BRPI1100109A2 - sulfuric acid cooling process and equipment - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E EQUIPAMENTO PARA RESFRIAMENTO DE áCIDO SULFúRICO. O presente pedido de patente de invenção refere-se a processo e equipamento para resfriamento de ácido sulfúrico pertencente ao campo dos processos e equipamentos usados em indústrias químicas; dito processo compreende o resfriamento do ácido sulfúrico quente por contato direto com um fluído refrigerante frio e a posterior separação das duas fases feitos em equipamento (1) apropriado localizado em ponto(s) adequado(s) da planta (100) de fabricação do ácido sulfúrico.PROCESS AND EQUIPMENT FOR COOLING SULFURIC ACID. The present invention patent application relates to a process and equipment for cooling sulfuric acid belonging to the field of processes and equipment used in chemical industries; said process comprises the cooling of the hot sulfuric acid by direct contact with a cold refrigerant and the subsequent separation of the two phases made in appropriate equipment (1) located at the appropriate point (s) of the acid manufacturing plant (100) sulfuric.
Description
"PROCESSO E EQUIPAMENTO PARA RESFRIAMENTO DE ÁCIDO SULFÚRICO""PROCESS AND EQUIPMENT FOR SULFURIC ACID COOLING"
INTRODUÇÃOINTRODUCTION
O presente relatório descritivo refere-se a uma patente de invenção para resfriamento de ácido sulfúrico, pertencente ao campo dos processos e equipamentos usados em indústrias químicas, que foram desenvolvidos para serem mais simples, seguros e de menor custo em relação aos usuais.This descriptive report relates to a patent for invention for sulfuric acid cooling, pertaining to the field of processes and equipment used in the chemical industries, which are designed to be simpler, safer and less expensive than usual.
ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATE
O ácido sulfurico (H2SO4) é um importante produto, usado em muitos processos industriais, em razão do que é desejáveLpro-duzi-lo de forma mais simples, com baixo custo e segura.Sulfuric acid (H2SO4) is an important product used in many industrial processes because of its desirability to produce it more simply, inexpensively and safely.
Tradicionalmente, o ácido sulfúrico obtido à quente, diluído ou concentrado, é resfriado pela transferência de calor indireta com água em trocadores de calor a placas, casco e tubos, espirais, construídos em materiais nobres como 254SMo, aços de alto silício, grafite e trocadores de aço inoxidável protegidos contra corrosão por sistema de proteção anódica. Ocorre que, independente do tipo de trocador, os custos desses e-quipamentos são sempre elevados e refletem-se no custo final do produto de forma indesejável.Traditionally, hot, diluted or concentrated sulfuric acid is cooled by indirect heat transfer with water in plate, shell and tube heat exchangers, spirals, constructed of noble materials such as 254SMo, high silicon steels, graphite and heat exchangers. stainless steel parts protected against corrosion by anodic protection system. However, regardless of the type of exchanger, the costs of these equipments are always high and are reflected in the final cost of the product in an undesirable manner.
Por outro lado, quando ocorrem falhas nestes tro- cadores, furos, vazamentos e outras avarias, as conseqüências normalmente são muito graves, por vezes catastróficas, uma vez que a reação do ácido sulfurico com água é bastante exotérmica e provoca corrosão rápida dos e-quipamentos e por vezes sua destruição.On the other hand, when failures occur in these exchangers, holes, leaks and other malfunctions, the consequences are usually very serious, sometimes catastrophic, since the reaction of sulfuric acid with water is very exothermic and causes rapid corrosion of the components. equipment and sometimes its destruction.
OBJETIVOS DA INVENÇÃOOBJECTIVES OF THE INVENTION
Assim, o objetivo da presente patente de invenção, é prover um processo e equipamento de resfriamento de ácido sulfurico mais simples e de baixo custo em relação aos usuais.Thus, the aim of the present invention is to provide a simpler and lower cost than usual sulfuric acid cooling process and equipment.
Outro objetivo é prover um processo e equipamento to de resfriamento relativamente mais seguro que os usuais.Another goal is to provide a relatively safer cooling process and equipment than usual.
Outro objetivo é prover um processo e equipamento de resfriamento que possam ser usados em plantas de produção de ácido sulfurico usuais sem grandes modificações.Another objective is to provide a cooling process and equipment that can be used in usual sulfuric acid production plants without major modifications.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃOBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Tendo em vista, portanto, os problemas acima referidos e no propósito de superá-los e visando atender aos objetivos relacionados, foi desenvolvido o processo e equipamento para resfriamento de ácido sulfurico, objeto da presente patente de invenção, os quais modificam a forma usual de resfriamento de ácido sulfurico, uma vez que, ao invés de prever a transferência de calor indireta como ocorre usualmente, dito processo consiste em resfriar o ácido sulfurico por contato direto com um fluído refri- gerante frio e a posteriormente separar as duas fases, etapas essas feitas em equipamento associado a ponto(s) adequado(s) da planta de fabricação de ácido sulfurico.Therefore, in view of the above problems and in order to overcome them and aiming at meeting the related objectives, the process and equipment for cooling sulfuric acid, object of the present invention, which modify the usual form of sulfuric acid cooling, since instead of predicting the indirect heat transfer as it usually happens, this process consists of cooling the sulfuric acid by direct contact with a cold refrigerant and then separating the two phases, these steps made in equipment associated with suitable point (s) of the sulfuric acid manufacturing plant.
Esse processo de resfriamento por contato direto resolve os inconvenientes do processo de resfriamento indireto, pois é realizado em equipamentos relativamente mais simples, de baixo custo e seguro.This direct contact cooling process solves the drawbacks of the indirect cooling process as it is performed on relatively simpler, low cost and safe equipment.
LISTA DE DESENHOSDRAWING LIST
O desenho anexo refere-se ao processo e equipamento de resfriamento de ácido sulfurico, objeto da presente patente, no qual e visto em uma única figura um esquema do equipamento.The accompanying drawing refers to the sulfuric acid cooling process and equipment, object of the present invention, in which a schematic of the equipment is seen in a single figure.
DESCRIÇÃO DETALHADA COM BASE NO DESENHODETAILED DESCRIPTION BASED ON DRAWING
De conformidade com o quanto ilustra a figura a-cima mencionada e prevê a invenção, o processo de resfriamento, objeto da presente patente de invenção faz parte de processo de obtenção de ácido sulfurico e consiste essencialmente no resfriamento do ácido sulfurico por contato direto com um fluído refrigerante frio e a posterior separação das duas fases.In accordance with the above illustrated figure and the invention, the cooling process, object of the present invention, is part of the process of obtaining sulfuric acid and consists essentially of the cooling of sulfuric acid by direct contact with a cold refrigerant and subsequent separation of the two phases.
Esse sistema para resfriamento do ácido sulfurico consiste essencialmente, portanto, na previsão de dois componentes: o fluído refrigerante e o equipamento 1, no qual o ácido sulfurico é resfriado e o ácido sulfurico e fluído refrigerante são separados; dito processo prevê basi- camente as etapas de:This system for cooling sulfuric acid essentially consists, therefore, of the prediction of two components: the refrigerant and the equipment 1, in which the sulfuric acid is cooled and the sulfuric acid and refrigerant are separated; This procedure basically provides for the steps of:
1 - Colocar em contato direto o ácido sulfurico e o fluido refrigerante frio em condições adequadas para a troca direta de calor até equilíbrio da temperatura das fases; e1 - Bring direct contact with sulfuric acid and cold refrigerant under conditions suitable for direct heat exchange until phase temperature equilibrium; and
2 - Separar as fases e encaminhar o ácido sulfurico frio para etapas subseqüentes do processo e o fluido refrigerante quente para resfriamento, recirculação e reutilização no processo de resfriamento.2 - Separate phases and route cold sulfuric acid to subsequent process steps and hot refrigerant for cooling, recirculation and reuse in the cooling process.
Detalhando, o fluído para uso neste invento pode ser qualquer tipo de fluoropolímero totalmente substituído, tal como os per-fluorpolieteres ou outros que apresentem as características de: imiscibilidade total ou quase em relação ao ácido sulfurico; baixa capacidade de absorção, de água; altamente hidrofóbico; termicamente estável; não inflamável e totalmente inerte ao ácido sulfurico H2SO4 ao dióxido de enxofre SO2, ao óxido sulfurico SO3 e à água H2O.In detail, the fluid for use in this invention may be any type of fully substituted fluoropolymer, such as perfluoropolyethers or others having the characteristics of: total or near immiscibility with sulfuric acid; low absorption capacity of water; highly hydrophobic; thermally stable; non-flammable and completely inert to sulfuric acid H2SO4, sulfur dioxide SO2, sulfuric oxide SO3 and water H2O.
Os perfluorpolieteres, um dos compostos que pode ser usado neste invento tem Fórmula I típica :Perfluorpolyethers, one of the compounds that can be used in this invention has typical Formula I:
<formula>formula see original document page 5</formula><formula> formula see original document page 5 </formula>
O equipamento 1 usado na implementação do processo de resfriamento é compreendido, substancialmente (fig. 1): por tubo ou cámara de mescla 2 adaptado para receber o ácido sulfurico H2SO4 quelite na saída de equipamento(s) adequado(s) da planta de fabrica9áo 100 e dotado de bicos 3 pulverizadores do fluido refrigerante frió, de leito 4 de circulagao do ácido sulfúrico quente, situado sob os pulverizadores 3 e no qual se dá a troca direta de calor entre as fases até a temperatura de equilibrio e de misturador estático 5, que mistura as fases; por separador 6 que separa as fases após o processo de resfriamento por troca direta de calor, encaminhan-do o ácido sulfúrico frió para etapas subseqüentes 7 do processo de obten9áo e o fluido refrigerante aquecido para um circuito de refrigera9áo e recirculacáo 8, que'retorna o fluido refrigerante frío para pulverizacáo no tubo ou cámara de mescla 2.The equipment 1 used in the implementation of the cooling process is comprised substantially (fig. 1): by mixing tube or chamber 2 adapted to receive chelite H2SO4 sulfuric acid at the outlet of suitable equipment (s) from the manufacturing plant. 100 is provided with nozzles 3 of the cold, circulating bed 4 of the hot sulfuric acid circulating refrigerant under the nozzles 3 and in which the direct heat exchange between the phases to the equilibrium temperature and the static mixer 5 takes place. , which mixes the phases; by separator 6 which separates the phases after the direct heat exchange cooling process, directing the cold sulfuric acid to subsequent steps 7 of the obtaining process and the heated refrigerant to a cooling and recirculating circuit 8, which returns cold refrigerant for spraying on the mixing tube or chamber 2.
Assim, o ácido sulfúrico quente, com temperatura entre 50-200°C, que precisa ser resfriado é admitido no tubo ou cámara de mescla 2, onde o fluido refrigerante frió com temperatura entre 20-180°C, determinada em funcáo das condicoes do ácido que é necessàrio resfriar, é pulverizado em pequeñas partículas através de bicos pulverizadores 3 na corrente de ácido quente que flui no leito 4. O contato entre os dois líquidos promove o resfriamento da massa de ácido sulfúrico e o aquecimento do líquido refrigerante de modo que os dois fluidos cheguem a urna temperatura de equilibrio, que pode ser predeterminada já que é dependente das vazòes dos fluidos, das temperaturas de cada um e do calor específico de cada fluí- do que depende da natureza do fluido refrigerante e da concentra9áo do ácido sulfúrico ou do oleum que esta sendo resfriado.Thus, hot sulfuric acid, with a temperature between 50-200 ° C, which needs to be cooled is admitted to the mixing tube or chamber 2, where the cold refrigerant fluid with a temperature between 20-180 ° C, determined according to the conditions of the Acid which is required to cool, is sprayed into small particles through spray nozzles 3 into the stream of hot acid flowing into bed 4. Contact between the two liquids promotes cooling of the sulfuric acid mass and heating of the refrigerant so that the two fluids reach an equilibrium temperature which can be predetermined as it is dependent on the fluid flows, the temperatures of each fluid and the specific heat of each fluid which depends on the nature of the refrigerant and the sulfuric acid concentration. or the oil being cooled.
A mistura dos fluidos percorre o tubo ou cámara de mésela 2 de modo que o processo de transferencia de calor do ácido para o fluido refrigerante acóntela. Urna vez que os fluidos alcancem a temperatura de equilibrio, ambos sao admitidos no separador 6, preferencialmente um vaso coalescedor líquido líquido, onde as correntes de ácido e líquido refrigerante sao separadas por a9áo da gravidade (decantafáo) ou mecánicamente através do contato e coalescéncia das partículas em elementos coalescedores líquído-líquido, construidos a partir de malhas plásticas ou metálicas corrugadas dispostas em carnadas ou de conjuntos de placas corrugadas, etc. A corrente de ácido refrigerado segue pelo processo onde será utilizado para posterior processamento ou armazenagem 7, enquanto a corrente de liquido refrigerante será resfriada em um trocador de calor, por contato indireto com água ou outro fluido e recirculada 8.The mixing of the fluids travels through the tube or chamber 2 so that the heat transfer process from the acid to the refrigerant collapses. Once the fluids reach the equilibrium temperature, both are admitted to the separator 6, preferably a liquid liquid coalescing vessel, where the acid and refrigerant streams are separated by gravity (decantation) or mechanically through contact and coalescence. particles in liquid-liquid coalescing elements, constructed from corrugated plastic or metal meshes arranged in sheets or corrugated plate assemblies, etc. The refrigerated acid stream follows the process where it will be used for further processing or storage 7, while the refrigerant stream will be cooled in a heat exchanger by indirect contact with water or other fluid and recirculated 8.
Algumas possíveis utiliza?oes deste invento sao: - No resfriamento de ácido sulfúrico concentrado proveniente de torres de secagem, absor9áo intermediária ou absor9áo final ñas industrias de ácido sulfurico.Some possible uses of this invention are: - In cooling concentrated sulfuric acid from drying towers, intermediate absorption or final absorption in the sulfuric acid industries.
O ácido concentrado proveniente destas torres, em geral em temperaturas que variam de 60-120°C , entra em contato com a corrente fria de fluido refrigerante onde é resfriado. Depois de separado no vaso coalescedor, volta para as torres de onde vieram onde procedem à secagem de ar ou absorção de SO3.Concentrated acid from these towers, usually at temperatures ranging from 60-120 ° C, comes into contact with the cold stream of refrigerant where it is cooled. Once separated in the coalescing vessel, it returns to the towers where they came from where they dry air or absorb SO3.
Dentro da construção básica, acima descrita, o processo e equipamento, objeto do presente patente, pode apresentar modificações relativas a materiais, dimensões, detalhes construtivos e/ou de configuração funcional, de parâmetros e/ou de etapas processuais sem que fujam do âmbito da proteção solicitada.Within the basic construction described above, the process and equipment, object of the present patent, may present modifications regarding materials, dimensions, constructive details and / or functional configuration, parameters and / or procedural steps without departing from the scope of protection requested.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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BRPI1100109 BRPI1100109A2 (en) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | sulfuric acid cooling process and equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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BRPI1100109 BRPI1100109A2 (en) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | sulfuric acid cooling process and equipment |
Publications (1)
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BRPI1100109A2 true BRPI1100109A2 (en) | 2012-05-29 |
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BRPI1100109 BRPI1100109A2 (en) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | sulfuric acid cooling process and equipment |
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BR (1) | BRPI1100109A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108946116A (en) * | 2018-09-29 | 2018-12-07 | 湖南中天云科电子有限公司 | A kind of electronics diploma signs and issues machine |
EP4122879A4 (en) * | 2016-02-22 | 2024-06-12 | NC Engenharia Indústria E Comércio LTDA | Method and equipment for cooling sulphuric acid |
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2011
- 2011-01-28 BR BRPI1100109 patent/BRPI1100109A2/en not_active IP Right Cessation
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