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Producción de ácido sulfúrico

Monitoreo de procesos con LiquiSonic®

El ácido sulfúrico (H2SO4) es uno de los productos químicos básicos más importantes. La demanda constante crece porque sus propiedades favorables lo hacen útil en la preparación de una variedad de productos.

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Sulfuric acid production

The LiquiSonic® analyzer can easily be integrated into different process stages. The rapid, robust sensing technology improves asset utilization, process safety and product yield.

Sulfuric acid production | 4 MB

Varias aplicaciones para las mediciones del analizador LiquiSonic® de las concentraciones de ácido sulfúrico y de petróleo son:

  • H2SO4 y producción de petróleo
  • producción de fertilizantes
  • secado del gas de síntesis
  • baños de grabado y encurtido
  • procesamiento del mineral
  • catálisis de refinería
  • producción de diversos productos químicos

Los dos principales procesos de producción de H2SO4 incluyen, en primer lugar, la "doble absorción por contacto" (DCDA), un proceso con un catalizador de pentóxido de vanadio (V2O5) para producir H2SO4 y óleum altamente concentrado. Una segunda aplicación desarrollada en 1980 elimina el azufre de varios gases de proceso en un enfoque conocido como proceso de "ácido sulfúrico húmedo" (WSA). El analizador puede integrarse fácilmente en las etapas del proceso. La tecnología de detección rápida y robusta de LiquiSonic® mejora la utilización de los activos, la seguridad del proceso y el rendimiento del producto.

Ventaja de la velocidad sónica sobre la conductividad y la densidad

El proceso de doble contacto de doble absorción

El DCDA utiliza una variedad de materiales de partida que se sintetizan en dióxido de azufre durante diferentes reacciones. Inicialmente, el gas que contiene SO2 entra en una torre de secado para eliminar su contenido de agua. Luego, el gas encuentra tres lechos de catalizador en el convertidor donde el SO2 se oxida en SO3:

SO2 + 0.5 O2 → SO3

El SO3 entra entonces en la torre de absorción intermedia (IAT). Aunque la absorción de SO3 en una solución de agua es posible, una reacción exotérmica tan fuerte podría corroer y destruir la planta. En cambio, el SO3 reacciona con el contenido de agua del 98 wt% de H2SO4 para formar H2SO4 superconcentrado:

SO3 + H2O → H2SO4

Para evitar la contaminación ambiental, el aire de escape que contiene SO2 y que sale de la IAT pasa por el convertidor de nuevo para preparar el SO3 para su procesamiento en H2SO4 concentrado en la torre de absorción final (FAT). El procesamiento del DCDA forma el óleum como un producto intermedio, que consiste en un 100 % de H2SO4 enriquecido con SO3, también conocido como ácido sulfúrico fumante o ácido disulfúrico. Las aplicaciones incluyen:

  • producción de H2SO4 altamente concentrado
  • fabricación de caprolactama y nylon
  • proceso de nitración en combinación con el ácido nítrico

El petróleo se produce por la absorción de SO3 en una torre de absorción de petróleo. Los sensores LiquiSonic® proporcionan un excelente control del proceso en rangos de concentración de óleum de 20 - 30 wt% y 50 - 60 wt%. Los sensores LiquiSonic® pueden instalarse en las líneas de alimentación y retorno de las torres de absorción y después de la unidad de dilución.

Proceso de ácido sulfúrico húmedo (WSA)

Originalmente, el proceso de la WSA se desarrolló para eliminar los componentes de azufre de los gases de escape de varios procesos de fabricación industrial con un amplio espectro de materiales de partida que pueden dar lugar a SO2. A diferencia del DCDA, el vapor de agua permanece en el gas SO2. En virtud de un catalizador especial que contiene vanadio, el vapor no tiene ningún impacto negativo en la oxidación catalítica del SO2 al SO3 en el convertidor. Puntos de medición LiquiSonic® en el proceso de la WSA Finalmente, el gas SO3 entra en el condensador de la WSA, donde el vapor de agua se condensa para convertir el SO3 en H2SO4. Son típicas las concentraciones de producto de 98 wt% H2SO4. Midiendo la concentración en línea, los sensores LiquiSonic® se instalan en las líneas de salida tanto del condensador de la WSA como de la unidad de dilución.

Valor del cliente

Con la alta sensibilidad de la velocidad sónica a la concentración de ácido sulfúrico, los sensores LiquiSonic® pueden alcanzar una precisión sin igual de ± 0,03 wt%. LiquiSonic® supera la doble sensibilidad de la conductividad y la densidad generando una señal clara en el rango de concentración de 80 - 100 % de peso de H2SO4 como se muestra en el gráfico a continuación para ofrecer datos de proceso fiables y en tiempo real. En caso de degradación del ácido a un nivel altamente corrosivo por debajo del 95 % de peso, LiquiSonic® detecta ese ácido crítico "fugitivo" para frenar la probabilidad de daños en el intercambiador de calor u otros componentes, mejorando la seguridad y el control del proceso.
El analizador LiquiSonic® en línea reduce las mediciones manuales de laboratorio, ahorrando costes de mano de obra y material en un presupuesto típico de titulación de laboratorio para la medición de ácido sulfúrico: 

  • tiempo de muestreo: 15 minutos
  • frecuencia de muestreo: 6 veces al día
  • recuperación de la inversión en 13 meses

Los beneficios adicionales de los sistemas de medición LiquiSonic® incluyen:

  • instalación fácil y sencilla (plug&play)
  • excelente estabilidad a largo plazo
  • un sensor para todas las aplicaciones (costos de inversión reducidos)
  • capacidades de diagnóstico integral
  • la idoneidad para todos los rangos de concentración necesarios con alta precisión
  • mejora del control y la seguridad de los procesos