Fabricarea integrat a produselor clorosodice pe platforma CHIMCOMPLEX S.A. Borzeti

Fabricarea integrat

n contextul ingineriei chimice, fabricarea integrat poate fi definit ca o abordare a modului de proiectare i optimizare a unui proces, care are la baz interaciunile dintre diferite componente pentru folosirea resurselor n mod eficient i a minimiza costurile.Fabricarea integrat nu se limiteaz doar la proiectarea de noi fabrici, ci cuprinde i mbuntirea celor existente. Aceasta atinge fiecare arie a procesului de proiectare i prin aceasta fabricile i mresc profiturile devenind n acelai timp mai puin poluante asigurnd o dezvoltare durabil.Principalul avantaj al fabricrii integrate este faptul c sistemul este considerat ca un ntreg n vederea mbuntirii proiectrii i operrii acestuia. Prin comparaie, printr-o abordare analitic a procresului de fabricare s-ar ncerca mbuntirea sau optimizarea componentelor procesului in mod separat fr a profita de potenialele interaciuni dintre ele.

Platforma CHIMCOMPLEX S.A. BORZETI

Platforma CHIMCOMPLEX S.A. BORZETI este un important fabricant de produse chimice din Romnia i Europa de Sud-Est fiind situat in oraul Onesti, judeul Bacu.Aceasta s-a nfiinat in anul 1954 sub denumirea de Combinatul Chimic Borzeti pentru a valorifica bogatele zcminte de sare din regiunea Trgu Ocna, avnd s devin nucleul platformei chimice dezvotate n anii 1960-1970 sub denumirea de Grupul Industrial de Petrochimie i mai trziu Combinatul Petrochimic Borzeti.n 1990 Combinatul Chimic Borzeti s-a organizat ca societate comercial pe aciuni, sub denumirea de CHIMCOMPLEX S.A. BORZETI.Activitatea principal a CHIMCOMPLEX S.A. BORZETI const in fabricarea si comercializarea produselor chimice anorganice, a solvenilor organici si a metilaminelor.Produsele chimice anorganice fabricate pe platforma CHIMCOPLEX S.A. BORZETI se mpart n produse clorosodice i cloruri anorganice. Produse clorosodice:-sod caustic soluie min.48%-sod caustic fulgi min.98,5%-acid clorhidric min.33%-clor lichid min.99,8%-hipoclorit de sodiu (clor activ min.11,7%)

Cloruri anorganice:-clorur de calciu tehnic min.77%, min.90% i soluie 30-35%-clorur de calciu uz alimentar -clorur feric soluie min.40%-clorur de var (clor activ min.26%)

Produsele chimice organice fabricate pe platforma CHIMCOPLEX S.A. BORZETI se mpart n solveni organici i n alchilamine.

Solveni organici:-tricloroetilen min.99%-alcool izopropilic min.99,8%

Alchilamine:-mono-, di- i tri-metilamin tehnic i soluie -monoizopropilamin tehnic i soluie

Produsele clorosodice de pe platforma CHIMCOMPLEX S.A. BORZETI

Acidului clorhidricProductia de acid clorhidric integrat cu productia clorosodicelor.Acidul clorhidric se obine industrial obinuit sub form de soluii de concentraii: 28% i 32%. Se deosebesc soluii de acid clorhidric rezultate prin absorbtia in apa a HCL de sintez i soluii de acid clorhidric rezultate prin recuperarea acidului clorhidric din industria organic de clorurare. n afar de aceste produse n cadrul platformelor chimice complexe, acidul clorhidric se poate utiliza direct i sub form gazoas i n mod excepional, pentru transportul la distan sub forma produsului lichefiat.Principalele domenii de utilizare ale acidului clorhidric le reprezint: - fabricarea clorurii (calciu, bariu, zinc, amoniu etc); - industria metalurgic i siderurgic (decaparea metalelor, diverse procese hidrometalurgice); - industria organic (clorura de etil, clorura de vinil, etilenclorhidrina etc); - industria cauciucului sintetic i a unor mase plastice; - industria camforului sintetic.

Tabelul 2.3. Proprietile acidului clorhidric pur

ProprietateaUnitatea de msurValoarea

Temperatura de fierbere, p = 1 atmuC-85,05

Temperatura de solidificareuC-114,22

PresiunekPa8314

TemperaturauC51,54

Densitateakg/m*420

Entalpia de topire la -114,22u CkJ/mol1,99

Entalpia de vaporizare la -85,05 u CkJ/moi16,17

Cldura do formare la 25u CkJ/mol-92,44

Conductivitatea electric a HC1 la -96 CS/m1,1010-10

Cldura specific a HCl gaz la 26,85 u CkJ/mol*K29,12

Vscozitotea la temperatura = 20 C si Presiunea = 101,3 KpaPaS14,3 * 10-3

Conductivitatea termic la 26,711CW/m*K14,2 * 10-3

Descrierea variantei tehnologice de sintez a HCl din elemente pe care CHIMCOMPLEX SA. BORZETI o utilizeaz Reacia de obinere a acidului clorhidric prin sintez din elemente este o reacie n lan.n instalaia industrial, reacia se desfsoar prin arderea hidrogenului ntr-un curent de clor. Cldura de reacie, care se degaj n tirnpul procesului, poate fi calculat cu o relaie de forma: Qr = 44 + 0,001 Tunde: Q = cldura de reacie (kcal/mol); T = temperatura de reacie (C).La arderea unui amestec stoechiometric de hidrogen i clor avnd temperatura iniial de 0C, temperatura teoretic a flcrii este de ~ 2500 C. Datorit disocierii acidului clorhidric, temperatura flcrii scade pan la ~ 2400 C.n reacie, pentru a valorifica complet clorul i pentru a obine acid ciorhidric lipsit declor, hidrogenul se introduce n exces de 5-10%. Un exces mai mare de hidrogen estenerecomandabil, datorit posibilitii formrii amestecurilor explozive n faza de absorbie,Prin sinteza din elemente se obine acid clorhidric gazos, cu concentraia de 80-90% HC1.+ 2HCl + (-R H0T)

Descrierea reactoruluiReactorul de sintez poate fi confecionat din cuar, materiale ceramice, oeluri speciale sau obinuite. Reactoarele din cuar sunt de form cilindric vertical. La partea inferioar se monteaz arztorul de hidrogen n clor. Pe capacul superior se aeaz o plac de azbest care este considerat membran de explozie. Gazele coninnd acidul clorhidric, ies din reactor printr-un tu lateral. Temperatura gazelor este de 800-1200C.Cele mai perfecinate reactoare sunt cele construite din oel. Productivitatea lor este mai mare datorit posibilitilor de racire a gazelor prin pereii exteriori. Reactoarele metalice au forma adou trunchiuri de con sudate la bazele mari. Partea inferioar cilindric i postamentul, pe care o aeaz reactorul sunt cpusite cu crmida refractat. n baza conului inferior sunt montate gura de aprindere, prin care se introduce flacra de aprindere a hidrogenului, si gura de supraveghere a culorii flcrii. Gazele sunt evacuate printr-un tu superior. Pe capacul sobei se monteaz o plac de azbest care are rolul de membran de explozie. Reactorul metalic poate funciona sub o presiune de 600 mmHg. Temperetura peretelui exterior ajunge pana la 400C.Reactoarele metalice prezint avantajul funcionrii sub presiune, ceea ce funcioneaz obinerea de gaze concentrate, iar prin posibilitatea montarii de tuuri prin sudoare, creedaza condiii suplimentare pentru controlul procesului: aprinderea uoar a hidrogenului la pornire, posibilitatea de a urmari culoarea flcrii (excesul de hidrogenul corespunde unei culori alb-lptoase, iar excesul de clor unei culori verzui).Deaorece reactorul de sintez a acidului clorhidric este reactor tip flacr care decurge cu vitez foarte mare apare problema de punere n contact a celor dou faze astfel ncat sa fie ndeplinite condiiile de stabilitate hidrodinamic i termic a flcrii. n condiiile n care reacia este puternic exoterm, cldura degajndu-se ce vitez mult mai mare de produce o explozie. Pentru evitarea exploziei i pentru realizarea regimului de flacr staionar este necesar ca amestecarea celor doi reactani s se realizeze n timpul reaciei prin aducerea acestora prin tuburi diferite n zona de ardere.Se stie c, clorul reacioneaz violent cu hidrogenul, temperatura de aprindere fiind 500C n condiiile unui amestec gazos uscat. Acidul clorhidric gazos se supune procesului de absorbie n absorbere de suprafa sau cu umplutur udat sau cu barbotoare. Absorbia se realizeaz n regimizoterm sau adiabat.

Figura 4.2. Reactor de sintez metalic

1- gur pentru montarea arzatorului;2- tu pentru introducerea flcrii de hidrogen;3- tu vizor pentru urmarirea flcrii;4- tranoane metalice;5- tu pentru evacuarea gazelor cu acid clorhidric;6- capacul membrane de explozie;

Reactoarele metalice au forma de dou trunchiuri de con sudate la bazele mari. Parteainferioar i postamentul pe care se aeaz reactorul sunt cptuite cu cramid refractat.La baza reactorului sunt montate gura de aprindere a becului de gaz, vizorul de suprareglare a culorii flcrii. Aceasta are o culoare alb-laptoas cnd se lucreaz cu exces de hydrogen i culoare verzuie cnd clorul este in exces. La partea superioar reactorul este prevzut cu un tu de evacuare a gazelor rezultate i o plac de azbest care are rolul de membran de sigurana n caz de explozie. n unele cazuri aceste reactoare pot fi prevzute cu manta de racier cu ap. n felul acesta ele pot fi ncarcate mai mult.Practic se folosesc n sintez numai reactoare metalice, celelalte prezentnd dezavantajul c utiliznd material cu un coefficient mic de transfer de caldur, menin in reactor i la iesirea gazelor o temperatur ridicat. Aceste reactoare nu pot fi etanate bine, impunndu-se s se lucreze cu o depresiune slab. Rezultate bune se obin la utilizarea reactoarelor metalice confecionate din oeluri special sau obinuite.Acestea prezint avantajul c din punct de vedere al costului, ele pot fi meninute un timp ndelungat n exploatare cu condiia ca temperature gazelor s nu scad sub punctu de rou al vaporilor de ap. Prezint un coefficient ridicat de transmitere a cldurii. Reactoarele metalice pot fi uor etanate, lucru care permite funcionarea la presiune cu obinerea unui gaz concentrate. Pe baza avantajelor i dezavantajelor menionate s-a optat pentru proiectatea unui reactor de sintez a acidului clorhidric gazos confecionat din oel.Schema instalaiei tehnologice