Concentrația acidului clorhidric deasupra punctului azeotrop

Punctul azeotropic al acidului clorhidric sistem / apă are un punct de fierbere de 108,6 ° C, la 1 bar; concentrația HCl în acest caz este de 20,2%. În cazul în care concentrația de acid este mai mică decât azeotropul, acidul poate fi concentrat numai în punctul azeotropic. Concentrarea suplimentară necesită utilizarea unor tehnici speciale.

În general, pot fi luate în considerare două tehnologii:

Tehnologia de presiune dublă (schimbarea presiunii din sistem)
Tehnologie rectificare extractivă (adăugarea desicant)

Ambele tehnologii pot fi utilizate pentru producerea de acid clorhidric gazos.

Tehnologie de presiune dublă

Regulamentul punctul azeotropă depinde de presiunea. Astfel, este posibil să se realizeze separarea completă prin rectificare la două presiuni diferite. Principiul acestei tehnologii este prezentată în Figura 1. Mai întâi, amestecul a fost supus distilării sub o presiune scăzută (vacuum / presiune standard) pentru a se obține un amestec de compoziție azeotrop. Amestecul a fost apoi supus distilării în a doua coloană la presiune ridicată (standard / de presiune inalta). Amestecul azeotrop rezultat în a doua coloană este descărcat prin supapa de jos, concentrația acestuia este mai mică decât amestecul azeotrop din prima coloană de presiunea din sistem. Prin urmare, produsul de fund din a doua coloană poate fi reciclat în prima coloană. Concentrația acidului clorhidric la concentrația dorită apare în partea de sus a doua coloană. Dependența compoziției amestecului azeotrop de apă / presiune de acid clorhidric este prezentată în Figura 2. Domeniul de presiune de la 100 mbar până la 3 bar este interesant din punct de vedere tehnic. În același timp, în acest interval de presiune, schimbarea compoziției punctului azeotrop este un minim, și, prin urmare, tehnologia de două presiuni în intervalul de mai puțin profitabile punct de vedere economic.

Fig. 1. Tehnologie două presiuni

Fig. 2. Compoziția azeotropul la presiuni diferite

Tehnologia de distilare extractivă

Tehnologie mai economică este extractivă tehnologia de rectificare, care este prezentat în Fig. 3. În această tehnologie a atins cea mai mare concentrație de acid, crește HCI evaporare. Rata de evaporare relativă depinde de schimbarea coeficienților de activitate. Acest lucru se realizează prin adăugarea unei a treia extracție ingredient, agent care posedă proprietăți higroscopice uscare.

Acid clorhidric de concentrație mare sau HCl gazos poate fi obținut în partea superioară a coloanei de distilare extractivă, în alegerea unui agent de uscare adecvat. Coloana a fost apa extrasă desicant. Apoi desicant este regenerat și utilizat din nou în procesul de distilare extractivă.

Fig. 3. Tehnologia de distilare extractivă

Uscătorul trebuie să aibă următoarele proprietăți fizice:

ar trebui să crească volatilitatea relativă a HCl în raport cu apa;
trebuie să fie solubil în toate componentele acide ale amestecului pe parcursul întregului experiment;
Acesta ar trebui să aibă un punct de fierbere relativ ridicat al componentelor amestecului;
Trebuie să fie economic și capabile de regenerare a apei.

Acidul sulfuric și soluțiile apoase de săruri metalice, cum ar fi agenți de extracție MgCl2 și CaCI2 sunt adecvate pentru concentrarea, de exemplu, acid clorhidric. Soluție concentrată CaCl2 este convenabil folosită datorită disponibilității sale și administrate în diferite stadii ale proceselor de regenerare, concentrarea și purificarea acidului clorhidric.

Echilibrul de fază a sistemului CaCI2 / HCl / H2O este crucială pentru dezvoltarea tehnologiei de distilare extractivă. Trebuie avut în vedere faptul că componentele nu se comportă la fel în fază lichidă, și prezintă reacția electrolitică. Pentru a preveni supraîncălzirea materialului coloanei, procesul de distilare extractivă se efectuează în vid. Observată în această fază de echilibru este prezentată în Fig. 4.

Fig. 4 prezintă concentrația de HCl în pereche, în comparație cu concentrația de HCl în apă, la 200 mbar la trei concentrații diferite de CaCl2. Pentru a mări cantitatea de HCl în porțiunea superioară a coloanei și scăderea în partea de jos, ar trebui să aleagă o concentrație de CaCl2, la care devierea curbei de echilibru la o concentrație mai mică posibil. Această cerință corespunde concentrației de 50%.

Fig. 4. Echilibrul de fază pentru sistemul HCI / apă adăugând CaCl2 și 200 mbar

Pentru a îmbunătăți eficiența de rectificare, amestecul prelucrat trebuie să conțină cât mai puțin apă. Acest lucru se realizează prin combinarea cu procesul de pre-concentrație de acid diluat. Apoi, indiferent de concentrația inițială de acid clorhidric se introduce în etapa de distilare extractivă sub nivelul concentrației azeotrop. În acest caz, doar o cantitate mică de desicant. Fig. 5 este o diagramă a unui procedeu combinat care cuprinde o concentrare preliminară, îndepărtarea de brom, acid fluorhidric și distilare extractivă regenerează uscătorul.

Fig. 5. Tehnologia combinată a concentrației de acid clorhidric și purificare.

Combinația de distilare extractivă și tehnologie presiune dublă I

Pentru anumite uscătoare, este convenabil să se combine etapa de regenerare a desicant, și o dublă tehnologie de distilare sub presiune. Clorura de amoniu - un alt exemplu de dezumidificatorul - este un material adecvat pentru un astfel de proces. Fig. 6 prezintă o diagramă triunghiulară a acestui proces. La un amestec din cele trei substanțe există curbă de distilare, pornind de la clorură de amoniu și se termină cu un azeotrop maxim HCl-H2O. Figura prezintă trei curbe de distilare la 150 mbar și 1 bar și 4,5 bar.

Fig. 6. Diagrama procesului combinat extractive rektfikatsii două presiuni și Tehnologie

Acidul clorhidric este alimentat în instalație într-un curent de F. Se amestecă cu o soluție de clorură de amoniu apoasă de concentrație S2 de aproximativ 25%. Punct de amestec M1 este în domeniul de distilare, care permite să se separe apa ca produs final, la o presiune de aproximativ 2 bari. Branch se face cel mai bine într-o coloană K1 vid.

Underflow S1 este aproape la limita de diviziune în sistemul ales, de exemplu, la o presiune de 150 mbar. Dacă presiunea sistemului se ridică la 4,5 bari, S1 se află în regiunea de distilare în care acidul clorhidric poate fi izolat ca un produs final. Filiala se realizează cel mai bine în K2 coloana de presiune. HCI 35% este eliberat ca produs final D2, în timp ce produsul este recuperat de jos.

Prin combinarea procesului de distilare extractivă și tehnologiile cele două presiuni, cantitatea minimă necesară de desicant și starea solubilității sale se observă pe tot parcursul procesului. coloană de vid K1 poate fi încălzită cu abur din K2 coloană de presiune printr-o varietate de

Fig. 7: concentrația Tehnologia combinată a acidului clorhidric

Fig. 7 prezintă o diagramă flux a acestui proces. Tratat cu acid clorhidric pre-încălzit în schimbătorul de căldură W4, apoi se amestecă cu un agent de deshidratare și alimentată în evaporator B1. Vaporii se separă de lichid și alimentat în mijlocul K1 coloanei de vid. Lichidul din vaporizator V1 este, de asemenea, alimentat în K1 coloană prin intermediul distribuitorului corespunzător. Amestecul a fost rectificat in apa primara in coloana vid K1 stocată în porțiunea superioară a coloanei, și un amestec a cărui compoziție corespunde compoziției aproape la limita de distilare - partea inferioară a coloanei. Amestecul a fost îndepărtat din K1 coloană prin pompa de vid P1 și furnizat la K2 coloanei de presiune.

amestec inferior din coloana de distilare în vid este supus în continuare K2 coloană de presiune. concentrația de HCl în amestecul obținut la partea inferioară a coloanei K2, mai mică decât în K1 coloanei. Astfel, amestecul poate fi re-direcționat către K1 coloanei. La acest amestec de jos a coloanei K2 trimis la evaporator V1, împreună cu fluxul de acid netratate. clorură de amoniu Dezumidificatorul are o temperatură de topire mai mare decât celelalte componente. În același timp, este utilizată clorura de amoniu intensifică evaporarea apei de acid clorhidric, astfel încât volumul său circulant este minimă. Pentru a îndepărta impuritățile, fluxul parțial din partea inferioară a coloanei K2 este extras și cantitatea dorită de agent deshidratant este furnizat din nou.

Acid clorhidric concentrat concentrația dorită se obține în partea superioară a coloanei K2. Vapor din coloana K2 W1 condensează pe schimbătorul de căldură, care servește, de asemenea, ca un fund al încălzitorului K1 coloanei de vid. Cu aceasta, puteți minimiza consumul de energie și costul procesului. Concentrația de acid clorhidric condensat pe schimbătorul de căldură W1, azeotrop de mai sus. Acest acid este colectat în vasul de distilare B2 și porțiunea de curgere este dirijat în partea superioară a coloanei de K2 P2 pompa. Cea mai mare parte a acidului clorhidric condensat îndepărtat din vasul de distilare B2 printr-o pompă P2 și este răcit în schimbătorul de căldură W4. abur inferior încălzește schimbătorul de căldură pe o coloană de presiune W3 K2.

Această problemă nu este limitată la absorbție, distilare extractivă și purificarea acidului clorhidric. compania QVF este intotdeauna placerea de a oferi noi soluții de combinare a proceselor tehnologice.

Acid mineral - - Tehnologia Concentrația de acid clorhidric peste punctul azeotrop