Logo Passei Direto
Buscar
Material
páginas com resultados encontrados.
páginas com resultados encontrados.
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE AGOSTINHO NETO 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
Departamento de Engenharia Química 
Projecto de Instalação Industrial 
 
 
 
 
 
 
 
BERNARDINO SALVADOR SIMÃO CARLOS 
 
 
Projecção de uma Industria Produtora de Ácido Sulfúrico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Luanda 
 2019 
 
 
 
 
BERNARDINO SALVADOR SIMÃO CARLOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Trabalho de Projecto de 
Instalação Industrial 
 
 
ORIENTADORA: 
Professora Doutora Elaine Ojeda Armaignac PhD 
 
 
 
 
 
 
 
Luanda 
2019 
i 
 
Resumo 
O ácido sulfúrico é o produto químico mais produzido no mundo e seu consumo, assim 
como a produção de aço e de energia elétrica, pode ser utilizado para indicar a 
prosperidade de uma nação 2ª substância que em maior quantidade se produz a seguir à água 
daí que o seu consumo é um índice de medição do grau de industrialização de um país. 
Olhando a realidade do nosso país, para a necessidade de desenvolvimento económico 
social foi elaborado este projecto no intuito de ser aplicado e contribuir para a 
industrialização de Angola. A matéria-prima utilizada para a produção de ácido 
sulfúrico é o enxofre, a indústria projectada ira produzir ácido sulfúrico pelo processo 
de contato e tal método pode resumido em três etapas nomeadamente: Obtenção do 
dióxido de enxofre (SO2); Conversão catalítica do dióxido de enxofre a trióxido de 
enxofre (SO3); absorção do trióxido de enxofre. 
Este projeto tem como objetivo obter conhecimentos gerais e específicos para 
implantação de uma indústria química de produção de ácido sulfúrico, visando a analise 
dos aspectos técnicos, económico-financeiros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ii 
 
Summary 
Sulfuric acid is the most produced chemical in the world and its consumption, as well as 
the production of steel and electric power, can be used to indicate a prosperity of a 
nation 2nd substance that in greater quantity the water is produced and its consumption 
is ameasurement indexdegree of industrialization of a country. Looking at the reality of 
the development of social development of Angola in the development of Angola. A raw 
material for the production of sulfuric acid is sulfur, a projected industry that has a 
sulfuric acid by the process of You must have the same effect as a sleeping pill (SO2); 
Catalytic conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide (SO3); absorption of sulfur 
triploxide. This project aims to obtain general and specific knowledge a production 
chemistry of sulfuric acid, aiming at the analysis of similar technical, economic-financial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Índice 
Resumo ............................................................................................................................. i 
Summary ......................................................................................................................... ii 
1. Introdução ................................................................................................................ 1 
1.1 Problema ....................................................................................................................... 2 
1.2 Hipótese ........................................................................................................................ 2 
1.3 Objectivo Geral .............................................................................................................. 2 
1.4 Objectivos específicos ................................................................................................... 2 
2. Fundamentação teórica........................................................................................... 3 
2.1 Histórico ........................................................................................................................ 3 
2.2 Matéria-prima ............................................................................................................... 4 
2.3 Produção industrial de H2SO4 ........................................................................................ 5 
3. Desenvolvimento ...................................................................................................... 8 
3.1 Caracterização do processo .......................................................................................... 8 
3.2 Análise económica ...................................................................................................... 11 
3.2.1 Cálculo do custo do capital...................................................................................... 12 
3.2.2 Cálculo do custo de produção ................................................................................. 13 
3.2.2.1 Determinação de VAN e TIR .................................................................................... 14 
4. Análises e resultados ............................................................................................. 15 
5. Conclusões .............................................................................................................. 17 
6. Bibliografia ............................................................................................................ 18 
7. Anexos .................................................................................................................... 19 
Índice de figuras 
Figura 1: Aplicação do ácido sulfúrico ........................................................................................... 1 
Figura 2: Enxofre ........................................................................................................................... 4 
Figura 3: Produção mundial de ácido sulfúrico ............................................................................. 7 
Figura 4: Diagrama de blocos daa produção de ácido sulfúrico ................................................... 8 
Figura 5: Fluxograma da produção de ácido de sulfúrico ........................................................... 10 
 
 Índice de Tabela 
Tabela 1: Caracterização do processo ......................................................................................... 10 
Tabela 2: Equipamento, fornecedor e especificações ................................................................ 11 
Tabela 3: Custos (resumido) ........................................................................................................ 15 
Tabela 4: Gastos de fabricação (resumido) ................................................................................. 15 
Tabela 5: VAN e TIR ..................................................................................................................... 16 
 
 
 
1 
 
1. Introdução 
Angola é um país lindo e belo, pela sua extensão é um dos maiores países de Africa, 
porem é um país que tem procurado ter a agricultura como a base e a indústria o 
desenvolvimento. 
No entanto é impossível um desenvolvimento industrial sem a produção e consumo do 
ácido sulfúrico. Pois o desenvolvimento industrial de um país pode ser medido pelo 
consumo per capita dele, devido a sua enorme importância na indústria, estando apenas 
atrás da água. 
Uma boa parte do total mundial de ácido sulfúrico é usado para produção de ácido 
fosfórico, que é usado na produção de fertilizantes fosfatados e sulfatados; e trifosfato 
de sódio, usado em detergentes, plásticos, fibras e sabões. Outra é utilizada no fabrico 
de sulfato de alumínio, utilizado em variadas sínteses orgânicas e químicas, como por 
exemplo, em plantas de tratamentode água para filtrar impurezas e melhorar o sabor da 
água. Também se aplica na indústria química para produzir nylon, associado ao cloreto 
de sódio, gera ácido clorídrico; na refinação de petróleo; no fabrico de vários pigmentos 
e fármacos (éteres); como electrólito nas baterias de chumbo-ácido presentes nos 
automóveis; o ácido sulfúrico é o principal ingrediente usado para eliminação de 
impurezas dos derivados do petróleo; agente de vulcanização na indústria da borracha; 
como catalisador de algumas reacções; é um agente de desidratação poderoso, capaz de 
remover água de muitos compostos orgânicos; no processamento de minérios e no 
fabrico de acumuladores explosivos. 
 
Figura 1: Aplicação do ácido sulfúrico 
2 
 
 
O ácido Sulfúrico é tido como um indicador da economia de um país, quanto mais 
consumido melhor é para a economia do mesmo. Olhando para a necessidade de 
desenvolvimento do nosso país (Angola) é realizado este trabalho teórico visando a 
implementação de uma indústria de ácido sulfúrico em Angola 
1.1 Problema 
A inexistência de uma indústria produtora de ácido sulfúrico em Angola. 
1.2 Hipótese 
Se se projectar uma instalação industrial produtora de ácido sulfúrico que poderá ser 
implementada em Angola, passara a ser um guia e um primeiro passo para a construção 
da mesma. 
1.3 Objectivo Geral 
Projectar uma indústria produtora de ácido sulfúrico. 
1.4 Objectivos específicos 
 Caracterizar o processo; 
 Fazer avaliação económica do projecto; 
 Analisar os resultados e a viabilidade do projecto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
2. Fundamentação teórica 
2.1 Histórico 
Credita-se a descoberta do ácido sulfúrico ao alquimista medieval de origem árabe Jabir 
ibn Hayyan (Geber), embora se mencione também o alquimista e médico persa do 
século IX ibn Zakariya al-Razi (Al-Razi) [1]. 
 
Um farmacêutico londrino, Joshua Ward, em 1736, através da combustão de enxofre 
com salitre (nitrato de potássio, KNO3) com vapor de água pela primeira vez em larga 
escala produziu ácido sulfúrico [1]. 
 
John Roebuck, em Birmingham, em 1746, passou a produzir o ácido sulfúrico em 
câmaras revestidas internamente de chumbo, com a vantagem de apesentarem 
resistência mecânica superior ao vidro, baixo custo e poderem ser construídas em 
tamanhos superiores às instalações de vidro anteriormente utilizadas [1]. 
 Este processo, chamado de “processo das câmaras de chumbo”, deu início ao processo 
de efectiva industrialização da produção do ácido sulfúrico, e a somados 
aperfeiçoamentos, passou a ser o processo predominante da produção pelos dois séculos 
seguintes [1]. 
A concentração obtida para o ácido sulfúrico pelo método de John Roebuck limitava-se 
a apenas 35-40%. Aperfeiçoamentos posteriores do processo pelos químicos Joseph-
Louis Gay-Lussac, francês, e John Glover, britânico, permitiram o aumento da 
concentração final obtível para 78%. Mas a fabricação de determinados pigmentos e 
outros processos químicos exigiam soluções de ácido sulfúrico ainda mais concentradas 
a custo baixo, e no século XVIII, isto só era obtido pela destilação seca de minerais, aos 
mesmos moldes do que era feito pelos alquimistas. Um dos processos era o 
aquecimento de pirita (dissulfeto de ferro), FeS2, ao ar, formando sulfato de ferro (III) 
(Fe2(SO4)3), que por aquecimento a 480 °C, decompõe-se a óxido de ferro (III) e 
trióxido de enxofre, o qual era borbulhado em água para resultar em um ácido sulfúrico 
de maior concentração. Tal processo, ainda que eficaz na produção de ácido sulfúrico de 
alta concentração, era inviável economicamente em larga escala [1]. 
 
4 
 
Em 1831, o comerciante de vinagre britânico Peregrine Phillips patenteou um processo 
bem mais económico para produzir trióxido de enxofre e ácido sulfúrico concentrado, 
conhecido hoje como o processo de contacto. Basicamente todo o fornecimento 
mundial de ácido sulfúrico actual é feito por este método [1]. 
2.2 Matéria-prima 
A matéria-prima mais amplamente utilizada para a produção de ácido sulfúrico é o 
enxofre [2]. 
O enxofre é um elemento químico de símbolo S, com número atómico 16 e massa 
atómica 32 u.m.a . À temperatura ambiente, o enxofre encontra-se no estado sólido [2]. 
 
Figura 2: Enxofre 
 
É um não metal insípido e 
inodoro facilmente reconhecido na 
forma de cristais amarelos que ocorrem 
em diversos minerais de sulfito e 
sulfato, ou mesmo em sua forma pura 
(especialmente em regiões vulcânicas) 
[2]. 
O enxofre é um elemento químico essencial para todos os organismos vivos, sendo 
constituinte importante de muitos aminoácidos. É utilizado em fertilizantes, além de ser 
constituinte da pólvora, de medicamentos laxantes, de palitos de fósforos e 
de inseticidas [2]. 
O enxofre é o 16º elemento em ordem de abundância, constituindo 0,034% em peso 
na crosta terrestre, é encontrado em grandes quantidades na forma de sulfetos (galena) e 
de sulfatos (gesso). Na forma nativa é encontrado junto as zonas vulcânicas e em minas 
de cinábrio, galena, esfalerita e estibina. É extraído pelo processo Frasch, processo 
responsável por 23% da produção, que consiste em injetar vapor de água superaquecido 
para fundir o enxofre, que posteriormente é bombeado para o exterior utilizando-se ar 
comprimido [2]. 
Também está presente, em pequenas quantidades, em combustíveis 
fósseis como carvão e petróleo, cuja combustão produz dióxido de enxofre, por sua vez, 
o dióxido de enxofre reage com a água da atmosfera produzindo a chuva ácida, e em 
5 
 
altas concentrações reage com a água dos pulmões formando ácido sulfuroso que 
provoca hemorragias, enchendo os pulmões de sangue com a consequente asfixia, por 
tais razões, a legislação de alguns países exige a redução do conteúdo de enxofre nos 
combustíveis. Este enxofre, depois de refinado, constitui uma percentagem importante 
do total produzido mundialmente. Também é extraído do gás natural que contém sulfeto 
de hidrogênio que, uma vez separado, é queimado para a produção do enxofre [2] 
Com o advento da química industrial moderna, ao longo do século XX, o enxofre 
passou a ter sua maior aplicação na produção de ácido sulfúrico o que levou à utilização 
de métodos com menores custos de produtividade e, consequentemente, maior 
viabilidade [2]. 
O enxofre é geralmente comercializado a granel e cerca de 90% da sua produção 
mundial é destinada a produção industrial de ácido sulfúrico. 
2.3 Produção industrial de H2SO4 
Ácido sulfúrico, também conhecido como vitríolo, é um ácido mineral composto pelos 
elementos enxofre, oxigênio e hidrogênio com a fórmula molecular H2SO4. É um 
líquido viscoso, incolor, inodoro e solúvel em água, produzindo uma reação altamente 
exotérmica. Sua corrosividade pode ser atribuída principalmente à sua natureza de ácido 
forte e, se em alta concentração, a suas propriedades de desidratação e oxidação. 
Também é higroscópico, prontamente absorvendo vapor d'água do ar. Em contacto com 
a pele o ácido sulfúrico pode causar graves queimaduras químicas e até queimaduras de 
segundo grau; é muito perigoso mesmo em concentrações moderadas [3]. 
 Ele tem como massa molar 98,078 g/mol, uma aparência incolor, densidade 1,8356 
g·cm-3, ponto de fusão e de ebulição respectivamente 10,38 e 337 °C [3]. 
O ácido sulfúrico pode ser produzido através de dois processos distintos, um a câmara 
de chumbo e o outro o processo de contacto. O primeiro método apresenta certa 
desvantagem em relação ao outro, pois ele resulta em uma concentração final de no 
máximo 78% em massa, sendo portal circunstância que esse método veio a cair em 
desuso no século passado [4]. 
O processo de contacto é um processo industrial químico para a produção de ácido 
sulfúrico usando um catalisador fixo como, por exemplo, compostos de vanádio. A 
tecnologia de contacto para a produção de ácido sulfúrico tem sido largamente estudada 
6 
 
nas últimas décadas, com vistas ao aprimoramento do processo, através da introdução 
de melhorias na concepção, dimensionamento, condições de operação e disposição dos 
equipamentos. Diferentes modalidades tecnológicas foram concebidas, apresentando 
características próprias de rendimento, custo e flexibilidade operacional [4]. 
 O processo de contacto é constituído sumariamente por 3 etapas [4]: 
1. Purificação e combustão do enxofre; 
2. Conversão catalítica do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre; 
3. Absorção do trióxido de enxofre; 
 
Os objectivos principais visados por qualquer modalidade de produção de ácido 
sulfúrico pelo processo de contacto, através da combustão do enxofre, são os seguintes 
[4]: 
 Obter o máximo de conversão de SO2 visando a melhoria do rendimento e 
diminuição do teor de gases sulfurosos lançados à atmosfera; 
 Absorver o SO3 através de um processo eficiente, evitando o lançamento de 
H2SO4 na atmosfera; 
 Produzir a máxima quantidade de vapor de água, em condições apropriadas para 
consumo interno e externo à unidade; 
Outros objectivos também importantes, procurados nas instalações industriais de 
produção de ácido sulfúrico são [4]: 
 A produção contínua ao nível da capacidade nominal da instalação, durante 
longos períodos de operação; 
 Minimização dos custos de operação e de manutenção, e a Operação segura e 
higiénica com o mínimo índice de poluição atmosférica. 
 Na prática, não é possível atingir o máximo de cada um dos objectivos 
isoladamente, seja por imposições do processo seja por limitações do projecto. As 
modalidades de processo utilizadas em instalações industriais de produção de ácido 
7 
 
sulfúrico procuram atingir um grau de optimização global, através do 
balanceamento adequado dos objectivos específicos visados [4]. Em escala industrial 
os países mais desenvolvidos são os maiores produtores de ácido sulfúrico. Estados 
Unidos, Canadá, China e Rússia são destaques na produção mundial [5]. 
 
Figura 3: Produção mundial de ácido sulfúrico 
O ácido sulfúrico é um dos compostos químicos de maior importância industrial. No 
ano de 2001 foi o composto com maior produção nos Estados Unidos, chegando à 
produção anual de 29.050.000 toneladas. O consumo de ácido sulfúrico é um indicador 
de desenvolvimento dos países, tendo em vista que quanto mais industrializado um país 
é, mais ácido sulfúrico ele consome [5]. 
Embora possa ser feito ácido sulfúrico à concentração de 100%, tal solução perderia 
SO3 por evaporação, de maneira que restaria no final ácido sulfúrico a 98,3%. A solução 
a 98% é mais estável para a armazenamento e por isso é a forma usual do ácido 
sulfúrico "concentrado" 98%. Quando concentrações altas de SO3(g) são adicionadas ao 
ácido sulfúrico, há formação de H2S2O7. O concentrado resultante é chamado de ácido 
sulfúrico fumegante ou oleum ou, menos comumente, ácido de Nordhausen [5]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
3. Desenvolvimento 
Sem dúvida alguma que o método de contacto é o melhor e mais eficiente método para 
obtenção industrial de ácido sulfúrico, pelo que nesta secção irei caracterizar este 
método e explica-lo minuciosamente. 
3.1 Caracterização do processo 
Neste ponto se fara a explicação de cada etapa do processo. 
Os passos para a produção de ácido sulfúrico pelo método de contacto encontram-se no 
fluxograma abaixo. 
 
Figura 4: Diagrama de blocos daa produção de ácido sulfúrico 
 
Conforme anteriormente referido, a produção de ácido sulfúrico pelo processo de 
contato envolve, como primeira etapa, a obtenção de SO2, indicada esquematicamente 
pela seguinte equação. 
 S + O2 → SO2 + Calor 
 Esta reação ocorre em um forno onde o enxofre é queimado com ar totalmente 
isento de água, se houver água nesta etapa, poderá se formar ácido sulfúrico antes do 
tempo, que corroerá tubulações e equipamentos, podendo gerar acidentes e perdas. O ar 
utilizado para a combustão no forno também sofre preparação, pois logo depois de ser 
capturado da atmosfera este passa por um filtro para remoção das partículas. 
Posteriormente esse ar passa por uma torre de secagem onde será retirada toda a sua 
umidade utilizando-se uma das mais marcantes propriedades do próprio acido sulfúrico 
produzido já concentrado: reter á água para si. 
9 
 
A torre de secagem é uma torre de absorção to tipo “spray” onde o ar entra na base da 
torre e ácido entra no topo. Sendo a afinidade água-ácido muito maior que a afinidade 
água-ar, a água no ar migra para o ácido, conforme as leis da termodinâmica de 
equilíbrio. 
Saindo do forno o gás com altas temperaturas passará por uma caldeira onde será 
resfriado (até 420 ºC, temperatura média onde ocorre a conversão do SO2 a SO3) e em 
seguida por um filtro quente para remoção de possíveis impurezas pois como este gás 
está se encaminhando para um conversor que utiliza catalisador (pentóxido de vanádio) 
não pode-se correr o risco de contaminá-lo. 
SO2 é alimentada ao conversor, onde em meio catalítico ocorre a reação de 
oxidação SO2 + 1/2 O2→ SO3 + Calor 
Tal reacção libera uma considerável quantidade de calor, o que provoca, em 
consequência, elevação da temperatura do meio reaccional. A elevação de 
temperatura, como anteriormente referido, atua desfavoravelmente no sentido de 
formação do SO3, ou seja, reduz a geração do produto que se deseja maximizar. 
No primeiro estágio de conversão, substancial parcela de SO2 contido nos gases é 
convertida a SO3 e a temperatura da massa gasosa se eleva a cerca de 615 ºC. Um 
sistema de selagem entre o primeiro e o segundo leito catalítico obriga os gases a 
deixarem o conversor e a escoarem para o permutador de calor, onde são resfriados a 
cerca de 432 ºC. Após esse resfriamento, os gases alimentam o segundo leito do 
conversor. 
No segundo leito catalítico, ocorre adicional conversão do SO2 a SO3 e a temperatura 
dos gases se eleva a cerca de 515 ºC. O efluente gasoso desse estágio de conversão é 
resfriado sucessivamente em um permutador de calor e no economizador primário por 
troca térmica respetivamente, com os gases provenientes da torre primária de absorção e 
com a água de alimentação das caldeiras de recuperação de calor. Altas concentrações 
de SO2 podem elevar a temperatura da massa catalítica acima de 650 ºC danificando-a 
irreversivelmente. 
O calor gerado na reação de conversão é removido do meio reacional, através de 
trocadores de calor, que podem estar fisicamente localizados dentro ou fora do 
conversor. Como meio de resfriamento é usada água, vapor d'água, ar ou gás de 
processo. 
É de se observar que a reação por dissolução direta total do SO3 em água não é muito 
viável como processo industrial devido a sua extrema exotermicidade. Formar-se-ia 
uma névoa e não um líquido no processo. 
 
Na prática, na torre de oleum o SO3 reage com ácido sulfúrico a 98% de concentração 
para formar oleum (H2S2O7). 
 H2SO4(l) +SO3(g) →H2S2O7(l) 
10 
 
Este oleum formado reage então com água, na torre de absorção, para formar H2SO4 
concentrado. 
 H2S2O7(l) + H2O(l) → 2 H2SO4(l) 
 A explicação dada resume-se no fluxograma abaixo 
 
Figura 5: Fluxograma da produção de ácido de sulfúrico 
Tabela 1: Caracterizaçãodo processo 
Equipamento Operação Fenómeno Função Razão de ser Leis Variáveis 
Filtro de ar Filtração Transferência de 
quantidade de movimento 
Separação de 
partículas 
Remoção de 
impurezas 
Newton e 
Bernolli 
Fluxo 
Coluna de 
secagem 
Secagem Transferência de calor e 
massa 
Secar Redução da 
humidade do 
ar 
Fick Fluxo 
Turbo soprador Transporte Transferência de 
quantidade de movimento 
Transporte 
pneumático 
Transportar o 
ar 
Newton Fluxo, pressão 
Forno Aquecimento Transferência de calor Aquecer Queima do 
enxofre 
Fourier Temperatura 
Caldeira Produção de 
vapor 
Transferência de calor Produção de 
vapor 
Redução da 
temperatura 
do SO2 
Fourier Temperatura 
Trocador calor Variação da 
temperatura 
Transferência de calor Transferir calor Ajustar a 
temperatura 
Lei de 
Fourier 
Temperatura 
Conversor Reação 
catalítica 
Transferência de massa e 
de quantidade de 
movimento 
Converter Reação 
catalítica de 
oxidação 
Equilíbrio 
Químico 
Temperatura, 
pressão e 
fluxo 
Economizador Recuperar o 
Calor 
Transferência de Calor Evitar 
desperdício 
energético 
Recuperar o 
vapor 
Fourier Fluxo 
Torre de oleum Absorção 
com Reacção 
química 
Transferência de massa Absorver Absorção do 
SO
3
 
Fick Fluxo 
Torre de 
absorção 
Absorção 
com Reacção 
química 
Transferência de massa Absorver Absorção do 
Oleum 
Fick Fluxo 
Bomba Transporte Transferência de 
quantidade de movimento e 
pressão 
Transportar Impulsionar a 
recirculação 
dos produtos 
Newton e 
Bernolli 
Pressão e 
fluxo 
11 
 
3.2 Análise económica 
O objectivo deste capítulo é analisar economicamente o projecto industrial de produção 
de ácido sulfúrico ou seja é verificar se é possível a sobrevivência e desenvolvimento do 
mesmo projecto. A avaliação económica é uma parte fundamental da Análise de 
Processos Complexos e, na maioria dos casos, é aquela que determina se um 
investimento deve ser feito ou não. 
Para a presente indústria os equipamentos foram comprados a fornecedores tendo em 
conta as especificações conforme a tabela abaixo. 
 
Tabela 2: Equipamento, fornecedor e especificações 
Equipamento Fornecedor Especificações 
Filtro de ar MF Rural Diametro 1m; Area nominal 50 m2; 
Intervalo de temperatura 250-500ºC; 
Saida de Pressão 10-100 kPa 
Coluna de 
secagem 
MF Rural Dimensões:10,8 m de comprimento; 
2,0 m de diâmetro. 
Turbosoprador Tecnovent Vazão de ar: até 40.000 m3/h; 
Pressão estática: até 5 kg/cm2. 
Forno RCA Maquinas industriais 
LTDA 
Faixa de temperatura 900 à 1200°C 
Caldeira SECAMAQ Produção de 400 kgv/h até 50.000 kgv/h e 
até 30kgf/cm² de pressão 
 
Trocador calor 
 
MFRural 
40m² serpentina em Inox 
Comprimento: 4.300mm. 
Pressão de trabalho:16 Kgf/cm². 
Conversor ADINATH 
INTERNATIONAL 
Capacidade de 500 litros + coller em 
aço inox 316L encamisado para vapor. 
Medidas: Altura 4.50m diametro: 1.80m 
Economizador Thermal Energy Mechanical 
Equipment Co., Ltd 
Volume de gases de combustão (m3/h) 
<2925; fluxo de agua 3T/h 
Torre de oleum Qisuo Imp.&Exp. Trade Co., 
Ltd 
Fluxo de ar 14000-15000 m3/h 
Torre de 
absorção 
Guangdong Chuangzhi 
Intelligent Equipment Co., 
Ltd. 
Dimensão L2400 A2500 
Bomba MFRural Bomba com motor elétrico de 300cv, saída 
12" 
 
 
 
 
 
12 
 
3.2.1 Cálculo do custo do capital 
Procedimento para estimar o capital fixo 
1. Preço de compra do equipamento atualizado: E = Σ Ei; 
2. Custo do equipamento instalado atualizado: Como tem-se fornecedores o custo do 
equipamento atualizado é igual a ao preço de compra do equipamento atualizado que é 
386.458,18; 
Nota: Os cálculos constam na tabela em anexo 
3. Edifícios principais: Edp = 12% E. 
4. Edifícios auxiliares: Eda = 10% E 
5. Instalações e serviços instalados: Fs = 55% E; 
A soma de 2 → 5 = Custo direto da planta = Cd = Cei + Edp + Eda + Fs 
6. Movimento de Terra: Mt = 13% E. 
7. Frete, seguro e impostos: FSI = 8% E 
8. Outros gastos diretas: Ogd = 6% Cd 
A soma de 2 → 8 = Custo direto total da planta = Cdt = Cd + Mt + Fsi + Ogd 
9. Pessoal indireto do campo de ação: Pica = 12% Cdt (3-19%). 
10. Outros custos indiretos do campo de ação: Ogica = 21% Cdt (7-44%) 
A soma de 2 → 10 = Custo de construção = Cc = Cdt + Pica + Ogica. 
11. Gastos da sede da empresa construtora: Gom = 17% Cc (3-19%) 
12. Gastos da direção de projetos: Gdp = 8% Cc (3-27%) 
13. Gastos do pessoal de supervisão: Gps = 3% Cc (0-7%) 
A soma de 2 → 13 = capital depreciável excluindo contingências = Cadi = Cc + Gom 
+ Gdp + Gps 
14. Incidentes do Projeto: Ipy = 5% Cad (3-8%) 
15. Imprevistos do Processo: Ips = 8% Cad (5-15%); 
A soma de 2 → 15 = Capital depreciável incluindo Imprevistos=Cadii = Cadi+Ipy+Ips. 
16. Compra de terrenos, Ctr = 2% Cadii 
13 
 
A soma de 2 → 16 = Capital Fixo ou Investimento Fixo = CF = Cadii + Ctr 
Estimativa de Capital Operacional 
Capital Operacional ou Investimento Operacional = CO = 15% CF (10-20% CF) 
Capital Total ou Investimento Total, CT = CF + C 
Seguindo o procedimento acima citado obtemos os resultados amostre na tabela em 
anexo 
3.2.2 Cálculo do custo de produção 
Para estimar o custo de produção segue-se os passos abaixo: 
a) Matérias-primas 
b) Venda de subprodutos 
c) Catalisadores e solventes 
d) Mão-de-obra de operação 
e) Supervisão e trabalho de escritório (10-20% da força de trabalho) 
f) Serviços 
g) Manutenção e reparos (2 a 10% do Capital Fixo) 
h) Suprimentos operacionais (10-20% de manutenção e reparos) 
i) Taxas de laboratório (10-20% da força de trabalho) 
j) Patentes e direitos (0-6% do custo total de produção) 
Custos Diretos de Fabricação = CFD = a) - b) + somam c) → j) 
k) Geral (folha de pagamento, embalagem, armazenamento, etc.), (50-70% da soma d) + 
e) + g)) 
l) Impostos locais (1-2% do capital fixo) 
m) Seguros (0,4 a 1% do Capital Fixo) 
Custo indireto de fabricação = CFI = k) + l) + m) 
Custo total de fabricação = CFT = CFD + CFI 
n) Depreciação, D (≈ 10% do Capital Fixo) 
o) Custos Administrativos (25% das Despesas Gerais) 
14 
 
p) Distribuição e custo das vendas (10% do custo total de produção) 
q) Pesquisa e desenvolvimento (5% do custo total de produção) 
Gastos Gerais = GG = o) + p) + q) 
Custos Totais de Produção = CPT = CFT + D + GG 
 Os cálculos completos constam na tabela em anexo 
3.2.2.1 Determinação de VAN e TIR 
Para ver se a minha instalação industrial é viável em termos de rentabilidade (em 
valores monetários) calculou-se o Valor Actual Neto e a Taxa Interna de Retorno ou 
seja a média geométrica dos retornos futuros esperados do investimento já feito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
4. Análises e resultados 
Tabela 3: Custos (resumido) 
 U$ 
E (Preço da compra do equipamento 
actualizado) 
386 458,18 
Cdt ( Custo directo total da planta) 788 374,69 
Cc (Custo de construção) 1 048 538,33 
Cadii (Capital depreciavel) 1 556 869,72 
CF (Capital fixo) 1 588 007,11 
Ct (Custo total) 1 826 208,18 
 
Com o preço do equipamento total atualizado fez-se os cálculos conforme os 
procedimentos citados no capitulo anterior e obteve-se um custo total fixo de 
1 826 208,18 U$ tal capital é o capital físico que não é consumido durante um ciclo 
de produção. São os edifícios, máquinas e equipamentos. Corresponde ao ativo fixo da 
indústria,caso for consumido, a indústria não é viável. 
Para o custo de produção para uma produção anual de 100000 T/h de ácido sulfúrico 
obtive a tabela abaixo referida 
Tabela 4: Gastos de fabricação (resumido) 
Gastos de Fabricacão USD/a 
Directos 
Materias Primas 887671,233 
Mão de Obra de Operação 174000 
Servicios Auxiliares de Proceso 123433,84 
Total, Aime 1270610,60 
Gastos totais de fabricação 
(não inclui depreciacão ), Ame 
 
 
 
1406010,78 
Gasto Total, Ate 1576937,14 
Ingresos por ventas 22,3400 2234000,00 
Ganancia anual neta ,Anp 657062,86 
Taxa de retorno 
i=((Annp+e)/Ctc). 100 
 
 
 
42,94 
 
 
O preço da materia prima foi estimupulado segundo o mercado internacional já a mão 
de obra foi feito para tendo em conta 25 trabalhadores ganhando cada um 580 dolar para 
cada sendo este valor calculdo tendo em conta o salario de um profissional industrial. 
A venda do produto fabricado sera feita em litro e segundo o mercado internacional a 
venda de ácido sulfurico varia de 20-25 dolares e para o nosso produto sera de 22,34 
dolar. E teremos como taxa de retorno 42,9 dolares 
Com os dados acima e feita as devidas progamaçoes obteu-se para VAN e TIR 
16 
 
Tabela 5: VAN e TIR 
Año Flujo de 
Efec. 
VAN VAN VAN 
 Ter. acumulativo 10% 15% 20% TIR 
1 -1746807,82 -1588007,11 -1518963,33 -1455673,19 0,46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 -930944,25 -913739,70 -902053,25 -889101,26 
3 -115080,67 -300769,32 -365609,71 -416957,99 
4 700782,90 256476,48 100862,94 -23505,26 
5 1516646,48 763063,57 506491,33 304372,01 
6 2332510,05 1223597,29 859211,67 577603,07 
7 3148373,63 1642264,31 1165925,01 805295,62 
8 3964237,20 2022870,69 1432632,26 995039,42 
9 4780100,78 2368876,49 1664551,60 1153159,24 
10 5595964,35 2683427,21 1866220,60 1284925,76 
11 6570628,64 3025041,10 2075718,08 1416103,87 
 
Com a tabela acima foi notorio que nos primeiros 2 anos não existira um retorno positivo, o que 
sem uma analise previa poderia dizer que não é rentavel, porem se formos para o 4 ano já temos 
valores positivos o que mostra que há rentabilidade, sendo assim nos 3 primeiros anos apenas 
entra o dinheiro investido e do terceiro para o quarto já há um lucro (ganancia). Obteve-se tal 
rentabilidade para uma taxa interna de retorno igual 0,46. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
5. Conclusões 
 
a) A industria produtora de ácido sulfurico foi projectada tendo como capacidade 
anual de 100000 T/h, tal capacidade teve em conta a demanda e o capital 
investido; 
b) Caracterizou-se o processo da mesma pelo que todos os equipamentos são 
importantes porem existem as variaveis de saida (que temos que controlar para 
maior eficiencia do projecto) entre eles o forno, o conversor e a coluna de 
absorção; 
c) A industria sera viavel pois obtem-se uma taxa interna de retorno 0,46, um VAN 
a 10% de 3025041,10 e começaremos a obter lucro apartir do 3 ano sendo que a 
uma mudança de sinal do 3 ao 4 ano 
Com a implimentação desta industria da-se resposta a necessidade de 
desenvolvimento economico social, contribui-se para a industrialização de Angola, 
e criar-se-a 25 postos direitos de trabalho e milhares postos indireitos sendo que 
quando implimentado este projecto, abrirá portas para criação de outras industria 
que tem como materia prima o ácido sulfúrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
6. Bibliografia 
[1]. https://sites.google.com/site/scientiaestpotentiaplus/acido-sulfurico/acido-sulfurico-
historia acesso aos 06/07/2019 
[2]. https://pt.wikipedia.org/wiki/Enxofre acesso aos 06/07/2019 
[3].https://pt.wikipedia.org/wiki/Ácido_sulfúrico 
[4]https://www.ebah.com.br/content/ABAAABKdUAL/trabalho-sobre-acido-sulfurico-
completo acesso aos 06/07/2019 
[5] https://www.passeidireto.com/arquivo/34009508/processo-de-producao-do-acido-
sulfurico acesso aos 06/07/2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
7. Anexos 
Equipamento Quantidade Custo (U$) 
 Filtro de ar 2 17.957,80 
Coluna de secagem 1 16.675,10 
Turbosoprador 1 5.643,88 
Forno 1 59.004,20 
Caldeira 1 20523,2 
Trocador calor 1 7957,80 
Conversor 1 30.784,80 
Economizador 1 2500 
Torre de oleum 1 4500 
Torre de absorção 1 230.000 
 Bomba 2 19.392,40 
E (Preço da compra do equipamento actualizado) 386.458,18 
 
 
 
 Custo de investimento (U$) 
Edp (Edifícios principais) 46374,9816 
Eda (Edifícios auxiliares 38645,818 
Fs (Instalações e serviços instalados) 212551,999 
Cd (Custo direto da planta) 684.030,98 
Mt (Movimento da terra) 50239,5634 
FSI (Frete, seguro e impostos) 30916,6544 
Ogd (Outros gastos diretos 23187,4908 
Cdt ( Custo directo total da planta) 788.374,69 
Pica (Pessoal indireto do campo de ação) 94604,96246 
Ogica (Outros Custos indiretos do campo de ação) 165558,6843 
Cc (Custo de construção) 1.048.538,33 
Gom (Gastos da sede de empresa construtora) 178251,5168 
Gdp (Gastos da direção de projetos) 83883,06672 
Gps (Gastos do pessoal de supervisão) 31456,15002 
Cadi (Capital depreciavel excluindo contigencias) 1.342.129,07 
ipy (Incidentes do processo) 107370,3254 
Ips (Imprevisto do processo) 107370,3254 
Cadii (Capital depreciavel) 1.556.869,72 
Ctr (Compra de terrenos) 31137,39437 
CF (Capital fixo) 1.588.007,11 
CO (Capital operacional) 238201,0669 
Ct (Custo total) 1.826.208,18 
20 
 
 
Capacidade anual (T/a) 100000,00 
Tipo de Índice de costo C.E 
Valor de Índice 410,69 
Capital Fixo (Cfc) 1.588.007,11 
Capital de Trabalho (Cwc) 0,10 158800,71 
Inversão de Capital Total (Ctc) 1746807,82 
Gastos de Fabricação USD/a USD/kg 
Directos 
Matérias-primas 887671,233 8,88E+00 
Créditos de Subprodutos 0,00 0,00E+00 
Mão-de-obra de Operação 174000 1,74E+00 
Supervisão e mão-de-obra de oficina 
(10-20 de mao de obra de operação) 17400,00 1,74E-01 
Serviços 
Serviços Auxiliares de Processo 123433,84 1,23E+00 
 
Manutenção e reparos (2-10% de Cfc) 
 31760,14 3,18E-01 
Fornecimento de Operações (10-20% de 
manutenção) 
 3176,01 3,18E-02 
Cargos de laboratorios (10-20% de mão 
de obra de operação) 
 17400,00 1,74E-01 
 
Soma dos custos directos menos patentes e 
direitos 
 1254841,23 
Patentes e direitos (0-6% de gasto total) 15769,37 #REF! 
Total, Aime 1270610,60 
Indireitos 
Geral (folha de pagamento e planta, 
embalado, 
armazenamento) (50-70% da soma da 
mão 
de operação, supervisão e mão de 
trabalho de escritório e manutenção) 
 111580,07 1,12E+00 
Impostos locais(1-2% de Cfc) 15880,07 1,59E-01 
Seguros(0,4-1 % de Cfc) 7940,04 7,94E-02 
Total, Adme 135400,18 1,35E+00 
Gastos totais de fabricação 
(não inclui depreciacão ), Ame 1406010,78 1,41E+01 
 Depreciação (aproximadamente 10% de 
Cfc), e 
 158800,71 1,59E+00 
Gastos Gerais 
Custos administrativos( 25% de gerais) 27895,02 2,79E-01 
Distribuição e custo de venda (10% dos 
gastos totais) 
 140601,08 1,41E+00 
Investigação e desenvolvimento(5% de 
gasto totais) 
 70300,54 7,03E-01 
21 
 
Total, Age 238796,63 2,39E+00 
Gasto Total, Ate 1576937,14 1,58E+01 
Ingresos por ventas 22,3400 2234000,00 
Ganancia anual neta, Anp 657062,86 
Impuesto sobreIngresos, Ait 0,10 65706,29 
Ganancia anual neta descontando 
impuestos 
 
Annp-Ait=Annp 591356,58 
Taxa de retorno 
i=((Annp+e)/Ctc). 100 42,94 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Análise do flujo efectivo do proceso 
0
Año Inversión Ingresos por GTFMD GTMD I.de efectivos Depreciación. Ganancia net. Impuestos Ganacia N.Des. Ingresos netos
 Ter. ventas As Ame-e Ate Act e Anp Ait Annp Anct=At+e+Annp
1 -1746807,82 0,00 0,00 0,00 -1746807,82
2 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
3 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
4 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
5 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
6 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
7 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
8 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
9 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
10 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 815863,58
11 158800,71 2234000,00 -1406010,78 -1418136,42 815863,58 158800,71 657062,86 0,00 657062,86 974664,29

Mais conteúdos dessa disciplina