UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL

ESTADO DE HIDALGO

INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA

ÁREA ACADÉMICA DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y MATERIALES

LICENCIATURA EN INGENIERÍA EN GEOLOGÍA AMBIENTAL

ASIGNATURA:

TERMODINÁMICA

NOMBRE DEL PROYECTO:

“METODO FRASCH E HIDROGENACION PARA LA EXTRACCION DE

AZUFRE ELEMENTAL”

DOCENTE:

MARIA AURORA VELOZ RODRÍGUEZ

PRESENTAN:

ALLAN IRAN LAZARO DELGADO

MAURICIO GONZALEZ GUERRERO

23 DE MAYO 2016

Introducción

La mayor cantidad del azufre elemental del mundo se ha obtenido por el

proceso de Frasch a partir de las piedras calizas porosas que lo contienen.

Hermán Fransch desarrolló su ingenioso método, que consiste en fundir el

azufre bajo tierra o el mar, y luego bombearlo hasta la superficie. Se utiliza

equipo común de los pozos petroleros para hacer las perforaciones hasta el

fondo de los estratos cargados de azufre, a una profundidad entre 150 y 750

m bajo tierra. El azufre, es un elemento químico que podemos encontrar en

forma elemental en la naturaleza dentro de depósitos subterráneos, el cual

se extrae de ellos a través de procedimientos especiales, como por ejemplo,

el conocido proceso Frash, llamado así desde 1891, en honor a su inventor,

el químico americano, Herman Frasch.

El método Frasch, más moderno, se aplica en los lugares donde el azufre se

halla bajo tierra. El vapor de agua funde el azufre, y el aire comprimido lo

hace ascender en estado líquido por el tubo comprendido entre el que lleva

el aire y el que lleva el vapor de agua. El azufre solidifica luego, y se dispone

en grandes pilas que se van cargando a medida que la demanda lo exige.

Marco Teórico

El azufre es un elemento no metálico muy abundante en estado libre en la

naturaleza, donde se halla en depósitos de origen volcánico como los que

se encuentran en la isla italiana de Sicilia, o en mantos subterráneos

formados por la acción de determinadas bacterias sobre el ácido sulfhídrico,

especialmente abundantes en Louisiana y Texas, Estados Unidos. El azufre

de las capas subterráneas se extrae mediante la inyección de agua muy

caliente a presión por medio de un sistema de tubos concéntricos (método

Frasch), lo que hace que se funda el azufre.

Asociado con diferentes metales, principalmente en forma de sulfuros,

constituye un gran número de minerales, algunos de ellos de gran

importancia, como la pirita (sulfuro de hierro), la galena (sulfuro de plomo),

la blenda (sulfuro de zinc), el yeso (sulfato de calcio hidratado), el cinabrio

(sulfuro de mercurio) o la estibina (sulfuro de antimonio).

El azufre es conocido desde tiempos antiguos asique no puede atribuírsele

su descubrimiento a una persona en particular pero como elemento fue

descubierto por Henning Brand.

ORIGEN Y PRESENCIA EN ROCAS

A menudo se encuentra asociado a los yacimientos de yeso evaporitico.

Como consecuencia de la acción de bacterias sulforreductoras, que

transforman el sulfato en sulfuro, que se reduce a su vez para dar azufre

nativo.

La producción de azufre en el mundo proviene de fuentes naturales y de

fuentes artificiales que lo recuperan como subproducto de procesos

industriales, la mayor cantidad de azufre elemental del mundo se ha

obtenido por el proceso Frasch a partir de las piedras calizas porosas que lo

contienen.

Este método que consiste en difundir el azufre bajo tierra o el mar mediante

estudios de resonancia realizados previamente, y luego bombearlo hacia la

superficie, se utiliza equipo común de los pozos petroleros para hacer las

perforaciones hasta el fondo de los estratos cargados de azufre, a una

profundidad entre 150 y 750m bajo tierra.

PARAMETROS TERMODINAMICOS UTILIZADOS.

T: Temperatura

P: Presión

V: Volumen

W: Trabajo

Q: Calor

TIPO DE SISTEMA

- Abierto heterogéneo.

En

TIPO DE PROCESO

- ISOTERMICO

La temperatura en este proceso es constante ya que se inyecta agua

caliente a una temperatura de 160° hasta que el azufre obtenga su punto

de fusión y el azufre líquido pueda subir hacia la superficie.

Obtención de azufre y efectos en la salud

La mayor cantidad del azufre elemental del mundo se ha obtenido por el

proceso de Frasch a partir de las piedras calizas porosas que lo contienen.

Hermán Fransch desarrolló su ingenioso método, que consiste en fundir el

azufre bajo tierra o el mar, y luego bombearlo hasta la superficie. Se utiliza

equipo común de los pozos petroleros para hacer las perforaciones hasta el

fondo de los estratos cargados de azufre, a una profundidad entre 150 y 750

m bajo tierra.

Se introduce un juego de tres tubos concéntricos, se pasa un tubo de 10 cm

a través del de 20 cm, de modo que quede un espacio anular entre los dos,

extendiéndolo casi hasta el fondo de la roca cargada de azufre, y se le apoya

en un collar que sella el espacio anular entre los tubos de 20 y 10 cm. Un

tubo para aire, de 3 cm de diámetro, dentro de los otros, llega hasta una

profundidad ligeramente por encima del collar mencionado. El tubo de 20 cm

se perfora en dos niveles diferentes, uno encima y otro debajo del collar

anular. El conjunto superior de perforaciones permite que escape el agua

caliente, y el azufre fundido entra al sistema a través de las perforaciones

inferiores.

Se pasa agua caliente a más o menos 160°C (punto de fusión del azufre

115°C) hacia abajo del espacio anular, entre los tubos de 20 y 10 cm y se

hace entrar aire comprimido hacia abajo del tubo de 3 cm para que el azufre

líquido pueda subir a la superficie.

Efectos sobre la salud:

El azufre puede encontrarse habitualmente en la naturaleza enforma de

sulfuros. Entretanto varios procesos se añaden al medio ambiente de

manera que se conecta el azufre perjudicial para los animales y los hombres.

Estos enlaces de azufre dañinos del mismo modo se forman en la naturaleza

durante diversas reacciones, sobre todo cuando se han agregado sustancias

que no están presentes de forma natural. Los compuestos del azufre

muestran un olor desapacible y a menudo son agudamente tóxicos. En

general las sustancias sulfurosas pueden tener los consiguientes efectos en

la salud humana:

•Puede producir efectos neurológicos y cambios comportamentales.

•Puede aturdir la circulación sanguínea.

•Puede provocar daños cardiacos.

•Puede producir efectos en los ojos y en la vista.

•Puede originar fallos reproductores.

•Puede causar daños en el sistema inmunitario.

•Puede provocar desórdenes estomacales y gastrointestinales.

•Puede originar daños en las funciones del hígado y los riñones.

•Puede producir defectos en la audición.

•Puede alterar el metabolismo hormonal.

•Puede causar efectos dermatológicos.

•Puede producir irritación de las vías respiratorias, bronquitis, asfixia,

embolia pulmonar, asma.

•Puede provocar ronquera y presión en el pecho.

•Puede causar dolores de cabeza.

•Puede provocar irritación en la boca, la faringe y los bronquios.

Propuesta de metodología de solución.

Aunque el proceso Frasch en su día fue la principal fuente de azufre

elemental, la situación es distinta ahora. Ello se debe a la necesidad de

controlar las emisiones de azufre en las operaciones industriales. El H2S es

una impureza frecuente en el petróleo y en el gas natural. El primer paso

para la recuperación del S del gas natural consiste en la separación del H2S

para lo cual se aprovechan sus propiedades ácidas. Se pasa el gas a través

de una disolución acuosa de una base orgánica, donde el único gas retenido

es el H2S.

Está bien establecido que la contaminación del aire con dióxido de azufre

como resultado de la combustión de gas natural, productos petrolíferos

producen efectos adversos en la salud humana, así como en la degradación

de ecosistemas: ríos, bosques, lagos e incluso edificios y monumentos

históricos.

En el procesamiento de crudos se producen altas concentraciones de azufre

y nitrógeno que incrementan la formación de sulfuro de hidrógeno (H2S) y

amoniaco (NH3). La mayor parte del H2S es absorbido por la circulación de

una solución de amina ( proceso de DEA), y gran parte del amoniaco es

absorbido, junto con cantidades proporcionales de H2S, en el lavado con

agua.

Hace más de un siglo fue desarrollado el proceso Claus con el fin de

recuperar el azufre consumido en la producción de carbonato sódico

(Na2CO3), mediante el método Leblanc, el cual tenía la desventaja de ser

demasiado exotérmico y limitaba el procesamiento de H2S.

Actualmente se introdujo el Proceso Claus Modificado que no solo aumento

la capacidad del proceso, sino que permitió la recuperación energética del

calor antes disipado.

Conclusiones

El azufre se utiliza para muchas aplicaciones diferentes, que sería difícil

nombrarlos a todos. El azufre se usa en fungicidas y fertilizantes de uso

agrícola. También se usa como un ingrediente en la pólvora y explosivos. El

azufre se puede utilizar para el tratamiento de las aguas residuales y para la

fabricación de papel. Es esencial para la producción de ácido sulfúrico y se

utiliza a veces como un aislante eléctrico. El azufre se usa para hacer partidos

y, una vez purificado, se puede utilizar como ingrediente en algunos

medicamentos.

Sin duda alguna el azufre tiene muchas aplicaciones para el beneficio de la

sociedad que es improbable que se deje de extraer, de lo que si estamos

concientes es que la metodología de su extracción pudiera ser menos

contaminante utilizando otras técnicas.

El proceso de recuperación de azufre por el método Claus permite reducir

el H2S presente en el crudo pesado, en azufre elemental, para su posterior

aprovechamiento comercial.

Bibliografía:

www.sphidrocarburos.com www.eurotherm.es/hydrogenation https://es.wikipedia.org/wiki/Azufre

Proyecto: Planta Recuperadora de Azufre, a Partir del H2S Presente en el

Crudo/universidad de los andes, Mérida-Venezuela.