GAB Neumann propose une gamme complète de procédés dans le domaine du traitement du chlorure d'hydrogène (HCl gazeux) et de l'acide chlorhydrique (HCl liquide). Cela comprend l'absorption, la désorption, la rectification, la reconcentration (au-dessus du point azéotropique) et le lavage de l'acide chlorhydrique.
GAB Neumann offre une gamme complète de services associés comprenant l'ingénierie de base, l'ingénierie de détail, les approvisionnements, la construction, la gestion de projets et la mise en service de ces unités.
L'absorption adiabatique du chlorure d'hydrogène peut être facilement obtenue dans une colonne à garnissage. Le chlorure d'hydrogène gazeux pénètre en pied de colonne tandis que l'eau déminéralisée pénètre en tête et est répartie sur toute la section du garnissage. Le procédé d'absorption est exothermique (environ 2100 kJ/kg de HCl absorbé) donc la solution d'acide chlorhydrique se réchauffe rapidement et limite la concentration de l'acide à environ 31%.
L'absorption isotherme du chlorure d'hydrogène peut être réalisée dans une colonne à garnissage avec une refroidissement externe. L'enthalpie d'absorption est évacuée par l'eau de refroidissement. Il est ainsi possible d'atteindre une concentration maximale de 38 %.
La même opération peut être également réalisée dans un absorbeur à film tombant.
Les solutions d'acide chlorhydrique peuvent être distillées Les distillations successives sur différentes plages de températures permettent la séparation de composants contaminants / polluants tels que fluorures, chlorures, bromures, iodures, composés organiques (volatils sur non volatiles), sels, solvants, etc.
Le chlorure d'hydrogène fortement concentré peut être produit à partir de l'acide chlorhydrique dont la concentration est comprise entre 28 et 37%. Du chlorure d'hydrogène gazeux à plus de 99% peut facilement être produit au sommet d'une colonne de rectification. Les vapeurs riches en HCl sont ensuite condensées successivement dans une série de condenseurs fonctionnant à des températures de plus en plus froides. Le premier condenseur est refroidi à l'eau de refroidissement. Le deuxième condenseur est refroidi à l'eau réfrigérée. Enfin, le troisième condenseur est refroidi avec de la saumure ou de l'éthylène glycol. Enfin, un dévésiculeur empêche l'entraînement des gouttelettes. Cette méthode permet de produire du chlorure d'hydrogène avec moins de 50 ppm de taux d'humidité.
Le mélange HCl / H2O présente un azéotrope à une concentration de 20,3 % (calculée à l'aide du modèle d'électrolyte à solvant mixte de OLI Systems, Incorporated) en poids à la pression atmosphérique. Les procédés de concentration consistent à contourner ou à déplacer le point azéotropique.
La concentration de l'azéotrope HCl / H2O varie avec la pression. L'azéotrope HCl / H2O est légèrement moins concentré à haute pression qu'à basse pression. Il est donc possible de surmonter la barrière azéotropique en transférant des azéotropes HCl / H2O à deux concentrations différentes entre deux colonnes à des pressions différentes.
(* Calculated using the Mixed Solvent Electrolyte model of OLI Systems, Incorporated)
La première colonne de rectification fonctionne sous vide. L'eau est extraite en tête tandis que l'azéotrope HCl / H2O sort en pied et est introduit dans la deuxième colonne qui fonctionne au-dessus de la pression atmosphérique. Dans la deuxième colonne de rectification, le HCl concentré est produit en tête tandis que l'azéotrope HCl / H2O sort en pied et retourne dans la première colonne. De par la pression inférieure, l'azéotrope qui sort en pied de la première colonne de rectification a une concentration "légèrement" supérieure (supérieure à 22%) à celle de l'azéotrope qui sort en pied de la seconde colonne de rectification (inférieure à 17%). En raison de la nécessité de contourner l'azéotrope, l'ensemble du processus de rectification est plutôt coûteux et gourmand en énergie.
La volatilité relative du HCl peut être modifiée en ajoutant un agent d'extraction au mélange. Le changement de volatilité déplace ou même élimine l'azéotrope.
Le processus de distillation extractive implique l'ajout d'un agent d'extraction aux propriétés hygroscopiques pour déplacer ou éliminer le point azéotropique et augmenter la volatilité du HCl. L'acide sulfurique (H2SO4) et le chlorure de calcium (CaCl2) sont les agents d'extraction les plus utilisés. L'agent d'extraction concentré pénètre dans une colonne d'extraction / rectification en graphite où il piège l'eau. L'agent d'extraction dilué quitte la colonne en pied avant d'être reconcentré. Le gaz HCl hautement concentré quitte la colonne en tête.
Les laveurs sont couramment utilisés pour éliminer les traces de HCl et/ou d'halogènes (par ex. Cl2) dans les évents. Ils fonctionnent avec un excès d`eau d`absorption et par conséquent aucun refroidissement externe n`est nécessaire. Pour neutraliser le HCl, il est très courant d'utiliser une solution aqueuse de soude caustique (NaOH) comme liquide de lavage.
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