Un proceso de tratamiento de salmueras que comprende las etapas de:

someter una corriente de salmueras (4, 13) a un pretratamiento (5, 14) mediante separación por membranas (15) diseñado para obtener una corriente de salmueras sustancialmente libre de iones divalentes (7, 16) y una corriente residual que comprende una disolución electrolítica (6, 17); someter la corriente de salmueras (7, 16) obtenida en la etapa anterior a un tratamiento (8, 18) mediante electrodiálisis con membranas bipolares diseñado para obtener una corriente de ácido clorhídrico (9, 28) y una corriente de hidróxido sódico (10, 29), además de una corriente de agua desalinizada (30). Una disolución de ácido clorhídrico obtenida mediante el proceso anterior. Una disolución de hidróxido sódico obtenida mediante el proceso anterior.

PROCESO DE CONVERSIÓN DE SALMUERAS EN ÁCIDOS Y BASES Y PRODUCTOS OBTENIDOS

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo de los procesos y tratamientos de desalación de agua y, en concreto, de la valorización de corrientes residuales salobres para la obtención de ácidos y bases reutilizables en el proceso y/o comercializables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La desalinización de agua es una alternativa emergente y prometedora de obtención de agua potable. Un número creciente de plantas desalinizadoras utilizan tecnologías de membranas, que junto con la corriente de agua desalada, generan una corriente de agua concentrada, rechazo o salmuera, que se caracteriza por tener alta concentración en sales, principalmente cloruro de sodio (NaCl) , que llega a duplicar el valor del agua de partida. Cuando las salmueras son vertidas al mar, como es el caso en las plantas desalinizadoras costeras, originan una serie de efectos medioambientales adversos sobre el medio marino receptor que son objeto de recientes estudios (Water Research, 44 (18) (2010) , Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam, págs. 51175128, por D.A Roberts, E.L. Johnston, N.A. Knott: "Impacts of desalination plant discharges on the marine environment: a critical review of published studies"; Journal of Industrial Ecology 14 (3) (2010) , Wiley-Blackwell Publishers, Hoboken, NJ (USA) , págs. 512-527, por M. Meneses, J.C. Pasqualino, R. Céspedes-Sánchez, F. Castells: "Alternatives for reducing the environmental impact of the main residue from a desalination plant") .

La situación se agrava aún más en las plantas desalinizadoras situadas en el interior, dado que, al no existir la posibilidad de vertido directo al mar, la gestión de concentrados supone un problema aún mayor. Tradicionalmente, las opCIOnes utilizadas para minimizar el efecto de estos concentrados son la generación de sales mediante evaporación en lagunas, lo cual requiere grandes extensiones de terreno, y la inyección en pozos subterráneos, que puede derivar en la salinización de acuíferos subterráneos y suelos.

Por ello, es urgente desarrollar tratamientos que minimicen estos vertidos dando prioridad a aquellos procesos que posibiliten la recuperación de materiales, tal y como se indica en Water Research, 46 (2) (2012) , Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam, págs. 267-283, por A.Pérez-González, A.M.Urtiaga, R.lbañez. LOrtiz: "State of the art and review on treatment technologies of water reverse osmosis concentrates" .

El tratamiento de las salmueras procedentes de desaladoras, en los casos en los que se lleva a cabo, se enfoca hacia la recuperación de la máxima cantidad de agua tratada posible, bien por procesos de desalación por ósmosis inversa en etapas en serie (con

o sin tratamientos intermedios) , o por la combinación de tratamientos como evaporación o precipitación para llegar a tener un vertido líquido nulo.

Debido a la gran cantidad de sales que contienen las salmueras, los tratamientos enfocados a la recuperación de sustancias están enfocados hacia la recuperación de estas sales, aplicando procesos de precipitación o cristalización selectiva.

Las salmueras procedentes de desaladoras son particularmente ricas en iones sodio y cloruro, por lo que la recuperación de los correspondientes ácidos y bases conlleva importantes beneficios no solo desde el punto de vista medioambiental, sino como fuente de productos químicos que pueden ser reutilizados en la misma planta o comercializados.

El ácido clorhídrico (Hel) es uno de los ácidos más utilizados tanto en la industria como en otras aplicaciones. El ácido clorhídrico se obtiene en la industria como subproducto en las reacciones orgánicas de cloración de compuestos orgánicos con cloro elemental o en la industria cloro-álcali, en la que se hidro liza una disolución de sal común (NaCl) , produciendo cloro, hidróxido de sodio e hidrógeno. El gas cloro así obtenido puede ser combinado con el gas hidrógeno, formando gas Hel químicamente puro. El Hel que se encuentra en el mercado suele tener una concentración del 38% o del 25% en peso. Las disoluciones de concentración algo superior al 40% son químicamente posibles, pero la tasa de evaporación en ellas es tan alta que se tienen que tomar medidas extras de almacenamiento y manipulación. En el mercado es posible adquirir disoluciones para uso corriente con concentración entre el 10% y el 12% en peso, utilizadas principalmente en limpieza. En plantas desalinizadoras se utiliza en concentraciones mucho menores para procesos de regulación de pH y limpiezas de equipos. Actualmente se utiliza más el ácido sulfúrico por ser más barato, pero favorece la aparición de fenómenos de ensuciamiento como el fouling, disminuyendo la eficacia de los procesos de limpieza. El hidróxido de sodio (NaOH) es un hidróxido básico usado principalmente

en la fabricación de papel, tejidos y detergentes. Se obtiene mayormente en la electrólisis cloro-álcali.

El proceso de recuperación de Hel y NaOH a partir de salmueras procedentes de desalación de aguas simplifica el proceso de obtención de estos compuestos para las aplicaciones en las que los requerimientos de calidad y pureza no son elevados, al mismo tiempo que supone un aprovechamiento de estas corrientes residuales. El tratamiento de las salmueras debe integrarse en el proceso global de desalación de agua con objeto de convertir la obtención de agua desalinizada en un proceso sostenible.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención trata de resolver los inconvenientes mencionados anteriormente mediante un proceso de tratamiento de salmueras que comprende las etapas de: someter una corriente de salmueras a un pretratamiento mediante separación por membranas diseñado para obtener una corriente de salmueras sustancialmente libre de iones divalentes y una corriente residual que comprende una disolución electrolítica; someter la corriente de salmueras obtenida en la etapa anterior a un tratamiento mediante electrodiálisis con membranas bipolares diseñado para obtener una corriente de ácido clorhídrico y una corriente de hidróxido sódico, además de una corriente de agua desalinizada.

Preferentemente, la corriente de salmueras procede de una planta desalinizadora y comprende la etapa previa de desalinización a partir de agua salobre, mediante tratamiento con membranas, produciendo esta etapa previa dicha corriente de salmueras.

Preferentemente, la etapa de pretratamiento para la obtención de una corriente de salmueras sustancialmente libre de iones divalentes se realiza mediante separación por membranas de nano filtración.

En una realización particular, la etapa de obtención de una corriente de ácido clorhídrico y una corriente de hidróxido sódico mediante electrodiálisis con membranas bipolares se realiza mediante al menos una unidad formada por un primer compartimento de alimentación separado de un segundo compartimento de ácido mediante una membrana aniónica, y un tercer compartimento de base separado de dicho primer compartimiento de alimentación mediante una membrana catiónica, donde dicha unidad está delimitada por dos membranas bipolares que a su vez separan respectivamente el compartimento de base y el compartimiento de ácido, de un compartimento por el que circula la disolución electrolítica obtenida en dicha etapa de pretratamiento, estando el conjunto de membranas sometido a la influencia de un potencial eléctrico.

Preferentemente, la corriente de ácido clorhídrico obtenida tiene una concentración de ácido clorhídrico que varía entre un 2% y un 5% en peso.

Preferentemente, la corriente de hidróxido sódico obtenida tiene una concentración

de hidróxido sódico que varía entre un 1, 5% y un 4% en peso.

En otro aspecto de la invención, se proporciona una disolución de ácido clorhídrico con una concentración entre un 2% y un 5% en peso y una disolución de hidróxido sódico con una concentración entre un 1, 5% Y un 4% en peso, obtenidas mediante el proceso descrito anteriormente.

El proceso aquí descrito supone un importante avance, puesto que se soluciona el problema de gestión de las salmueras al mismo tiempo que se obtiene una mejora en los costes globales del proceso.

Otras ventajas de la invención se harán evidentes en la descripción siguiente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS...

1. Un proceso de tratamiento de salmueras caracterizado por las etapas de:

- someter una corriente de salmueras (4, 13) a un pretratamiento (5, 14) mediante separación por membranas (15) diseñado para obtener una corriente de salmueras sustancialmente libre de iones divalentes (7, 16) Y una corriente residual que comprende una disolución electrolítica (6, 17) ;

- someter la corriente de salmueras (7, 16) obtenida en la etapa anterior a un tratamiento (8, 18) mediante electrodiálisis con membranas bipolares diseñado para obtener una corriente de ácido clorhídrico (9, 28) Y una corriente de hidróxido sódico (10, 29) , además de una corriente de agua desalinizada (30) .

2. El proceso de la reivindicación 1, donde dicha corriente de salmueras (4, 13) procede de una planta desalinizadora y comprende la etapa previa de obtención de agua desalinizada (3, 11 ') a partir de agua salobre (1, 11) , mediante tratamiento con membranas (2, 12) , produciendo esta etapa previa dicha corriente de salmueras (4, 13) .

3. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha etapa de pretratamiento (5, 14) para la obtención de una corriente de salmueras sustancialmente libre de iones divalentes (7, 16) se realiza mediante separación por membranas de nanofiltración (15) .

4. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha etapa (8, 18) de obtención de una corriente de ácido clorhídrico (9, 28) Y una corriente de hidróxido sódico (10, 29) mediante electrodiálisis con membranas bipolares se realiza mediante al menos una unidad formada por un primer compartimento de alimentación (20) separado de un segundo compartimento de ácido (21) mediante una membrana aniónica (24) , Y un tercer compartimento de base (19) separado de dicho primer compartimiento de alimentación (20) mediante una membrana catiónica

(23) , donde dicha unidad está delimitada por dos membranas bipolares (22) que a su vez separan respectivamente el compartimento de base (19) y el compartimiento de ácido (21) , de un compartimento (27) por el que circula la disolución electrolítica (6, 17) obtenida en dicha etapa de pretratamiento (5, 14) , estando el conjunto de

membranas sometido a la influencia de un potencial eléctrico (25, 26) .

5. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha corriente de ácido clorhídrico obtenida (9, 28) tiene una concentración de ácido clorhídrico que varía entre un 2% y un 5% en peso.

6. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha corriente de hidróxido sódico obtenida (10, 29) tiene una concentración de hidróxido sódico que varía entre un 1, 5% y un 4% en peso.

7. Una disolución de ácido clorhídrico (9, 28) con una concentración entre un 2% y un 5% en peso, obtenida mediante el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a6.

8. Una disolución de hidróxido sódico (10, 29) con una concentración entre un 1, 5%

y un 4% en peso, obtenida mediante el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.