O Processo de Ácido Clorídrico

...

---------------------------------------------------------------

Este material tem como objetivo investigar, estudar, avaliar e compreender os processos envolvidos na fabricação do ácido clorídrico, assim como possibilitar a compreensão plena da história, fluxogramas, riscos, medidas preventivas a acidentes, métodos de produção, consequências ao meio ambiente causadas pela produção de tal.

[pic 1]

Figura 1. Molécula de HCl. Fonte: Wikipédia

-

Breve Revisão Histórica do Processo de Ácido Clirídrico

O ácido clorídrico foi descoberto por volta do século IX, pelo pai da alquimista persa Jabir Ibn Hayyan, conhecido também como Geber no ocidente, que a partir de uma mistura simples, iniciou um processo continuo de evolução para os modos de produzir o Ácido clorídrico. A reação inicial foi a de sal comum de cozinha com o Vitriolo:

2NaCl + H2SO4 [pic 2]Na2SO4 + 2HCl

Durante a Idade Média, pelo fato de ser obtido do sal comum, o ácido clorídrico era conhecido entre os alquimistas europeus como "espírito do sal" ou "ácido do sal". No estado gasoso era chamado de "ar ácido marinho". O nome ácido muriático tem a mesma origem (muriático significa "pertencente a salmoura ou a sal"). Basilius Valentinus, abade-alquimista da abadia de Erfurt (Alemanha), foi a primeira pessoa a produzir uma quantidade relevante do ácido no século XV. A produção industrial do ácido clorídrico iniciou-se na Inglaterra ainda no mesmo século e atingiu seu auge durante a Revolução Industrial, quando se promulgaram leis proibindo a descarga indiscriminada de cloreto de hidrogênio na atmosfera. Esta legislação obrigou os fabricantes de barrilha, pelo processo Leblanc, a absorver o cloreto de hidrogênio em água. À medida que se descobriram novos usos para o ácido clorídrico, foram sendo construídas fábricas visando somente à sua produção. Poucos séculos depois, no século XVII, Johann Rudolf Glauber de Karlstadt am Main (Alemanha) utilizou sal (NaCℓ) e ácido sulfúrico para preparar sulfato de sódio (Na2SO4) e, como subproduto, obtinha-se cloreto de hidrogênio gasoso (HCℓ). Joseph Priestley de Leeds (Reino Unido) preparou cloreto de hidrogênio puro em 1772, e em 1818, Sir Humphry Davy (Reino Unido) demonstrou que este produto químico é constituído de hidrogênio e de cloro, sendo livre de oxigênio.

Figura 2: Geber, Valentinus, Glauber, Priestley e Davi, respectivamente[pic 3]

Quando o processo Leblanc foi substituído no início do século XX pelo processo Solvay, que não apresenta produção secundária de ácido clorídrico, o antes subproduto já era visto como um reagente químico importante para um grande número de aplicações. O interesse comercial em ácido clorídrico contribuiu para a emergência de outras técnicas de produção, que são utilizadas atualmente. E ainda com o crescimento da indústria química, o ácido clorídrico (assim como o cloreto de hidrogênio na sua forma gasosa) passou a ser utilizado na indústria química como um reagente na produção em larga escala de diversos produtos químicos o que culminou na produção do monômero cloreto de vinila, matéria prima do polímero cloreto de polivinila, PVC. Também passou a ser utilizado em larga escala na produção do diisocianato de metileno difenila, MDI e diisocianato de tolueno, TDI, para a produção de poliuretano.

Sua produção chegou a tal nível de escala obtido que possui aplicações domésticas (ao ponto de poder ser comprado em qualquer estabelecimento de ferragens e até supermercados); e na pureza do produto, sendo aplicado na indústria de alimentos e fármacos, diretamente.

---------------------------------------------------------------

-

Diagrama de Fluxo do Processo de Ácido Clorídrico

Matéria Prima: Salmoura e Água destilada e desmineralizada

[pic 4]

Figura 3: Primeira Parte do Fluxograma de obtenção de HCl em síntese de forno ou síntese direta

[pic 5]

Figura 4: Segunda Parte do Fluxograma de obtenção de HCl em síntese de forno ou sintese direta

---------------------------------------------------------------

-

Desenvolvimento: Processo de Fabricação de Ácido Clorídrico

O ácido clorídrico é preparado dissolvendo-se cloreto de hidrogênio em água. O cloreto de hidrogênio, por sua vez, pode ser gerado de muitas maneiras, e assim diversos precursores do ácido clorídrico existem. A produção em larga escala de ácido clorídrico é quase sempre integrada com a produção de outros compostos químicos em escala industrial.

Durante a Idade Média, o HCl era produzido a partir do sal comum e esse processo durou até o século XVII. Somente durante a Revolução Industrial, com a necessidade de uma produção em escala maior, outro modelo foi adotado, o Processo Leblanc. Ainda hoje o Ácido Clorídrico pode ser obtido de 4 formas principais: Cloração de Hidrocarbonetos Aromáticos e Alifáticos (Síntese Orgânica), a partir da reação do Cloreto de Sódio com Ácido Sulfúrico (Processo Leblanc), pela combustão do Hidrogênio no Cloro (Síntese Direta) e a pela Reação do tipo Hargreaves.

As técnicas de fabricação modificaram-se e aperfeiçoaram-se nos anos recentes, hoje, o gás cloro e o gás hidrogênio são obtidos por métodos eletrolíticos, através de uma planta periférica para a produção de cloro e soda cáustica, usando-se cloretos fundidos ou soluções aquosas de cloretos de metais alcalinos. Na eletrólise das salmouras, o cloro é produzido no ânodo e o hidrogênio, juntamente com o hidróxido de sódio ou de potássio, no cátodo.

O processo de obtenção dos gases de hidrogênio e cloro, cuja reação formará o cloreto de hidrogênio, são descritas nas quatro operações seguinte:

-

Operações do Processo de Obtenção dos Gases

3.1.1. Pré-aquecimento

A salmoura, mistura saturada