• Author / Uploaded
• WALTHER VALVERDE VILLAVICENCIO

Citation preview

FISICOQUIMICA METALURGICA I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTA DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINAS Y METALURGICA ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA METALURGICA

“OXIGENO INDUSTRIAL” ASIGNATURA

: FISICOQUÍMICA

DOCENTE

: Ing.

ALUMNO

METALÚRGICA I

BENITO ARAGON, Alfredo Tomas

: VALVERDE VILLAVICENCIO, Walther

Unsaac-2018

PRESENTACIÓN

El presente trabajo de investigación fue desarrollado de acuerdo al tema asignado Por nuestro docente de la asignatura, el cual fue desarrollado cumpliendo con las Normas de investigación establecidas y tomando en consideración los elementos Del proceso de investigación. Así, el trabajo se centra como tema principal el “OXÍGENO INDUSTRIAL”, en lo cual abordamos todas las características, Propiedades, aplicaciones y así varios subtemas desarrollados con referencia al tema principal. El presente trabajo no es solo un deber más de nuestra condición universitaria, sino, También la máxima expresión del placer intelectual. Sobre todo es el camino para La consolidación de las experiencias vividas en la universidad, y el reflejo de los Conocimientos adquiridos en las aulas universitarias.

OXIGENO INDUSTRIAL DEFINICION:

¿Qué es el oxígeno industrial? El oxígeno industrial tiene, en principio, los mismos componentes que el oxígeno medicinal, dado que, en la manufactura de ambas, se procesa la misma materia prima: aire. Sin embargo, para los usos señalados por la norma técnica peruana NTP 311.113:1978, el porcentaje de oxígeno en él debe ser igual o superior a 99.5%. Por lo tanto el oxígeno industrial Se refiere al uso del oxígeno en actividades no

médicas. Uno de los ejemplos más claros es el uso de oxígeno en los complejos metalúrgicos para la extracción y transformación de los metales. Pero también se usa en el proceso de tratamiento de aguas residuales, instalaciones de acuicultura para la cría de peces, producción de vidrio, etc.

1)._ CARACTERISTICAS  El oxígeno industrial tiene 95% de pureza y el medicinal tiene 98%, la concentración de oxígeno es lo que marca la diferencia.  Es un gas inoloro (no tiene olor), inodoro e insípido que no es flamable pero que alimenta la combustión.

 Es altamente oxidante, reacciona violentamente con materias combustibles y puede causar fuego o explosiones.  A presión atmosférica y temperaturas inferiores a -183°C, es un líquido ligeramente azulado, un poco más pesado que el agua. Una de sus características principales es que todos los elementos (salvo gases inertes) se combinan directamente con él, usualmente para formar óxidos, reacción que varía en intensidad con la temperatura.

El oxígeno industrial gaseoso es un gas naturalmente presente en el aire en una concentración aproximada del 21%, es un gas incoloro e inodoro. Se obtiene a partir de la licuefacción del aire.

1.1)._PROPIEDADES Y COMPOSICION Estado físico (a condiciones normales)

Gaseoso

Olor

Inodoro

Peso molecular

32 g/mol

Punto de fusión

-219 ºC

Punto de ebullición (1.013 bar)

-183 ºC

Punto crítico Densidad del gas (1.013 bar en el punto de ebullición) Gravedad específica del gas (1.013 bar) Volumen específico del gas (1.013 bar y 21 ºC)

-118.6 ºC, 50.43 bar 4.475 kg/m 1.105 (Aire = 1) 3 0.755 m /kg

2)._APLICACIONES INDUSTRIA DE ALIMENTOS

INDUSTRIA QUÍMICA, FARMACÉUTICA, PETRÓLEO Y GAS

Piscicultura Componente de mezclas para la creación de atmosferas modificadas para la conservación de cárnicos. Enriquecimiento del aire en procesos de fermentación.

Conversión del gas combustibles líquidos. reacciones de oxidación.

natural en Participación en

Cierre de ampollas de vidrio con llama. Análisis químico. Enriquecimiento de llamas.

INDUSTRIA METALMECÁNICA

INDUSTRIA DEL PAPEL

OTROS USOS

Fundición y procesamiento de metales. Soldadura oxiacetilénica. Oxicorte.

Participación en el proceso blanqueamiento de la pasta de papel.

Tratamiento de aguas residuales

de

Descripción de los procesos fisicoquímicos de obtención 3._

DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS FISICOQUÍMICOS DE OBTENCIÓN

Lo que llamamos normalmente “aire” es una mezcla de gases, compuesta principalmente de nitrógeno, oxígeno y una cantidad mayor o menor de vapor de agua. El aire también contiene pequeñas cantidades de gas inerte y, lamentablemente, mucha contaminación en forma de hidrocarburos producida por el hombre. La composición del aire apenas cambia hasta una altitud de poco más de tres kilómetros.

TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO: SECADO Y FILTRADO.

El aire comprimido presenta impurezas líquidas y sólidas. Las primeras son principalmente restos de aceite procedentes del compresor y vapor de agua. Las segundas están formadas por el polvo aspirado y las partículas sólidas desprendidas de la instalación por efectos de oxidación. Unas y otras reducen la vida útil en los equipos neumáticos. SECADO: Eliminar la humedad del aire, puesto que a los untos de consumo debe llegar seco.

SEPARACIÓN DEL OXÍGENO.

El oxígeno se usa puro o mezclado con aire, enriqueciendo así a este último en oxígeno, en procesos ligados a hornos y fundiciones de todo tipo, procesos de soldadura y corte de metal, etc. En muchas plantas químicas el oxígeno es una materia prima y en la fabricación de pulpa de papel puede emplearse como agente blanqueante. En hospitales, es un suministro obligado en la cabecera de muchas habitaciones como forma de salvar y proteger vidas.

4._ PLANTAS DE OXIGENO INDUSTRIAL  COMPLEJO METALÚRGICO DE LA OROYA LUGAR: La Oroya, ubicada en la región central del Perú La Oroya por su ubicación estratégica, con una topografía agreste y encañada, las condiciones meteorológicas tienen un papel importante en la calidad de aire para la ciudad y su entorno; uno de los problemas más saltantes es la ubicación de la Oroya Antigua con más de trece mil habitantes a solo trescientos metros de la Fundición y separados únicamente por el río Mantaro, donde convergen las emisiones fugitivas originadas por los procesos piro metalúrgicos de la Fundición, difíciles de cuantificar por su irregularidad y dispersión rápida en el ambiente y su movilidad hacia la ciudad a nivel del suelo.

 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALAES La planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de san jerónimo trata de las aguas residuales el 85%de las aguas servidas del cusco .Es una obra de alta ingeniería que impulsa a seda cusco y que tiene un impacto importante a favor del medio ambiente de la región de cusco.

LUGAR EN LA REGION DEL CUSCO (SAN JERONIMO) Capacidad de conducción del colector principal de la ciudad de modo que la totalidad de las aguas residuales puedan ingresar a la PTAR adecuadamente para su tratamiento y disposición final, garantizando el total aprovechamiento de la capacidad del PTAR.

 SISTEMAS DE PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE GAS ON-SITE Capacidades que varían desde 2.000 pies cúbicos estándares por hora (50 metros cúbicos por hora) a más de 5.000.000 pies cúbicos estándares por hora (150.000 metros cúbicos por hora).

Las plantas on-site ofrecen muchas ventajas:    



Praxair es propietaria y opera cada sistema, de tal forma que no tiene que invertir capital ni preocuparse del mantenimiento y el personal. Usted cuenta con la garantía de un proceso de eficacia comprobada a lo largo del tiempo. Cada sistema refleja años de diseño y experiencia de operación. Utilizamos un enfoque preciso y robusto de diseño de ingeniería asistido por computadora para evaluar y desarrollar un sistema de suministro dirigido a satisfacer sus necesidades. Los procesos incluyen materiales de última generación, conceptos de empaque, recuperación de calor y métodos de control disponibles.

 PLANTA DE SUMINISTRO DE GASES INDUSTRIALES Y TECNOLOGÍA PARA LA INDUSTRIA DEL VIDRIO Con nuestra completa gama de gases, Tecnologías y equipos industriales, transformamos exitosamente el primer horno grande de vidrio para envases en un quemador de combustible-Oxígeno. Este desarrollo no sólo fue bueno para nuestros clientes, sino también para el planeta. La fundición con combustible y oxigeno mejora la calidad del vidrio y le ayuda a ahorrar dinero al quemar menos combustible de forma más eficiente. También reduce drásticamente las emisiones de óxidos de Nitrógeno para ayudarle a cumplir con los requisitos normativos actuales. Nuestros quemadores le permiten producir un vidrio tan claro y eficiente que sólo podría lograrse con siglos de fabricación.

5._TIPOS DE ENVASES O RECIPIENTES PARA LA COMERCIALIZACIÓN DEL OXÍGENO INDUSTRIAL COMERCIALIZACIÓN DE OXIGENO INDUSTRIAL: Los gases se suministran generalmente como gases comprimidos y también como líquidos criogénicos (oxígeno, nitrógeno, argón). En forma gaseosa, se usan regularmente cilindros de acero y en forma líquida, termos o dewars criogénicos, o en caso de alto consumo, estanques estacionarios o portátiles. La elección de alguno de estos sistemas de envasado y distribución depende del producto requerido y del volumen de consumo diario. Los valores que se indican a continuación sirven como referencia:

INDURA (Tasas de comercialización de oxigeno industrial)

LLENADO DE CILINDROS Los cilindros de acero de alta presión son la forma más frecuente de uso en el caso de consumos medianos o pequeños. Un cilindro de 50 litros de agua de capacidad volumétrica puede contener unos 10 m3 de oxígeno, comprimido a una presión cercana a 200 bar (2901 psi). El contenido de los cilindros cargados con gas a alta presión, se controla cuidadosamente por temperatura y presión. En el

caso del acetileno y de los gases comprimidos licuados, la carga de los cilindros se controla por peso.

OXIGENO

El oxígeno, gas que hace posible la vida y es indispensable para la combustión, constituye más de un quinto de la atmósfera (21% en volumen, 23% en peso). Este gas es inodoro, incoloro y no tiene sabor. A presión atmosférica y temperaturas inferiores a -183°C, es un líquido ligeramente azulado, un poco más pesado que el agua. Todos los elementos (salvo gases inertes) se combinan directamente con él, usualmente para formar óxidos, reacción que varía en intensidad con la temperatura.

A medida que el consumo de oxígeno se incrementa en el establecimiento, es necesario aumentar el número de cilindros en uso y en reserva, hasta un máximo que sea operante en consideración de varios factores. Por ejemplo, resulta inoperante manejar manifolds con más de 10 cilindros por bancada, por el espacio que ocupan y porque al proveedor no le resulta rentable surtirlos; en ese caso es recomendable pasar a otro sistema de suministro, utilizando oxígeno líquido en contenedores termo portátil. Los termos portátiles pueden almacenar, en promedio, 165 litros de oxígeno en estado líquido, que se transforma aproximadamente en 142 m3 de oxígeno en estado gaseoso, que significa 18 cilindros de 8 m3. De esta forma surge una vertiente en el esquema de suministro, es decir, la bancada en uso se hace con un contenedor tipo termo portátil que contiene oxígeno líquido a baja presión y se deja como a se tenía de reserva, el cabezal con los cilindros de alta presión.

FORMA DE SUMINISTRO La forma de suministro de oxígeno a un establecimiento de atención médica es definida por el perfil del consumo diario, semanal y mensual. Estos parámetros son utilizados por los fabricantes y distribuidores de gases par a definir y proponer al responsable sanitario del establecimiento, la forma óptima de suministro de gases. Cuando se habla de suministro en forma óptima, se involucran las siguientes variables: Determinación del consumo promedio por semana, quincena y mes. Garantía de abasto por el proveedor al establecimiento. Rentabilidad (costo – beneficio), tanto para el usuario o consumidor de gas, como para el proveedor.

USO INDUSTRIAL

El oxígeno gaseoso, por sus propiedades comburentes, es corrientemente usado en procesos de combustión para obtener mayores temperaturas. En mezclas con acetileno u otros gases combustibles, es utilizado en soldadura y corte oxigas. Por sus propiedades oxidantes, es utilizado en diversas aplicaciones en siderurgia, industria papelera, electrónica y química. El oxígeno líquido, LOX, es utilizado principalmente para explosivos y como comburente en propulsión espacial.

PRINCIPALES PRECAUCIONES EN MANEJO Y ALMACENAMIENTO

Nunca utilizar oxígeno a presión sin saber manipular correctamente cilindros, reguladores, etc. Evitar toda combustión cercana a depósitos o vías de flujo de oxígeno. Evitar la presencia de combustibles, especialmente aceites o grasas, en las cercanías de oxígeno (incluso en el suelo o en ropas). El contacto de la piel con oxígeno líquido (o depósitos no aislados) puede causar graves heridas por quemadura, debido a su baja temperatura. Debe usarse protección adecuada para manejo de líquidos criogénicos.

MATERIALES

A temperatura y presión normal el oxígeno no es corrosivo y puede ser usado satisfactoriamente con todos los metales comunes, sin embargo debe evitarse el uso de aluminio y sus aleaciones, o de aceros al carbono y de baja aleación, por la combustión exotérmica que puede producirse en presencia de oxígeno puro. Los aceros al carbono no aleados se convierten en un material frágil a las temperaturas criogénicas del oxígeno líquido. La humedad hidrata los óxidos metálicos, con lo cual se expanden y pierden su rol protector, por lo que deben eliminarse de cualquiera instalación que va a usarse con oxígeno.

COMPONENTES DEL CILINDRO DE LÍQUIDO CILINDRO (VISTA LATERAL)

CONFIGURACIONES DE LA VÁLVULA

Es el gas más importante para los seres vivos. Sin él no sería posible la vida vegetal ni animal. Se encuentra en el aire que respiramos en menos proporción que el nitrógeno (21% oxígeno, 78% nitrógeno y 1% argón, incluidos gases raros; concentraciones de gases en el aire a nivel del mar). El oxígeno es un gas incoloro, inodoro e insípido. El oxígeno no es inflamable pero favorece la combustión. Cualquier material combustible se quema mucho más activamente en una atmósfera rica en oxígeno.

EMPRESAS COMERCIALIZADORA DE OXIGENO INDUSTRIAL EN EL PERÚ

 PRAXAIR Praxair, es un socio de negocios integral y de gases, aplicaciones, productos y servicios industriales que respaldan procesos de soldadura, corte de metales, entre otros. Nuestra línea de productos ProStar® incluye suministros de soldadura, máquinas de corte y automatización de una amplia variedad de fabricantes. Nuestras Plantas y Centros estratégicamente distribuidos nos permiten ofrecer de manera eficiente a nuestros clientes, nuestra gama completa de gases industriales y de proceso. Pero nuestro servicio abarca más allá de proporcionar productos de alta calidad. Somos un proveedor de soluciones integrales y a través de nuestro exclusivo Programa de mejora de productividad StarSolver®, trabajamos con usted para reducir los costos de manufactura, aumentar la productividad y mejorar la calidad de sus productos y procesos. También contamos con cinco centros de Investigación y Desarrollo dedicados al desarrollo de nuevas tecnologías que le ayudan a lograr mejoras en la productividad de sus procesos.

 LINDE PLC : Linde plc es una empresa líder en ingeniería y gases industriales, con ventas en 2018 de US$ 28 mil millones. La empresa cuenta con cerca de 80 mil empleados y atiende a clientes en más de 100 países en todo el mundo, ofreciendo soluciones innovadoras y sustentables y creando valor a largo plazo para todas las partes interesadas. Nuestra misión es construir un mundo más

productivo al proporcionar productos, tecnologías y servicios que ayudan a nuestros clientes a mejorar su rendimiento económico y ambiental en un mundo conectado.

 TECNOGAS: Tecnogas S.A. es una empresa peruana que fue incorporada en 20/04/1964. Su domicilio principal está ubicado en la ciudad de Callao. Se encarga de Fabricación de sustancias químicas básicas, excepto abonos y compuestos de nitrógeno.

 AIR PRODUCTS PERU S.A El Grupo Air Products es una compañía líder mundial en gases industriales con más de 75 años de historia. La compañía provee gases industriales y equipamientos relacionados para distintas industrias, incluidas refinerías, petroquímicas, metales, electrónica, manufacturas, bebidas y alimentos. Además, Air Products es proveedor líder en procesos, tecnología y equipamiento de gas natural licuado.

 INDURA PERU Indura es una empresa de grupo air products, es el cuarto productor de gases mas grandes del mundo, ofreciendo en sudamerica desde hace mas de 60 años soluciones de integrales para aplicaciones con gases y soldaduras con el fin de optimiar procesos metalogenicos, industriales y mineros.

 OXYMAN Empresa industrial netamente peruana, productora y distribuidora de gases industriales y medicinales. Iniciamos nuestras operaciones en el sur del país el 11 de Mayo del 2000, en la ciudad de Arequipa, con inversiones de capitales peruanos en equipos, tecnología y recursos humanos, permitiendo de esta manera participar y contribuir al desarrollo de nuestra región y del país Nuestra prioridad como empresa está en la protección del medio ambiente, el cuidado de la salud, la seguridad de los empleados y de nuestros clientes Estamos identificados con las necesidades e inquietudes de nuestros clientes ofreciéndoles alternativas innovadoras que nos permiten ser sus socios mejorando la rentabilidad en sus procesos. Por medio de la presente hacemos llegar nuestro portafolio de productos con sus respectivas fichas Técnicas de equipos y suministros de instalaciones medicinales. Es oportuno indicarles la importancia de conocer sus apreciaciones a fin de poder plantearles alternativas, en las cuales tanto Uds. como nosotros estemos satisfechos. Agradeciendo de antemano la atención prestada quedamos al pendiente de sus órdenes, anexamos nuestros productos y servicios de instalaciones de gases medicinales.

6._

costos del oxígeno industrial en la actualidad

MARCA: WORTHINGTON Botella de Oxígeno S/ 1,225.00 Diseñada especialmente para servicio severo. Ideal para trabajos en lugares fijos. Cilindro de Oxígeno puro industrial con 277 pies cúbicos.

AIR PRODUCTS PERU S.A Balón de oxígeno industrial cargado 10m3 Con regulador y accesorios S/4.600

MARCA: OXYMAN OXÍGENO 9 M3 CÓDIGO SAP: 1-Z

CARACTERÍSTICAS: Carga de Oxigeno Industrial Válvula GCA 540 Capacidad de 6.00 metros cúbicos

S/2200

Oximix Aqp E.I.R.L. Balón De Oxigeno Tipo E 680 Litros / 1.5 M3 / S/1.199

7._ fuentes de información  http://www.indura.net/content/storage/ec/biblioteca/115c34ca0e684d41b098 c9fbbc861cac.pdf  https://www.buenaventura.com/assets/uploads/hoja_de_datos_de_segurida d_del_material_hdsm/2019/HDSM_1369_%20OXIGENO%20INDUSTRIAL_2 8.02.2005.pdf  https://larepublica.pe/sociedad/2020/06/04/coronavirus-en-peru-oxigenomedicinal-e-industrial-para-que-sirven-y-cuales-son-sus-diferencias-atmp/  https://www.utec.edu.pe/blog-de-carreras/ingenieria-quimica/oxigenomedicinal-e-industrial-la-gran-demanda-ante-el-covid-19  https://codinsa.cl/2015/11/04/que-debo-saber-para-usar-oxigeno-industrial/