Ácido Clorhidrico

Sistemas de cañerías y accesorios

Fabricación del acido clorhídrico

Este trabajo trata sobre la producción del acido clorhídrico y el funcionamiento de todos los accesorios presentes en este sistema de cañería.

Gonzalo Cofré

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Acido clorhídrico

El acido clorhídrico es una disolución acuosa de cloruro de hidrogeno.

El cloruro de hidrogeno (HCl) es un gas incoloro con un olor característico que hace toser, que condensa a -73ªC para dar un liquido incoloro y se solidifica -112ºC dando cristales incoloros. Se disuelve ávidamente en agua con fuerte calentamiento. A 10ºC, un litro de agua disuelve 474 litros de cloruro de hidrogeno, y esta disolución se denomina acido clorhídrico concentrado.

La disolución saturada del cloruro de hidrogeno en agua contiene aproximadamente 40% en peso de HCl; es, por lo tanto, el acido clorhídrico de mayor concentración posible y es fumante al aire.

El acido clorhídrico químicamente puro es una disolución incolora y clara de cloruro de hidrogeno en agua. En concentración superior al 30% en peso humea al aire húmedo. En realidad, este humo es una niebla, pues consta de finísimas gotitas de liquido (cloruro de hidrogeno en agua).

El acido clorhídrico técnico e impuro contiene impurezas como cloruros de Fe y de As y, a veces, sustancias orgánicas. Por esto, suele presentar una coloración amarilla más o menos intensa.

Químicamente, el acido clorhídrico es un acido fuerte. Es capaz de disolver, con desprendimiento de H2 gaseoso a todos los metales menos nobles que el hidrogeno. En cambio, no disuelve a los más nobles que el hidrogeno, como Cu, Ag, Hg, Au y los metales de platino.

En mezcla con acido nítrico (una parte de acido nítrico concentrado y 3 partes de acido clorhídrico concentrado) disuelve al oro y los metales de platino; se llama a esta mezcla agua regia, por disolver al rey de los metales.

El acido clorhídrico actúa como veneno para los organismos vivos. Las plantas sufren graves daños en corto tiempo si se les expone a la acción del cloruro de hidrogeno gaseoso o de sus disoluciones. También los lugares sensibles de la piel de hombres y animales, por ejemplo, las mucosas son fuertemente atacadas por el cloruro de hidrogeno.

Proceso de fabricación

La mayor parte del acido clorhídrico que se utiliza en la industria se obtiene como producto secundario de otro proceso, por ejemplo en la industria de cloro soda.

Es un compuesto complicado de fabricar como producto principal porque se necesita tener cloro e hidrogeno.

El hidrogeno es explosivo por sí solo, y la mezcla de cloro e hidrogeno gaseoso se la llama “mezcla detonante de cloro” y se puede encender con una chispa o con simplemente con la luz del sol. Pero pese a estos inconvenientes existe un modo seguro de fabricarlo y es el que vamos a analizar ahora.

Si miramos la formula molecular (HCl en disolución con agua) veremos que para hacer acido clorhídrico necesitamos cloruro de hidrogeno y agua. El agua no es problema asique vamos a ver cómo obtener el cloruro de hidrogeno. Para formar al cloruro de hidrogeno se necesita mezclar en partes iguales cloro e hidrogeno gaseoso. Para lograr hacer esto se debe pasar esta mezcla estequiometria por un mechero especial.- Cuando este se enciende se produce una llama y ser libera el cloruro de hidrogeno que estamos buscando según la reacción:

Cl2 + H2 HCl

A las corrientes de cloro e hidrogeno respectivamente se las debe purificar para que estas impurezas no intervengan en la reacción y de esta manera el proceso sea más eficiente y puro.

La corriente de cloro, generalmente procedente del proceso de electrolisis, se refrigera y lava con agua en un lavador. Para eliminarle el agua, al cloro húmedo se lo lava en contra corriente con acido sulfúrico concentrado. El acido sulfúrico después de esto se lo refrigera y se puede volver a usar como desecante.

Unas vez y seco, se lo termina de limpiar haciéndolo pasar por un filtro de grava, por último se lo comprime utilizando un compresor.

La corriente de hidrogeno no es tan delicada y se logra una purificación aceptable simplemente refrigerándolo y lavándolo con acido sulfúrico concentrado, después de esto solo falta comprimirlo hasta la presión de trabajo.

Reacción:

La reacción de combinación es muy violenta y exotérmica. Como ya dijimos antes la mezcla gaseosa se llama mezcla detonante de cloro y para que reaccione basta con solo un poco de luz.

El lugar donde se realiza la reacción es un soplete especial construido en cuarzo para evitar la corrosión y se caracteriza por lograr que los gases se mezclen en el momento en que salen del soplete, es decir, justo en el momento en que van a reaccionar. Una tela metálica dentro del soplete no permite que los gases vuelvan al interior de este, es decir, se logra “solo un viaje de ida”. Este soplete se pone dentro de un horno que contiene tubos por donde se hace fluir agua para mantener al sistema refrigerado.

Condensación y concentración

Son muy pocas las veces que se puede vender como producto comercial el cloruro de hidrogeno puro. Para venderlo así, se debe refrigerar y comprimir para guardarlo en botellas de acero.

Para producir acido clorhídrico se debe disolver este cloruro de hidrogeno en agua, pero esta es una reacción muy exotérmica y como la solubilidad de un gas en un liquido disminuye con la temperatura, entonces debe asegurarse un ambiente fresco. Entonces lo que se hace es refrigerar la corriente de cloruro de hidrogeno y otra de acido clorhídrico diluido, en un refrigerante de grafito la disolución se lleva a cabo en un condensador también de grafito y bajo refrigeración. El HCl no condensado y no disuelto se lava en una torre de absorción con agua fresca y entonces se lo transforma en acido diluido que se lo re circula al condensador para ser usado como liquido de absorción para el HCl gaseoso. Los gases residuales se liberan a la atmosfera y por ley no pueden tener más del 1% de ClH.

Del condensador sale acido concentrado y se guarda en recipientes de arcilla, vidrio o algún otro material resistente a las corrosión.

Accesorios utilizados en la producción del acido clorhídrico: válvulas, Caudalimetros, bombas, codos, Tes, Bridas, Reducciones, etc.

Válvulas:

Las válvulas son los accesorios más importantes que posee una cañería, su función principal es la de disminuir, detener o controlar el flujo de un fluido con el objeto de regular la temperatura, el nivel de un liquido, la presión de un proceso u otra propiedad de un fluido

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