Соляная кислота может быть загрязнена растворимыми в ней примесями, которые, как правило, относятся к следующим группам веществ: галогеноводороды, другие материалы, способные абсорбироваться в HCl, менее растворимые вещества такие, как газы (SO2 или NOx), органические вещества и слаболетучие вещества такие, как соединения тяжелых металов, соли галогенов (напр., NaBr). Стоимость процесса удаления этих веществ должна быть как можно более низкой. Это возможно при объединении стадии очистки с другими стадиями процесса.

Рис. 1: Очистка соляной кислоты упариванием

Слаболетучие вещества, такие как соли тяжелых металлов легко отделить при упаривании требуемой кислоты. Схема такой установки представлена на рисунке 1.

После удаления примеси галогенов металлов состав соляной кислоты удовлетворяет требованиям экологии. Большая часть галогенов металлов остается в твердом остатке, лишь небольшая часть попадает в раствор кислоты.

Рис. 2:Очистка соляной кислоты ректификацией

Дополнительные возможности открывает установка, комбинирующая испаритель с ректификационной колонной (Рис. 2).

С ее помощью могут быть отделены такие слаболетучие вещества, как HNO3, образованная в результате поглощения NOx в кислоте. Это может быть особенно интересно, если стадия концентрирования так или иначе включена в процесс. В данном случае стадия концентрирования объединена со стадией очистки.

Рис. 3

В зависимости от растворимости, другие примеси могут поглощаться водой. Они могут быть удалены из кислоты при помощи пара.

На рисунке 3 представлена стадия очистки, объединенная с абсорбцией.

Абсорбция происходит в верхней части, тогда как разделение абсорбированных материалов происходит в нижней части. Если такими материалами являются органические соединения, летучие по отношению к пару, то рекомендуется использовать ниспадающую конденсацию, представленную на рис. 3. Если примесями являются газы, например, SO2, конденсация может осуществляться обычным путем.

Иногда соляная кислота может также содержать бромид-ионы в виде HBr или бромидов металлов. Бромоводород отделяют, когда кислота уже прошла стадию конденсации или комбинированную стадию испарения/ректификации. Хлор предпочителен для разделения бромид ионов. Ионы брома окисляются до основного брома газообразным хлором. Бром выходит как легколетучий компонент вместе с лишним хлором, как показано на рисунке 4, конденсируясь наверху колонны.

Также возможно объединить стадии очистки с другими стадиями процесса. Так, с одной стороны, можно удалить труднолетучие примеси при упаривании (Рис. 5). С другой стороны, могут быть совмещены концентрирование кислоты до азеотропной концентрации и отделение элементарного брома от окисленного брома.

Рис. 4	Рис. 5

Фторид ионы отделяют в виде труднолетучих фторидов металлов. CaCl2 - наиболее подходящее для этого процесса вещество. Выпадение осадка не является количественным, поэтому могут быть достигнуты только определенные концентрации фторид ионов. Технология процесса удаления фторид ионов из соляной кислоты запатентована QVF (European Patent EP 0506050, German Patent No. 4110177).

На рис. 6 показана блок-схема такого процесса. Загрязненный раствор соляной кислоты с помощью насоса подается в реакционый сосуд и смешивается с раствором хлорида кальция. После осаждения образовавшегося фторида кальция, суспензия соляной кислоты декантируется. Полученный раствор CaCl2, который содержит основную часть соляной кислоты, частично возвращается в реакционный сосуд для дальнейшего осаждения, а частично очищается в колонне, где свободная от фторид ионов соляная кислота выделяется в середине колонны, а вода - в верхней части. Оставшийся в нижней части соляной раствор содержит также HCl и возможно другие соли. Часть раствора CaCl2 нейтрализуют добавлением оксида кальция CaO и концентрируют с использованием загустителя. Оставшийся раствор CaCl2 также смешивается с CaO и снова вводится в реакционный сосуд в качестве осадителя, возмещая потерю CaCl2.

Так как CaCl2 используется как осушитель при экстрактивной ректификации кислот с концентрацией выше азеотропной, то определенные преимущества открывает совмещение обоих процессов. В соответствии с запатентованной технологией QVF (German Patent No 4110177) часть охлажденного и сконцентрированного раствора CaCl2, экстрагированного из циркуляционного процесса экстрактивной ректификации, смешивается с перегнанной соляной кислотой (см. также Концентрирование соляной кислоты) в сверхстехиометрических количествах.

Осажденный CaF2 впоследствии отфильтровывают и утилизируют. Очищенная кислота, содержащая избыточные количества CaCl2, подогревается и подвергается экстракционной ректификации. При необходимости еще меньшее содержание фторид ионов можно достичь добавлением небольших количеств AlCl3.

Рис. 6: Технология QVF для выделения фторид ионов из соляной кислоты