Traitement d'acide sulfurique

GÉNÉRALITÉS

L'acide sulfurique est l'un des produits chimiques les plus utilisés dans le monde et trouve de nombreuses applications dans la production de fertilisants, des explosifs, de plastiques comme par ex., les polyuréthanes, l'estérification des intermédiaires, les colorants mais également dans les industries du fer et de l'acier. La méthode utilisée aujourd'hui pour sa production à partir du soufre utilise du SO₂ et est également appelé un procédé par contact. SO₂ est oxydé avec de l'oxygène sur un catalyseur hétérogène, contact avec le pentoxyde de vanadium, en SO₃ qui est ultérieurement absorbé dans de l'acide sulfurique à 98,5 % en poids pour donner de l'oléum qui est ensuite de nouveau dilué avec de l'eau jusqu'à 98,5 % en poids. Par conséquent, ce procédé produit généralement de l'acide sulfurique à 98,5 % p/p un acide plus fort pour former des oléums.

Certains de ces procédés et de ses applications utilisant l'acide sulfurique nécessite un acide plus faible que ceci. Par conséquent, l'équipement de dilution est souvent nécessaire afin de de répondre aux exigences pour cet acide plus faible.

D'autre part, dans la plupart des procédés chimiques, la contamination et la dilution de l'acide sulfurique concentré se produit produisant de grands flux d'acide sulfurique usé et contaminé. Un exemple est la production du di-nitro-toluène dans laquelle l'acide usé de l'acide sulfurique est contaminé avec de l'acide nitrique et un toluène partiellement nitré. Un autre exemple étant l'utilisation de l'acide sulfurique pour sécher des gaz tels que le chlore, le brome, le chlorure d'hydrogène ou le chlorure de méthyle donnant de l'acide sulfurique avec moins de 80 % p/p.

Le recyclage de cet acide sulfurique usé est une condition préalable pour réaliser de tels procédés de façon profitable ou pour générer de grandes économies au niveau des matières premières et de l'élimination des effluents. Nous construisons des usines modernes à travers le monde pour produire de l'acide et pour le réutiliser sans contaminer l'environnement.

Voici quelques exemples de procédés dont vous pouvez tirer avantage grâce à notre grande expérience et expertise accumulées pendant les dernières 50 ans :

• Pré-concentration jusqu'à 70 % en poids
• Concentration à un niveau élevé jusqu'à 98 % en poids
• Le séchage du chlore avec de l'acide sulfurique comprend la reconcentration de l'acide sulfurique
• Concentration de l'acide nitrique au-dessus du point azéotrope avec de l'acide sulfurique
• Concentration de l'acide chlorhydrique au-dessus du point azéotrope avec de l'acide sulfurique 
• Dénitration, concentration et recyclage de l'acide sulfurique à partir de, par ex., divers procédés de nitration
• Dilution de l'acide sulfurique

Le système d'acide sulfurique/l'eau

Pour tous les procédés susmentionnés, il est important de connaître le comportement du mélange binaire acide sulfurique/eau. Les données sur l'équilibre liquide-vapeur de l'acide sulfurique/eau sont présentées ci-dessous. On peut voir que jusqu'à une concentration de 70 % en poids d'acide sulfurique dans la phase liquide, presque aucune trace d'acide sulfurique n'est retrouvée dans la phase vapeur. Au-dessus d'une concentration de 85 % en poids, la pression de vapeur de l'acide sulfurique prend une importance croissante. À une concentration légèrement au-dessus de 98,5 % en poids, une azéotropie maximale est formée à pression ambiante. Des concentrations plus élevées d'acide sulfurique ne peuvent être obtenu que par l'ajout de trioxyde de soufre ou d'oléum.

Le diagramme suivant montre que la température d'ébullition à pression ambiante est assez élevée, par ex., 338 °C au point d'azéotropie. L'acide sulfurique, à cette température d'ébullition élevée, et très corrosif à presque tous les matériaux de construction. La vapeur ou l'huile à cette température sont des milieux de chauffage plus économiquement raisonnable. L'ancienne façon de concentrer l'acide sulfurique est donc la méthode qu'on appelle concentrateur en pot ou en barils dans laquelle l'acide est bouilli avec un brûleur dans un pot en fer-silicium ou injecté avec des gaz de combustion dans des barils à paroi épaisse. Les conséquences environnementales de ces opérations à températures élevées sont la production de fumée d'échappement composée de produits de combustion et, bien souvent, de quantités importantes de brume d'acide sulfurique.

Afin de surmonter les problèmes environnementaux et de corrosion, nous avons développé un procédé permettant de concentrer l'acide sulfurique sous vide. Ceci permet de concentrer l'acide sulfurique jusqu'à 98 % en poids à moins de 210 °C, permettant l'utilisation de la vapeur comme milieu de chauffage et de l'acier émaillé, le verre borosilicate 3.3, le tantale et le PTFE comme matériau de construction. La limite inférieure de la pression de fonctionnement (le vide) dans la chaudière est limité par la température du milieu de refroidissement qui doit condenser l'eau évaporée à cette faible pression.

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Nous fournissons des unités de traitement hautement efficaces et respectueuses de l'environnement permettant de récupérer, de purifier, de concentrer ou de diluer l'acide sulfurique de façon sûre et fiable sur une grande gamme de concentration même jusqu'à 98 % en poids.