇2
∗ (𝑃𝑆𝑂3,2 − 𝑃𝑆𝑂3,3) + (−𝑟𝑆𝑂3) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇3
𝑑𝑃𝑆𝑂3,3
𝑑𝑡
𝑑(𝑛 ∗ 𝑈)3
𝑑𝑡
Balance total.
𝑛̇3𝑠𝑎𝑙 − 𝑛̇4 𝑠𝑎𝑙 =
𝑑𝑛4
𝑑𝑡
Balance parcial:
𝑛̇3 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,3 − 𝑛̇4𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,4 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑑(𝑛4 ∗ 𝑥 𝑂2,4)
𝑑𝑡

𝑛̇3𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,3 − 𝑛̇4 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2,4 − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 = 𝑥 𝑂2,4 ∗
𝑑𝑛4
𝑑𝑡
+ 𝑛4 ∗
𝑑𝑥 𝑂2,4
𝑑𝑡
𝑛̇3 𝑠𝑎𝑙 ∗ (𝑥 𝑂2,3 − 𝑥 𝑂2,4) − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉𝑃
𝑅𝑇
𝑑𝑥 𝑂2,4
𝑑𝑡
𝐹̇3𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇3
∗ (𝑃𝑂2,3 − 𝑃𝑂2,4) − (−𝑟𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇4
𝑑𝑃𝑂2,4
𝑑𝑡
𝐹̇3𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇3
∗ (𝑃𝑆𝑂2,3 − 𝑃𝑆𝑂2,4) − (−𝑟𝑆𝑂2) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇4
𝑑𝑃𝑆𝑂2,4
𝑑𝑡
𝐹̇3𝑠𝑎𝑙
𝑅𝑇3
∗ (𝑃𝑆𝑂3,3 − 𝑃𝑆𝑂3,4) + (−𝑟𝑆𝑂3) ∗ 𝑑𝑤 =
𝑉
𝑅𝑇4
𝑑𝑃𝑆𝑂3,4
𝑑𝑡
𝑑(𝑛 ∗ 𝑈)4
𝑑𝑡
Cinética del catalizador.
(−𝑟𝑆𝑂2) =
𝑘1 ∗ 𝑃𝑂2,𝑥 ∗ 𝑃𝑆𝑂2,𝑥 ∗ (1 −
𝑃𝑆𝑂3,𝑥
𝑃𝑆𝑂2,𝑥 ∗ 𝑃𝑂2,𝑥
1
2 ∗ 𝑘 𝑃
)
22.414 ∗ (1 + 𝑘2 ∗ 𝑃𝑆𝑂2,𝑥 + 𝑘3 ∗ 𝑃𝑆𝑂3,𝑥)
𝑘1 = exp(12.160 − 5473
𝑇⁄ )
𝑘2 = exp(−9.953 + 8619
𝑇⁄ )
𝑘3 = exp(−71.745 + 52596
𝑇⁄ )
𝑘 𝑃 = 10^(−4.765 + 5022
𝑇⁄ )
Conclusiones y recomendaciones.

 Los modelos están relacionados unos con otro, por lo que al simular se
resolverá espontáneamente.
 Los modelos están relacionados fuertemente al perfil de temperatura en
cada cama por lo que se concluye, la temperatura es una variable sensible
en el proceso de producción de ácido sulfúrico.
Modelación y simulación de la reacción reversible 𝑆𝑂2 + 𝑂2 ⇄ 𝑆𝑂3.
Objetivos.
Objetivo general.
 Análisis de las variables que influyen en el desplazamiento de los reactivos
al producto.
 Influencia de la temperatura en la reacción reversible.
 Influencia de la fracción de dióxido de azufre inicial, en el equilibrio
 Influencia de la fracción de oxigeno inicial, en el equilibrio.
Marco teórico.
En la etapa de conversión catalítica del SO2 a SO3 (Ec. 2), la temperatura (T) es la
variable de mayor importancia para desplazar el equilibrio hacia el producto. La
influencia sobre la constante de equilibrio (Kp).
El equilibrio de la reacción es independiente de la clase y de la cantidad de
catalizador empleado, estando condicionado exclusivamente por la temperatura y
la concentración de los reaccionantes, pero no ocurre lo mismo con la velocidad
de la reacción, que depende principalmente de la naturaleza del catalizador.
Graficando la conversión o equilibrio de transformación del SO2 a SO3 en función
de la temperatura, se obtiene la curva correspondiente (Fig. 2), donde se ve claramente
que a mayor temperatura, la conversión disminuye y como la reacción es

exotérmica, la temperatura de la mezcla gaseosa se incrementa, necesitando
consecuentemente ser refrigerada. Paralelamente a bajas temperaturas la velocidad de
reacción es lenta, es por esta razón que se emplean catalizadores (pentóxido de
vanadio), los que exigen como temperatura mínima del sistema 400 °C.
Resultados de la modelación y simulación
𝑆𝑂2 + 𝑂2 ⇄ 𝑆𝑂3.
∆𝐺 = −𝑅 ∗ 𝑇 ∗ ln(𝐾 𝑃)
𝐾 𝑃 =
𝑥 𝑆𝑂3
𝑥 𝑆𝑂2 ∗ 𝑥 𝑂2
1
2
∗ 𝑃𝑡
−
1
2
∆𝐺 = 𝐴 ∗ 𝑇 + 𝐵 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝐴 = 0.09357 [𝑀𝐽 −
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑘
]
𝐵 = −98.41 [
𝑀𝐽
𝑘𝑚𝑜𝑙
] 𝑅 = 0.008314 [
𝑀𝐽
𝑘𝑚𝑜𝑙 − 𝑘
]
𝐴 ∗ 𝑇 + 𝐵 = −𝑅 ∗ 𝑇 ∗ ln(𝐾 𝑃)
𝑑𝑒𝑠𝑝𝑒𝑗𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇: 𝑇 = −
𝐵
𝐴 + 𝑅 ∗ ln |
𝑥 𝑆𝑂3
𝑥 𝑆𝑂2 ∗ 𝑥 𝑂2
1
2
∗ 𝑃𝑡
−
1
2
|
Balance de masa para los componentes en estado estacionario:
𝑛̇1𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2
𝑖𝑛𝑡
− 𝑛̇2𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑂2
𝐸
− 𝐶 = 0
𝑛̇ 𝑐𝑜𝑚𝑏 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2
𝑖𝑛𝑡
− 𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑆𝑂2
𝐸
− 𝐶 = 0
−𝑛̇1 𝑠𝑎𝑙 ∗ 𝑥 𝑆𝑂3
𝐸
+ 𝐺 = 0
𝑥 𝑂2
𝐸
+ 𝑥 𝑆𝑂2
𝐸
+ 𝑥 𝑆𝑂3
𝐸
+ 𝑥 𝑁2 = 1
Combinando las ecuaciones:

𝑇 =
−𝐵
𝐴 + 𝑅 ∗ 𝑙𝑛 ||(
𝑥 𝑆𝑂2
𝐸
1 − 𝑥 𝑆𝑂2
𝐸 ) ∗ (
1 −
1
2
∗ 𝑥 𝑆𝑂2
𝑖𝑛𝑡
∗ 𝑥 𝑆𝑂2
𝐸
𝑥 𝑂2
𝑖𝑛𝑡
−
1
2
∗ 𝑥 𝑆𝑂2
𝑖𝑛𝑡
∗ 𝑥 𝑆𝑂2
𝐸
)
1
2
∗ 𝑃𝑡
−
1
2
||
Cosntantes de la ecuacion Condiciones de
entrada
A [MJ-KMOL/K]= 0,09357 X_SO2= 12
B [MJ/KMOL]= -98,41 x_O2= 13,2
R[MJ/KMOL-K]= 0,008314
Condiciones de operación
Presion total [bar] 1,4
%x_Equilibri T
equilibrio[K]
10 1192,998044
15 1138,694682
20 1100,667472
25 1070,910389
30 1046,041286
35 1024,310455
40 1004,684145
45 986,4857941
50 969,2301419
55 952,5349815
60 936,0662036
65 919,4950767
70 902,4533925
75 884,4689788
80 864,8456874
85 842,3857248
90 814,5650366
95 773,814872
x=xlsread('CURVA DE EQUILIBRIO.xlsx',1,'B11:B28');
T=xlsread('CURVA DE EQUILIBRIO.xlsx',1,'C11:C28');
figure(1)

plot(T,x,'-','LineWidth',2,'color','b')
xlabel('Temperatura [K]','fontSize',15,'color','r');
ylabel('fracción % SO2 ','fontSize',14,'color','r');
grid
title('Reacción de Equilibrio','fontSize',14,'color','b');
hold on
Grafica en Matlab/Simulink.
 La cantidad de dióxido de azufre es una variable sensible para desplazar el
equilibrio a la derecha.
 El exceso de oxigeno es una variable sensible para desplazar el equilibrio a la
derecha.
 La presión del sistema aumenta el equilibrio se desplaza a la derecha.
Layout de la planta de producción de ácido bórico.
800 900 1000 1100 1200 1300 1400
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Temperatura [K]
fraccion%SO2
Reaccion de Equilibrio

Objetivo general.
Desarrollar los equipos de la planta de ácido bórico.
Marco teórico.
El ácido bórico es obtenida a partir de mineral de ulexita, cuyo producto es de
prioridad en la industria, ya sea como tales o como insumo de otras industrias y la
existencia del recurso natural adecuado nos permite avizorar la perspectiva de
comprender un trabajo de investigación tendiente a determinar y proponer un proceso
tecnológico en la obtención del ácido bórico.
El proceso de obtención del ácido bórico empieza con selección del mineral
del yacimiento, preparación física del mineral, chancado y molienda, reacción con
solución de ácido sulfúrico, filtración para separación sólido-líquido y cristalización
por evaporación. Finalmente secado y pesado.
El ácido bórico se obtiene por reacción de ácido sulfúrico y mineral de ulexita.
Esta reacción se realiza a temperaturas entre 70 y 80°C, debido a que su solubilidad
disminuye fuertemente con la temperatura. La cristalización del ácido bórico se
logra por enfriamiento del líquido lixiviado.

Fuente: propia software Sketchup 2015.
 La planta de ácido bórico se debería localizar en el mismo lugar de la planta
de ácido sulfúrico.
 La materia prima ulexita se debería trasladar al lugar donde está el ácido
sulfúrico por lo siguiente que el ácido sulfúrico es sustancia controlada.
Estudio de la cinética de lixiviación de la ulexita y ácido sulfúrico.
Objetivos.
Objetivo general.
 Simular la lixiviación de ulexita (33% anhídrido bórico B2O3) – ácido
sulfúrico H2SO4.
 Describir la cinética de lixiviación.

 Realizar balance de energía.
Marco teórico.
La disolución del mineral de ulexita depende de la concentración del ácido
sulfúrico, es el factor determinante en la afinidad química, mientras más alta sea la
acidez más rápida será la reacción con la ulexita, desprendiéndose más calor puesto que
la reacción principal es de carácter exotérmico
El mineral de ulexita contiene 33% de B2O3 el mismo que fue determinado por
análisis químico por titulación ácido-base con glicerina. El porcentaje de extracción
obtenida de B2O3 fue de 94.89 %, las condiciones de operación fueron: temperatura
de reacción adecuada 80°C, concentración del ácido sulfúrico 100 g/L y tiempo de
lixiviación de 40 min. El ácido bórico obtenido presenta características, tales como
textura, color y pureza comparable con las normas de calidad del producto.
Resultados del estudio de la lixiviación.
Cinética heterogénea.
−
𝑑𝐶𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜
𝑑𝑡
= 𝑘 ∗ 𝐶𝑎 𝑘 = 𝑓(𝐷, 𝐶, 𝑆, 𝑊, 𝑇)
−𝑙𝑛|1 − 𝑥 𝐵2𝑂3| = (1150 ∗ 𝐷−1.24
∗ 𝐶−0.401
∗ 𝑆−0.65
∗ 𝑊0.14
∗ 𝑒
−4400
𝑇 ) ∗ 𝑡0.79
Donde.
D. tamaño de partícula, um
C. concentration inicial, mol/L
S. relación solido/liquid, g/100 mL
W. agitador rps, 1/s
t. tiempo de residencia, s.
T. temperatura del sistema, K
La temperatura de solución es función del tiempo.

𝑑𝑈
𝑑𝑡
= 𝑚 ∗ 𝑐𝑝 ∗
𝑑𝑇𝑠𝑜𝑙
𝑑𝑡
Calor ganado por la solución.
Balance de energía en la solución ácido sulfúrico.
𝑄𝑐ℎ𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎 + (∆𝐻𝑟) ∗ 𝜀 =
𝑑𝑈
𝑑𝑡
𝑄𝑐ℎ𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎 + (∆𝐻𝑟) ∗ 𝜀 =
𝑑(𝑚 ∗ 𝐶𝑝 ∗ 𝑇)
𝑑𝑡
𝑄̇ 𝑐ℎ𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎 + (∆𝐻𝑟) ∗ 𝜀 = 𝜌𝑠𝑜𝑙 ∗ 𝑉𝑠𝑜𝑙 ∗ 𝐶𝑝𝑠𝑜𝑙 ∗
𝑑𝑇𝑠𝑜𝑙
𝑑𝑡
𝑄̇ 𝑐ℎ𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎 =
𝐹̇ ∗ ∆𝐻𝑣
𝑉̅
Balance de energía en la chaqueta en estado estacionario:
𝐹̇ ∗ 𝜌 ∗ 𝐻𝑒 − 𝐹̇ ∗ 𝜌 ∗ 𝐻𝑠 − 𝑈 ∗ 𝐴 ∗
(𝑇𝑒𝑡 − 𝑇𝑠𝑡)
𝑙𝑛 |
𝑇𝑒𝑡 − 𝑇𝑠𝑜𝑙
𝑇𝑠𝑡 − 𝑇𝑠𝑜𝑙
|
= 0
𝜌 ∗ 𝐹̇ ∗ ∆𝐻𝑣𝑎𝑝 − 𝑈 ∗ 𝐴 ∗
(𝑇𝑒𝑡 − 𝑇𝑠𝑡)
𝑙𝑛 |
|
= 0
Despejando el flujo de vapor:
𝐹 =
𝑈 ∗ 𝐴
∆𝐻𝑣𝑎𝑝
𝑉̅
∗
(𝑇𝑒𝑛 − 𝑇𝑠𝑎)
𝑙𝑛 |
|
U=8,84[kj/m^2-s-ºC].
A=17,81m^2
Propiedades del vapor 2 bares 300ºC
T saturación =120ºC
Hr =3072,1 kj/kg-mol
V=1,316 m^3/kg

Despejando el flujo de vapor:
𝐹 =
8,84 ∗ 17,81
3072,1
1,316̅̅̅̅̅̅̅
∗
(300 − 120)
𝑙𝑛 |
300 − 66
120 − 66
|
= 1,7
𝑚3
𝑠
Calculo de relación solido líquido.
Calculo esterquiometrico para la obtención de la cantidad de materia prima y su
costo
Reacción del ácido sulfúrico con la ulexita para la obtención del ácido bórico y la
merma.
Na2O.2CaO.5B2O3.16H2O + 3H2SO4 ⇔ 2Ca SO4.2H2O (s) + Na2SO4 (ac) +
10H3BO3
B2O3 + 3 H2O ⇔ 2 H3BO3
Cantidad de materia prima que ingresan al proceso.
Cantidad de Ácido Sulfúrico.
7589 𝑙𝑡𝑠 ∗
0,15 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4
1 𝑙𝑡. 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
∗
98 𝑔𝑟
1 𝑚𝑜𝑙
∗
100 𝑔
98.5 𝑔
∗
1 𝑘𝑔
1000 𝑔𝑟
= 113.35 𝐾𝑔. 𝐻2 𝑆𝑂4
Cantidad de Ulexita.
7589 𝑙𝑡𝑠 ∗
∗
2 𝑚𝑜𝑙 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎
3 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4
∗
810 𝑔
∗
1 𝑘𝑔 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎 𝐻3 𝐵𝑂3 𝑘𝑔
100 𝑔𝑟. 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎
= 614.7 𝐾𝑔. 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎
Cantidad de Ácido Bórico
7589 𝑙𝑡𝑠 ∗
∗
3 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4
∗
810 𝑔
∗
33 𝑔 𝐵2𝑂3
100 𝑔𝑟. 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎
∗
1𝑚𝑜𝑙 𝐵2𝑂3
69.62𝑔 𝐵2𝑂3
∗
2 𝑚𝑜𝑙𝐻3 𝐵𝑂3
1𝑚𝑜𝑙 𝐵2𝑂3
∗
61.81 𝑔 𝐻3 𝐵𝑂3
1 𝑚𝑜𝑙 𝐻3 𝐵𝑂3
∗
1 𝑘𝑔
1000 𝑔𝑟.
= 360.19 𝐾𝑔. 𝐻3 𝐵𝑂4

Costo de la materia prima
Costo de Ácido Sulfúrico
113.35 𝑘𝑔. 𝐻2 𝑆𝑂4 𝑙𝑡𝑠 ∗
460 $𝑢𝑠.
1000 𝐾𝑔. 𝐻2 𝑆𝑂4
= 61.34 $𝑢𝑠. 𝐻2 𝑆𝑂4
Costo de Ulexita
614.7 𝑘𝑔. 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎 ∗
80 $𝑢𝑠.
1000 𝐾𝑔. 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎
= 49.17 $𝑢𝑠. 𝑈𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎
Precio del producto y costo de la materia prima.
Total Costo materia prima
49.17 $us Ulexita + 61.34 = 110.51 $us.
Precio del Ácido Bórico
360,19 𝑘𝑔. 𝐻3 𝐵𝑂3 ∗
500 $𝑢𝑠.
1000 𝐾𝑔. 𝐻3 𝐵𝑂3
= 180.1 $𝑢𝑠. 𝐻3 𝐵𝑂3
Calculo de relación solido líquido.
𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜
𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
=
614,7 ∗ 103
𝑔 𝑢𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜
7589 ∗ 103 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
= 8,09 𝑔𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜/100𝑚𝑙

Fuente: propia diagrama de la simulación lixiviación Matlab/Simulink.

Fuente: propia software Matlab/Simulink.
8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
 El modelo esta validad con los datos de Cossmil.
 La temperatura es una variable importante en la reacción ulexita – ácido
sulfúrico.
 Se recomienda hacer más pruebas, variando la concentración del ácido
sulfúrico, la velocidad de agitación y diámetro de partícula ulexita, para
comprobar el modelo con esas variables.
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Disponible desde: <http://www.aiche-cf.org/Clearwater/2008/Paper2/8.2.7.pdf>
[Acceso 7 de diciembre 2014].
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
tiempo [s]
fraccionB2O3
reaccion del anhidrido borico

2. A. A. Kiss, C. S. Bildea, J. Grievink, (2010) Dynamic modeling and process
optimization of an industrial sulfuric acid plant. Chemical Engineering Journal [on line],
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10 ANEXOS.
Fuente: Propia.

Fuente: Propia.
Fuente: Propia.

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