GAB Neumann ofrece una gama completa de procesos en el campo del tratamiento de cloruro de hidrógeno (HCl gaseoso) y ácido clorhídrico (HCl líquido). Incluye la absorción, limpieza, desorción, rectificación, reconcentración (por encima del punto azeotrópico) y la limpieza del ácido clorhídrico.
GAB Neumann ofrece la gama completa de servicios asociados, incluyendo ingeniería básica, ingeniería de detalle, compras, construcción, gestión de proyectos y puesta en marcha de estas unidades.
La absorción adiabática de cloruro de hidrógeno puede lograrse fácilmente en una columna con empaquetadura. El cloruro de hidrógeno gaseoso entra por la parte inferior de la columna, mientras que el agua dulce entra por la parte superior y se distribuye por toda la sección transversal de la empaquetadura. El proceso de absorción es exotérmico (aproximadamente 2100 kJ/kg de HCl absorbido) por lo que la solución de ácido clorhídrico se calienta fácilmente, limitando así la concentración máxima del ácido a aproximadamente el 31%.
La absorción isotérmica del cloruro de hidrógeno puede lograrse en una columna con empaquetadura con una recirculación externa y un refrigerador. La entalpía de absorción es eliminada por el agua de refrigeración. De esta manera se puede alcanzar una concentración máxima del 38%.
La misma operación se puede lograr también en un absorbedor de película descendente.
Las soluciones de HCl pueden ser rectificadas tanto por debajo como por encima del punto azeotrópico. Rectificaciones sucesivas en diferentes rangos de temperatura permiten la separación de contaminantes como fluoruros, cloruros, bromuros, yoduros, compuestos orgánicos (volátiles sobre no volátiles), sales o solventes entre otros.
Se puede producir cloruro de hidrógeno altamente concentrado a partir de ácido clorhídrico al 28-37%. Se puede producir fácilmente cloruro de hidrógeno gaseoso a más del 99% en la parte superior de una columna de rectificación. Los vapores ricos en HCl se condensan sucesivamente en una serie de condensadores que funcionan a temperaturas cada vez más bajas. El primer condensador se enfría con agua de refrigeración. El segundo condensador se enfría con agua fría. Finalmente, el tercer condensador se enfría con salmuera o etilenglicol. Finalmente, un tambor de choque evita el arrastre de gotas. Con este método, es posible producir cloruro de hidrógeno con menos de 50 ppm de humedad.
La mezcla HCl / H2O presenta una concentración de azeotrópico del 20,3% (calculada utilizando el modelo de Electrolito Disolvente Mezclado de OLI Systems, Incorporated) en peso a presión atmosférica. Los procesos de concentración consisten en rodear o desplazar el punto azeotrópico.
La concentración del azeótropo de HCl / H2O varía con la presión. El azeótropo HCl / H2O está ligeramente menos concentrado a alta presión que a baja presión. Por lo tanto, es posible superar la barrera azeotrópica transfiriendo azeótropos de HCl/H2O a dos concentraciones diferentes entre dos columnas a presiones diferentes.
(* Calculado utilizando el modelo de Electrolito Disolvente Mezclado de OLI Systems, Incorporated)
La primera columna de rectificación funciona bajo vacío. El agua se extrae por la parte superior mientras que el azeotrópico de HCl / H2O sale por la parte inferior y se introduce en la segunda columna que funciona por encima de la presión atmosférica. En la segunda columna de rectificación se produce HCl concentrado en la parte superior, mientras que el azeotrópico de HCl/H2O sale por la parte inferior y vuelve a la primera columna. Gracias a la menor presión de funcionamiento, el azeotrópico que sale en la parte inferior de la primera columna de rectificación tiene una concentración "ligeramente" mayor (superior al 22%) que el azeotrópico que sale en la parte inferior de la segunda columna de rectificación (inferior al 17%). Debido a la necesidad de rodear el azeotrópico, todo el proceso de rectificación es intensivo en capital y consumo de energía.
La volatilidad relativa del HCl puede modificarse añadiendo un agente de extracción a la mezcla. El cambio en la volatilidad mueve o incluso elimina el azeotrópico.
El proceso de destilación extractiva implica la adición de un agente extractivo con propiedades higroscópicas para desplazar o eliminar el punto azeotrópico y aumentar la volatilidad del HCl. El ácido sulfúrico (H2SO4) y el cloruro de calcio (CaCl2) son los agentes extractivos más utilizados. El agente extractivo concentrado entra en una columna de extracción / rectificación de grafito donde atrapa el agua. El agente extractivo diluido sale de la columna en la parte inferior antes de ser reconcentrado. El HCl gaseoso altamente concentrado sale de la columna en la parte superior.
Los depuradores se utilizan comúnmente para eliminar rastros de HCl y/o halógenos (por ejemplo, Cl2) en las rejillas de ventilación. Funcionan con un exceso de agua de absorción, por lo que no es necesario un enfriamiento externo. Para neutralizar el HCl, es muy común utilizar una solución acuosa de hidróxido de sodio (NaOH) como líquido de limpieza.
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