Durante el proceso Solvay, el bicarbonato de amonio y el cloruro de sodio se convierten en bicarbonato de sodio y cloruro de amonio. Calentar el compuesto anterior produce carbonato de sodio (ceniza de soda), una importante materia prima utilizada para fabricar varios productos de uso común. El amoníaco se recupera casi por completo mediante la conversión del cloruro de amonio con lechada de cal (Ca(OH)2).
Esta Nota de aplicación del proceso describe un método para monitorear continuamente el contenido de amoníaco en línea en la solución de salmuera saturada de cloruro de sodio después de la torre de absorción, lo que garantiza un rendimiento óptimo del producto en la torre de carbonatación. los Analizador de procesos 2035: potenciométrico de Metrohm Process Analytics es la solución ideal para controlar el amoníaco y más en el proceso Solvay (p. ej., alcalinidad, carbonato, cloruro, óxido de calcio y dióxido de carbono).
Ceniza de sosa, también conocida como carbonato de sodio (Na2CO3), es una sustancia química clave en la producción de muchos productos, como vidrio, jabón y papel, así como para el tratamiento del agua y la depuración de los compuestos de azufre de las emisiones de las chimeneas. Hay dos formas de fabricar carbonato de sodio: el proceso industrial Solvay o la minería a partir de minerales (trona y nahcolita). El proceso Solvay se usa más comúnmente en Europa, donde la extracción de minerales no es económicamente factible [1].
Los principales componentes necesarios para el proceso Solvay, además del agua, son la piedra caliza (CaCO3), salmuera (NaCl saturado(ac)), amoníaco (NH3, 10–35 %) y carbón (coque) para el horno de cal (horno) (Figura 1). Primero, el gas amoníaco se absorbe en una solución de salmuera concentrada. La piedra caliza se calienta, produciendo CaO(s) (usado en un paso final) y CO2(g) que se mezcla con la salmuera amoniacal en una torre de carbonatación para formar bicarbonato de amonio ((NH4)HCO3). Este intermedio puede degradarse fácilmente por sí solo, pero en presencia de la solución de salmuera reacciona aún más para crear NH4Cl (cloruro de amonio) y NaHCO3 (bicarbonato de sodio). Luego, el bicarbonato de sodio se elimina por filtración y se calienta para producir el producto final: carbonato de sodio (Na2CO3). El CaO(s) (sobrante del calentamiento de la piedra caliza) se mezcla con agua (apagado) para formar Ca(OH)2, que se utiliza para recuperar NH3 al reaccionar con el NH4solución de Cl. Luego, el amoníaco se recicla dentro del proceso (Figura 1).
El monitoreo oportuno y efectivo de la química de la salmuera es fundamental para mantener la eficiencia y la seguridad del proceso de saturación de amoníaco. El análisis manual de la corriente de salmuera no es deseable ya que los datos obtenidos no representan las condiciones reales del proceso. Los analizadores de procesos de Metrohm Process Analytics pueden monitorear la cantidad de amoníaco en salmuera saturada después de la torre de absorción y ayudar a ajustar las concentraciones para garantizar un buen rendimiento del producto en la torre de carbonatación. Además, se puede enviar inmediatamente una indicación de alarma a la sala de control si las concentraciones de amoníaco están fuera de las especificaciones.
La muestra acidificada con HCl se titula con precisión con una solución de NaOH. La indicación del punto final se realiza con un electrodo de pH combinado y el resultado se calcula como amoníaco utilizando un analizador de procesos 2035 - Potenciométrico (Figura 2).
Tabla 1. Parámetro medido en corrientes de salmuera saturada.
| Parámetros | Concentración [g/L] |
|---|---|
| NH4+ | 55–135 |
Hay otras aplicaciones en línea disponibles para los fabricantes de carbonato de sodio, como alcalinidad, carbonato, cloruro, óxido de calcio, dióxido de carbono y dureza.
Metrohm Process Analytics ofrece soluciones de procesos en línea automatizadas para monitorear el amoníaco en salmuera saturada durante todo el día. El analizador de procesos 2035: el potenciométrico no solo puede medir amoníaco, sino que también es adecuado para monitorear la alcalinidad, el carbonato, el cloruro, el óxido de calcio, el dióxido de carbono y la dureza para optimizar la eficiencia del proceso.
- Aumento de la calidad del producto final. debido al constante monitoreo en línea
- Entorno de trabajo más seguro con muestreo y análisis automatizados
- Diagnóstico completamente automatizado – Las alarmas automáticas alertan a los operadores de procesos de inmediato para que tomen medidas correctivas cuando las corrientes de salmuera están fuera de los parámetros de especificación establecidos.
- Jones, T.; Dunwoodie, M.; Boucher-Ferte, V.; Reif, O. Productos químicos para principiantes; quinta edición; Deutsche Bank, 2011.
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