مخزن اسید چیست؟

مخزن اسید

در ابتدا میخواهیم چند نوع اسید خدمت شما معرفی کنیم سپس به معرفی انواع مخزن اسید بپردازیم. چگالی اسید هیدروکلریک 10% کم است، 1.048 گرم بر سانتی متر مکعب، نزدیک به چگالی آب. حتی با افزایش غلظت، چگالی کم باقی می ماند. این نکته در مورد در نظر گرفتن ذخیره سازی مواد شیمیایی، ظرفیت های وزنی و جزئیات مهندسی مخازن قابل توجه است. جرم کلی محلول های HCl کمتر از اسیدهای صنعتی متراکم تر است. از منظر مهندسی، این ممکن است ملاحظات یا خطرات ذخیره سازی متفاوتی را در مخزن اسید در نظر بگیرد.

 

منحنی نقطه انجماد اسید کلریدریک به طور قابل توجهی از نقطه انجماد آب به 74- درجه فارنهایت کاهش می یابد که در حدود 20٪ غلظت رخ می دهد، و سپس با قدرت محلول افزایش می یابد تا به اوج خود در 15- درجه فارنهایت در 38٪ برسد. نقطه جوش یک آزئوتروپ با جوش بالا در 20 درصد وزنی HCl را نشان می دهد. نقطه جوش با غلظت بالای 20% HCl کاهش می یابد و به سرعت در حدود 30% HCl کاهش می یابد. بین 30 تا 38 درصد، نقطه جوش با 76 درجه کاهش می یابد و به 118 درجه فارنهایت می رسد، که نشان دهنده فرار غلظت های بیشتر HCl است که موضوعی بسیار با اهمیت در مورد مخزن اسید می‌باشد. اسید کلریدریک غلیظ دارای نقطه جوش کمتر و افزایش فشار بخار است. همانطور که محلول گرم می شود، از ذخیره سازی در فضای باز، HCl حل شده در محلول، راحت تر تبخیر می شود و هیدروژن کلرید سمی و گازی در بالای سطح محلول تشکیل می دهد.

 

پایداری و ناپایداری HCL

اسید هیدروکلریک به عنوان یک مولکول پایدار طبقه بندی می شود و این خود دلیلی برای دقت بیشتر حین طراحی و ساخت مخزن اسید می‌طلبد. هنگامی که HCl ذخیره می شود، در نظر گرفته می شود که بدون دناتوره شدن، تجزیه، یا از دست دادن استحکام و خواص شیمیایی زمانی که به خودی خود ذخیره می شود، به طور نامحدود باقی می ماند. بزرگترین منبع کاهش قدرت محلول از طریق فرار است. حال این تبخیر چه از مخزن اسید بسته باشد ویا حین حرکت در لوله های این سیستم. HCl بخار یا شرایطی که تولید بخار را تحریک می کند (به عنوان مثال افزایش دما، کاهش فشار). این ماده شیمیایی نسبت به اثرات انرژی فرابنفش حساس در نظر گرفته نمی‌شود، اگرچه سهم گرمای خورشید به دلیل پتانسیل افزایش یافته برای تشکیل گاز HCl یک نگرانی ذخیره‌سازی است.

 

ناسازگاری های HCL

اسید هیدروکلریک باید دور از نور مستقیم خورشید، منابع گرما و جدا از مواد و مواد شیمیایی ناسازگار نگهداری شود. به عنوان یک اسید قوی، هیدروکلراید به صورت گرمازا (تولید گرما) با بازهای آلی/غیر آلی، با کربنات ها و کربنات های هیدروژن برای تولید دی اکسید کربن واکنش می دهد و با بسیاری از فلزات برای تولید گاز هیدروژن قابل اشتعال مانند آهن، قلع، آلومینیوم، واکنش نشان می دهد. روی، کلسیم منیزیم و فلزات قلیایی شاید به همین دلیل استد که مخزن اسید فرایند نسبتا سختی برای تولید دارد.

 

اسید موریاتیک در هنگام واکنش با بوریدها، کاربیدها، فسفیدها و سولفیدها به طور خطرناکی گازهای سمی یا قابل اشتعال تولید می کند. واکنش های خشونت آمیزی بین اسید کلریدریک و انیدرید استیک، هیدروکسید آمونیوم، فسفید کلسیم، هیدروکسید سدیم، 2-آمینو اتانول، اتیلن دی آمین، اسید پرکلریک، اسید کلروسولفونیک، اکسید پروپیلن، پرکلرات نقره/روبلید، کربن تتراکلروبید، کاربن تتراکلرید، تتراکلروبید، کربن تتراکلرید، اسید کلرو سولفونیک، مشاهده می شود. استات، بورید منیزیم و سولفات جیوه (II). اختلاط HCl با اسید سولفوریک غلیظ باعث تولید بخارات قابل توجهی از HCl می شود. این فرآیند برای "خشک کردن" اسید کلریدریک برای تولید HCl بی آب استفاده می شود. برای ملاحظات بیشتر، به CAMEO Chemicals، بخشی از اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) مراجعه کنید.

 

HCl برای فلزات ساختمانی رایج مانند کربن و فولادهای زنگ نزن، آلومینیوم، مس، نیکل و برنز بسیار خورنده شناخته شده است. از تماس باید اجتناب شود و فلزات ذکر شده نباید برای ذخیره HCl یا سایر کاربردهای مشابه استفاده شوند و یا در ساختار مخزن اسید به کار برده شود.

 

چگونه از اسید هیدروکلریک استفاده می شود؟

اسید هیدروکلریک در بسیاری از صنایع برای کاربردهای مختلف استفاده می شود و ممکن است شناخته شده ترین اسید معدنی باشد. هیدروکلراید یک اسید مهم صنعتی و تجاری است که در تولیدات صنایع غذایی، بازیافت نفت، پالایش فلزات، فرآوری سنگ معدن، تولید شیمیایی و محصولات پاکسازی به کار می رود و این به معنی این است که تمامی واحد های نام برده شده نیاز به مخزن اسید دارند. اسید کلریدریک همه کاره است و در عملیات های مختلف به کار می رود. ماهیت اسیدی قوی، پایداری، خطر کم برای سلامتی، واکنش پذیری کم و قابلیت های کاتالیزوری آن به سودمندی و تطبیق پذیری HCl کمک می کند. نمودار دایره‌ای زیر و همچنین گزیده‌های کاربردی از PubCHEM بینشی در مورد دسته‌های HCl و کاربردهای مثال ارائه می‌کنند.

 

موارد مصرف اسید هیدروکلریک

 

رایج ترین برنامه های کاربردی HCL

ترشی فولاد: فرآیند حذف اکسیدهای فلزی و رسوب از فولاد قبل از پردازش بیشتر به عنوان "ترشی" شناخته می شود. این فرآیند اکسیدهای موجود روی فلز را به ترکیبات محلول در آب تبدیل می کند که می توان آنها را شستشو داد. اسید هیدروکلریک اکسید فلز را کلر می کند تا محلول شود و امکان حذف موثر اکسید از سطح فلز فراهم شود. یک محصول متداول فرآیند ترشی فولاد، کلرید آهن (III) (کلرید آهن، FeCl3) است که برای مدت طولانی در کاربردهای دیگر، به ویژه لخته سازی فاضلاب استفاده می شد، اما غلظت سایر فلزات سنگین از فرآیند ترشی کردن، این عمل را کاهش داده است.

 

اسیدی شدن چاه نفت: اسیدی شدن چاه نفت که به نام شکستگی هیدرولیک شناخته می شود، فرآیند تزریق محلول اسید موریاتیک به چاه نفت برای حل کردن مواد معدنی، نرم شدن و ایجاد شکاف در سنگ ها و تشویق جریان نفت خام یا گاز از چاه است. غلظت HCl استفاده شده متفاوت است اما محلول های 15 درصد وزنی رایج هستند که در ظرف های کوچکتر به نام مخزن اسید کوچک ذخیره می‌شوند.

 

صنایع غذایی: بیشترین درصد مصرف HCl در صنایع غذایی در تولید شربت ذرت با فروکتوز بالا است. HCl به عنوان یک آنزیم اسیدی در واکنش های سنتز محصول برای اسیدی کردن محلول نشاسته ذرت و شروع تجزیه کربوهیدرات استفاده می شود. اسید موریاتیک همچنین در ساخت آسپارتام، ژلاتین، فروکتوز، اسید سیتریک و پروتئین گیاهی هیدرولیز شده استفاده می شود.

 

سنتز شیمیایی: واکنش های سنتز شیمیایی شامل HCl بر اساس دسته شیمیایی محصول نهایی به دو گروه تقسیم می شوند که یا یک ترکیب آلی (حاوی کربن) یا یک ترکیب معدنی (غیر حاوی کربن) است.

 

تولید ترکیب آلی: شاید بزرگترین کاربرد تولید ترکیب آلی HCl در ساخت پلی اورتان باشد. HCl به عنوان یک کاتالیزور در تولید MDI و TDI (ایزوسیانات ها) در تولید پلی یورتان عمل می کند. نمونه هایی از سایر ترکیبات آلی تولید شده عبارتند از بیسفنول-A (BPA)، کربن فعال و اسید اسکوربیک (ویتامین C).

 

تولید ترکیبات معدنی: بیشترین سهم از تولید ترکیبات معدنی HCl در سنتز کلرید کلسیم (CaCl2) است. کاربرد مرکزی کلرید کلسیم به عنوان یک عامل یخ زدا برای جاده ها در زمستان های سخت است. CaCl2 از واکنش سنگ آهک (کربنات کلسیم، CaCO3) با اسید هیدروکلریک برای خنثی کردن اسید و تولید نمک کلرید کلسیم مورد نظر تولید می شود. سایر ترکیبات معدنی تولید شده با استفاده از اسید کلریدریک شامل تصفیه آب و تولید کاغذ می باشد که خود این اسید قبل از مصرف در مخزن اسید ذخیره شده است.

امیکال ها مانند کلرید آهن (III) و کلرید پلی آلومینیوم (PAC) که به عنوان لخته سازی و عوامل انعقادی در تصفیه آب، فاضلاب و آشامیدنی و در تولید کاغذ عمل می کنند.