Operación en planta en la industria de procesos químicos (PCI)

Storage tanks on a chemical production plant

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Trazado con vapor y corrosión

Las reacciones químicas se llevan a cabo con el objetivo de crear y romper enlaces químicos. Con el aumento de las temperaturas, los procesos de creación y ruptura de enlaces químicos se aceleran considerablemente. Este efecto se utiliza en la fabricación de productos químicos, en la que los reactivos se calientan hasta las temperaturas de funcionamiento para su procesamiento. El calor también es necesario para disminuir la viscosidad, lo que consigue que las breas y las ceras fluyan a través de los sistemas de tuberías y los equipos.

El calor necesario para las líneas de proceso, los recipientes y los depósitos se puede obtener mediante trazado eléctrico, con fluido o con vapor. Puesto que el vapor proporciona la temperatura más alta de los tres métodos de trazado, ha sido una opción viable para la calefacción durante más de un siglo. El suministro de vapor al interior de la caldera encamisada es una manera eficiente de calentar el contenido del reactor.

Rusty pipe valve

Además de proporcionar el calor necesario, el vapor también tiene otros fines, entre ellos, la limpieza, humectación y separación (desorción). A pesar de todas estas ventajas, el vapor provoca la corrosión, que suele producirse en lugares inaccesibles (por ejemplo, la corrosión bajo el aislamiento) y tiene un enorme efecto en la integridad de la planta, la seguridad y los costes de operación.

Para suprimir la corrosión, es necesario un programa de tratamiento químico del agua para controlar y ajustar el valor de pH y monitorizar las concentraciones de los iones corrosivos, los inhibidores de la corrosión y los subproductos de la corrosión.

Metrohm ofrece una gama de aparatos y métodos para medir los parámetros de la corrosión. A continuación, se incluye más información sobre los parámetros que son relevantes en el contexto de la corrosión.

Entender e investigar la corrosión

Aparato potenciostato/galvanostato y software para investigación electroquímica, detalle

Para contrarrestar la corrosión de forma eficaz, es necesario entender los procesos y los tipos de corrosión subyacentes (uniforme, por picadura, por grietas, galvánica o inducida por microorganismos).

> Metrohm dispone de una serie de Application Notes que tratan sobre la corrosión. Para saber más …

El análisis electroquímico, por ejemplo la polarización lineal (LP, por sus siglas en inglés) y la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS, por sus siglas en inglés) se utiliza de forma generalizada para investigar los mecanismos de corrosión, lo que permite caracterizar los procesos y los efectos de forma rápida y precisa.

> Obtener más información sobre la espectroscopia de impedancia electroquímica

> Obtener más información sobre los aparatos para electroquímica de Metrohm Autolab

Monitorización de los indicadores y los inhibidores de la corrosión

Detalle de una planta de producción petroquímica industrial

En las plantas de producción de productos químicos, la corrosión se debe prevenir en la mayor medida posible, dado que aumenta los costes y los periodos de inactividad de la planta.

El control de la corrosión se basa en dos principios: quitar los compuestos corrosivos y añadir inhibidores de la corrosión. Los parámetros y los compuestos relevantes, en consecuencia, se deben monitorizar:

  • Indicadores de la corrosión, por ejemplo, la conductividad, el valor de pH o los aniones y los cationes corrosivos
  • Inhibidores de la corrosión, por ejemplo, los iones de zinc, el fosfato o los fosfonatos para el acero y sus aleaciones, y los triazoles para el cobre y sus aleaciones

Electrodo sumergido en solución

Indicadores de la corrosión

En nuestra oferta contamos con los aparatos y los conocimientos técnicos necesarios para la medida de la conductividad y del valor de pH, así como la determinación de la cantidad de aniones y cationes.

Medida del pH y la conductividad Determinación de la cantidad de aniones y cationes con cromatografía iónica

Inhibidores de la corrosión

Los inhibidores de la corrosión (iones de zinc, fosfatos, fosfonatos, tolitriazol, benzotriazol y 2-mercaptobenzotiazol) se pueden monitorizar de forma fiable mediante la cromatografía iónica con detección espectrofotométrica.

Ir a la aplicación Obtener más información sobre la cromatografía iónica de Metrohm
Process Analyzer para análisis VA de trazas para monitorizar online calidad de agua y agua residual

Medidas online de Fe y Cu

La corrosión acelerada por flujo (FAC, por sus siglas en inglés) provoca el adelgazamiento de las paredes de las tuberías y el aumento de las concentraciones de Fe en el circuito. La FAC en los intercambiadores de calor da lugar a concentraciones elevadas de Cu. El 2045VA Process Analyzer detecta estos iones metálicos antes de que la corrosión desarrolle su potencial destructivo.

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Proceso Solvay: Monitorización del proceso en la producción de sosa Solvay

Portrait of Ernest Solvay

La sosa Solvay (carbonato sódico) es un producto químico que se utiliza no solo en la producción de numerosos productos (por ejemplo, vidrio, jabones, detergentes y papel), sino también en procesos (por ejemplo, en el tratamiento de gases de combustión en centrales energéticas, como álcali en la fabricación de productos químicos y en el tratamiento de aguas).

Con una producción anual global que supera los 40 millones de toneladas, la sosa Solvay se encuentra entre los diez productos químicos más producidos. La mayor parte de la sosa Solvay se produce a través del proceso Solvay, mientras que el resto se obtiene de rocas extraídas de minas. En el proceso Solvay, el carbonato sódico se produce a partir de salmuera y piedra caliza con amoniaco, que actúa como «catalizador» a través de una serie de reacciones químicas.

Concentración de amoniaco en salmuera amoniacada

Esquema del proceso de Solvay

En primer lugar, la salmuera se satura con amoniaco en la torre de absorción. A continuación, en la torre de carbonatación, el dióxido de carbono, que proviene de carbonato de calcio calefactado (calcinación), reacciona con la salmuera saturada de amoniaco para producir bicarbonato de amonio y, por último, bicarbonato sódico y cloruro de amonio. El bicarbonato sódico se somete a calefacción en secadores rotativos para producir una sosa ligera, mientras que el cloruro de amonio reacciona con el óxido de calcio para reciclar el amoniaco.

Para garantizar un adecuado rendimiento de producto en la torre de carbonatación, la concentración de amoniaco en la salmuera se debe monitorizar después de que la salmuera se haya saturado con amoniaco. Los instrumentos de análisis online Metrohm Process Analytics ofrecen una solución para la monitorización continua y se pueden configurar para que hagan saltar una alarma si los valores se encuentran fuera de las especificaciones.

> Obtener más información sobre los aparatos Metrohm Process Analytics

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Y mucho más …

Configuración de Process Analyzer para monitorización online

Los instrumentos de análisis de procesos online Metrohm Process Analytics incluyen instrumentos de análisis fáciles de usar con un único parámetro y versiones multifuncionales totalmente a la medida de los requisitos específicos de su proceso. Además, se pueden configurar para una gran variedad de analitos y parámetros de interés en la producción de sosa Solvay, como:

  • Alcalinidad
  • Carbonato
  • Óxido de calcio
  • Dióxido de carbono
  • Dureza
> Obtener más información sobre nuestros instrumentos de análisis de procesos online

Ácido sulfúrico en el proceso cumeno-fenol

La mayor parte del fenol y la acetona del mundo se produce mediante el proceso cumeno, también denominado proceso cumeno-fenol o proceso de Hock. En primer lugar, el benceno se somete a la alquilación de Friedel-Crafts con propileno para obtener el intermedio cumeno (isopropilbenceno), que se oxida a hidroperóxido de cumeno (CHP, por sus siglas en inglés). Después de concentrar el CHP en una serie de columnas de destilación hasta aproximadamente el intervalo del 65 al 90%, el CHP se fragmenta para producir fenol y acetona. La fragmentación se cataliza con pequeñas cantidades de ácido sulfúrico (de entre el 0,1 y 2%) a temperaturas de entre 60 y 65 °C e impide que se produzcan reacciones descontroladas en el CHP caliente y concentrado.

Ilustración del proceso de cumeno

Antes de pasar a la destilación y la purificación del fenol y la acetona, el flujo de producto se lava para quitar las trazas de ácido sulfúrico, que inducen la corrosión y generan subproductos no deseados.

En el peligroso entorno del proceso cumeno, robustos instrumentos de análisis de procesos online como el ADI 2016 y el ADI 2045TI monitorizan la concentración de ácido sulfúrico, como catalizador en la fragmentación del CHP por un lado y como impureza corrosiva del flujo de producto por el otro. Además de la monitorización online del ácido sulfúrico, los instrumentos de análisis también pueden titular las concentraciones de CHP.

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Más aplicaciones e información

2035 Process Analyzer para análisis fotométrico

Calcio y magnesio en salmuera

En los procesos de electrólisis de la industria del cloro-álcali, la pureza de la salmuera es crucial. Nuestros instrumentos de análisis de procesos se pueden utilizar en varias etapas del proceso, desde altas concentraciones de alimentación de calcio y magnesio hasta concentraciones muy bajas de salmuera ultrapurificada.

Leer el folleto Leer la aplicación Más información sobre el proceso del cloro-álcali
Tuberías en planta de producción industrial

Peróxido en el proceso del HPPO

El óxido de propileno (PO, por sus siglas en inglés) es un intermedio importante en la industria química. El proceso del HPPO (peróxido de hidrógeno a óxido de propileno) obtiene PO a partir de propeno y peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno es el parámetro crítico, porque indica la velocidad de conversión a PO. Nuestros instrumentos de análisis permiten la monitorización online de la concentración de H2O2.

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Caracterización de las aguas residuales industriales

Diversos métodos que cumplen la normativa para el análisis de aguas residuales

Tratamiento de aguas residuales industriales

La producción industrial genera cuantiosos flujos de aguas residuales. Los operarios de las plantas de tratamiento de aguas residuales tienen la obligación de monitorizar su instalación para controlar su funcionamiento. Una parte de esta labor consiste en la determinación periódica de varios parámetros en el laboratorio y en el proceso. Hemos recopilado una lista de normas seleccionadas que describen numerosas especificaciones internacionales de pruebas y requisitos.

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