L'acide sulfurique (H2SO4) est l'un des produits chimiques de base les plus importants. La demande régulière augmente car ses propriétés favorables le rendent utile dans la préparation de divers produits.
Plusieurs applications de l'analyseur LiquiSonic® permettent de mesurer les concentrations d'acide sulfurique et d'oléum:
- production de H2SO4 et d'oléum
- la production d'engrais
- le séchage du gaz de synthèse
- bains de gravure et de décapage
- traitement des minerais
- la catalyse de raffinerie
- la production de divers produits chimiques
Deux principaux procédés de production de H2SO4 comprennent, tout d'abord, la "double absorption par contact" (DADC) - un procédé utilisant un catalyseur au pentoxyde de vanadium (V2O5) pour produire du H2SO4 et de l'oléum hautement concentrés. Une deuxième application développée en 1980 permet d'éliminer le soufre de divers gaz de procédé dans une approche connue sous le nom de "acide sulfurique humide" (ASH). L'analyseur peut facilement être intégré aux étapes du processus. La technologie de détection rapide et robuste de LiquiSonic® améliore l'utilisation des ressources, la sécurité du processus et le rendement du produit.
Processus de double absorption à double contact
Le procédé DADC utilise une variété de matières premières qui se synthétisent en dioxyde de soufre au cours de différentes réactions. Au départ, le gaz contenant du SO2 entre dans une tour de séchage pour en retirer l'eau. Ensuite, le gaz rencontre trois lits catalytiques dans le convertisseur où le SO2 s'oxyde en SO3:
SO2 + 0.5 O2 → SO3
Le SO3 entre ensuite dans la tour d'absorption intermédiaire (TIA). Bien que l'absorption du SO3 dans une solution aqueuse soit possible, une réaction exothermique aussi forte pourrait corroder et détruire l'installation. Au lieu de cela, le SO3 réagit avec la teneur en eau de 98 % en poids de H2SO4 pour former du H2SO4 super-concentré:
SO3 + H2O → H2SO4
Pour éviter la pollution de l'environnement, l'air d'échappement contenant du SO2 qui sort de la tour d'absorption finale (TAI) passe à nouveau par le convertisseur pour préparer le SO3 à être transformé en H2SO4 concentré dans la tour d'absorption finale (TAF). Le traitement du DADC forme de l'oléum comme produit intermédiaire, composé à 100 % en poids de H2SO4 enrichi en SO3 - également connu sous le nom d'acide sulfurique fumant ou d'acide disulfurique. Les applications comprennent :
- la production de H2SO4 hautement concentré
- la fabrication de caprolactame et de nylon
- processus de nitration en combinaison avec l'acide nitrique
L'oléum est produit par l'absorption de SO3 dans une tour d'absorption d'oléum. Les capteurs LiquiSonic® assurent un excellent contrôle du processus dans les plages de concentration d'oléum de 20 à 30 % en poids et de 50 à 60 %. Les capteurs LiquiSonic® peuvent être installés dans les lignes d'alimentation et de retour des tours d'absorption et après l'unité de dilution.
Procédé à l'acide sulfurique humide (ASH)
À l'origine, le procédé ASH a été mis au point pour éliminer les composants soufrés des gaz d'échappement de divers procédés de fabrication industriels avec un large éventail de matières premières pouvant donner du SO2. Contrairement au DADC, la vapeur d'eau reste dans le gaz SO2. Grâce à un catalyseur spécial contenant du vanadium, la vapeur n'a pas d'impact négatif sur l'oxydation catalytique du SO2 en SO3 dans le convertisseur. Points de mesure LiquiSonic® dans le procédé ASH: Enfin, le gaz SO3 entre dans le condenseur ASH, où la vapeur d'eau se condense pour transformer le SO3 en H2SO4. Les concentrations du produit sont généralement de 98 % en poids de H2SO4. Pour mesurer la concentration en ligne, les capteurs LiquiSonic® sont installés dans les lignes de sortie du condenseur ASH et de l'unité de dilution.
Valeur-Clé pour le client
Grâce à la grande sensibilité de la vitesse du son à la concentration d'acide sulfurique, les capteurs LiquiSonic® peuvent atteindre une précision inégalée de ± 0,03 % en poids. LiquiSonic® surmonte la double sensibilité de la conductivité et de la densité en générant un signal clair dans la plage de concentration de 80 à 100 % en poids de H2SO4, comme indiqué ci-dessous, pour offrir des données de processus fiables en temps réel. En cas de dégradation de l'acide à un niveau hautement corrosif inférieur à 95 % en poids, LiquiSonic® détecte l'emballement de l'acide critique afin de réduire la probabilité d'endommagement de l'échangeur de chaleur ou d'autres composants, ce qui améliore la sécurité et le contrôle du processus.
L'analyseur LiquiSonic® en ligne réduit les mesures manuelles en laboratoire, ce qui permet d'économiser les coûts de main-d'œuvre et de matériel dans un budget de titrage typique de laboratoire pour la mesure de l'acide sulfurique:
- temps d'échantillonnage : 15 minutes
- fréquence d'échantillonnage : 6 fois par jour
- le retour sur investissement dans les 13 mois
Les systèmes de mesure LiquiSonic® présentent d'autres avantages:
- installation facile et conviviale (plug&play)
- une excellente stabilité à long terme
- un seul capteur pour toutes les applications (coûts d'investissement réduits)
- des capacités de diagnostic complètes
- l'adéquation à toutes les gammes de concentration nécessaires avec une grande précision
- le renforcement du contrôle et de la sécurité des processus
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Production d'acide sulfurique avec LiquiSonic®
L'analyseur LiquiSonic® peut être facilement intégré à différentes étapes du processus. La technologie de détection rapide et robuste améliore l'utilisation des actifs, la sécurité du processus et le rendement du produit.
Production d'acide sulfurique avec LiquiSonic®