Mesure de concentration et de débit massique d’ANC : optimiser un procédé complexe et corrosif

Les produits chimiques azotés tels que l’urée, l’ammoniac, l’acide nitrique ou encore le péroxyde d’azote sont des matières premières stratégiques pour l’industrie des engrais et des explosifs. Sur le site de Pardies, la production d’acide nitrique concentré (ANC) et de péroxyde d’azote repose sur un procédé exigeant, dans lequel la stabilité de la concentration joue un rôle déterminant.

Un procédé nécessitant une précision absolue

L’acide nitrique est obtenu par oxydation catalytique de l’ammoniac (procédé Ostwald), suivie de l’absorption du NO₂ dans l’eau. La solution atteint alors environ 68 %, coefficient correspondant à l’azéotrope HNO₃/H₂O. Pour aller au-delà de cette limite, le site dimérise le NO₂ en N₂O₄, absorbé ensuite dans l’ANC avant distillation. Le N₂O₄ purifié réagit enfin avec un mélange d’acide nitrique dilué et d’oxygène à 25 bars pour obtenir une solution fortement concentrée.

Jusqu’à récemment, la concentration de l’ANC était contrôlée par échantillonnage. Lorsque la qualité descendait sous 98,5 %, l’acide était recyclé, entraînant une baisse de rendement et une augmentation du temps de cycle.

Passage à une mesure continue grâce à la technologie clamp-on

Pour améliorer la performance, les ingénieurs ont cherché une solution capable de mesurer en continu la concentration et le débit massique, tout en résistant à la très forte corrosivité du fluide.
L’adoption d’une technologie clamp-on basée sur des capteurs ultrasonores externes a permis de répondre à l’ensemble de ces contraintes : installation sans arrêt du procédé, aucune exposition aux acides, et une stabilité de mesure durable.

Cette recherche de mesure fiable et sans contact présente d’ailleurs de fortes similitudes avec les exigences rencontrées lors de la surveillance en continu de la concentration d’ammoniac gazeux, où la précision de la mesure conditionne directement la performance du procédé.

Avantages de la technologie clamp-on appliquée à l’ANC

• Mesure fiable et précise parfaitement compatible avec les fluides hautement corrosifs
• Contrôle du procédé en temps réel pour améliorer le rendement global
• Absence d’usure : couplage acoustique durable et sans maintenance lourde
• Mise en œuvre depuis l’extérieur de la conduite, garantissant :
 – aucune interruption du procédé
 – aucun risque de fuite
 – aucune corrosion des instruments
 – aucune nécessité d’utiliser des matériaux spéciaux coûteux