Produccion de NaOH

PRODUCCIÓN DE

PRODUCCIÓN DEHIDRÓXIDO DE SODIOHIDRÓXIDO DE SODIO

 Angie Riobamba

 Angie Riobamba

Elizabeth Chaparro

Elizabeth Chaparro

PRODUCCION DE HIDROXIDO DE

PRODUCCION DE HIDROXIDO DE

SODIO

SODIO

1.

1. El productoEl producto. Estr. Estructura, propiedadesuctura, propiedades, usos, usos, fic, ficha técnica.ha técnica. 2.

2. Obtención. DesObtención. Descripción genecripción general de Téral de Técnica y cnica y tecnología de tecnología de obtención.obtención. 3.

3. Planta, Planta, factores factores localización, localización, Layout Layout general, general, producción.producción. 4.

4. Materias Materias primas, primas, obtención obtención y y ficha ficha técnica.técnica. 5.

5. Descripción detDescripción detallada del procesallada del proceso, transporte o, transporte y almacenamiento, y almacenamiento, producción,producción, calidad, residuos.

calidad, residuos. 6.

6.   PFD.  PFD. 7.

7. Conclusiones Conclusiones y y recomendaciones recomendaciones al al proceso.proceso.

CONTENIDO

1.

1. El productoEl producto. Estr. Estructura, propiedadesuctura, propiedades, usos, usos, fic, ficha técnica.ha técnica. 2.

2. Obtención. DesObtención. Descripción genecripción general de Téral de Técnica y cnica y tecnología de tecnología de obtención.obtención. 3.

3. Planta, Planta, factores factores localización, localización, Layout Layout general, general, producción.producción. 4.

4. Materias Materias primas, primas, obtención obtención y y ficha ficha técnica.técnica. 5.

5. Descripción detDescripción detallada del procesallada del proceso, transporte o, transporte y almacenamiento, y almacenamiento, producción,producción, calidad, residuos.

calidad, residuos. 6.

6.   PFD.  PFD. 7.

7. Conclusiones Conclusiones y y recomendaciones recomendaciones al al proceso.proceso.

CONTENIDO

ESTRUCTURA

Como todos los álcalis fuertes posee la propiedad de Como todos los álcalis fuertes posee la propiedad de Esta propiedad se puede utilizar también para despegar muchas etiquetas y rótulos de Esta propiedad se puede utilizar también para despegar muchas etiquetas y rótulos de frascos y botellas.

frascos y botellas.

PROPIEDADES Y USOS

PROPIEDADES Y USOS

Pr

Propopieiedaddadeses dede hinhinchchamamieientnt

hinchar muchos polímeros naturales o artificiales. hinchar muchos polímeros naturales o artificiales.

El hidróxido de sodio y otros álcalis tienen la propiedad de desdoblar los Este proceso se llama saponificación.

Saponificación

Dado que el sodio es un metal sus hidróxidos no atacan a los los que

Reacción co lo metale

otros metales pero si a los compuestos correspondientes de los no metales con forma sales. [1]

OTROS USOS Procesos de tratamiento de aguas Química Procesos metalúrgicos y petroleros Aceites  ndustria papelera

HIDROXIDO DE SODIO

FORMULA QUIMICA NaOH

NOMBRE COMERCIAL Soda Cáustica  

OTROS NOMBRES Hidrato de sodio, Caustico blanco

PESO MOLECULAR 40,02 g/mol

ESTADO FISICO Líquido

 APARIENCIA Transparente

COLOR Incoloro

OLOR Inodoro

SOLUBILIDAD Soluble en agua, alcohol y glicerol

N CAS 7732-18-5

CONCENTRACION 50%

TEMPERATURA DE FUSION 15-5 C TEMPERATURA DE EBULLICION 120-145 C PRESION DE VAPOR (mmHg a 20 C) 45

DOSIS MINIMA LETAL 220 mg/Kg

Tabla 1. Ficha Técnica Hidróxido de Sodio

CAUSTIFICACION

ELECTROLISIS

 TECNOLOGIAS DE OBTENCION

Electrólisis

Pilas de mercurio

Pilas de diafragma 

Las instalaciones de Solvay  Química S.L. se ubican en el

complejo industrial Solvay 

Torrelavega.

Factores

1. Cercanía a las materias primas.

2. Cercanía de los

principales centros de consumo.

CONVENCIONES 1 Parqueadero 2 Casino 3 Laboratorios 4 Consultorio médico 5 Área administrativa 6 Báscula 7 Depósito de expedición 8 Chimenea 9 Calderas y motores 10 Almacén de materiales 11 Talleres de reparación 12 Taller

13 Fábrica de carbonato sódico 14 Hornos de cal

15 Fábrica de hidroxido de sódio 16 Almacén de productos 17 Río Saja 18 Carretera principal

Fig 2. Layout de la planta 

La capacidad de producción anual de la instalación es de 1810 Kt (Kilo toneladas) repartiéndose por productos de la siguiente manera:

Tabla 3. Producción anual cloro-álcalis. Fuente Productora 

OBTENCION DEL CLORURO SODIO (NaCl) [2] Profundidad máxima de 1.500 metros Tubería de 2.500 metros Fábrica

MATERIAS PRIMAS

CLORURO DE SODIO

FORMULA QUIMICA NaCl NOMBRE COMERCIAL Cloruro de Sodio

OTROS NOMBRES Sal común, Cloruro sódico PESO MOLECULAR 58,44 g/mol

ESTADO FISICO Sólido APARIENCIA Cristales blancos

COLOR Blanco OLOR Inodoro SOLUBILIDAD A 20 °C 36g/100mL de agua NCAS 7647-14-5 CONCENTRACION 29% TEMPERATURA DE FUSION 801 C TEMPERATURA DE EBULLICION 1413 C pH 6,7- 7,3 DOSIS MINIMA LETAL 3000 mg/Kg

Tabla 4. Ficha Técnica Cloruro de Sodio

Salmuera De Cloruro Sódico  Absorción Del  Amoniaco Carbonatación De La Salmuera  Amoniacal Filtración  Transformación Del Bicarbonato En Carbonato

1) Preparación De Una Salmuera De Cloruro Sódico 2) Absorción Del Amoniaco

NaCl + H20 + NH3 3) Carbonatación De La Salmuera Amoniacal

4) Filtración

CARBONATO DE SODIO

FORMULA QUIMICA Na2CO3

NOMBRE COMERCIAL Carbonato de sodio

OTROS NOMBRES Sosa calcinada, carbonato sódico anhidro PESO MOLECULAR 105,99 g/mol

ESTADO FISICO Polvo, gránulos  APARIENCIA Polvo cristalino

COLOR Blanco OLOR Inodoro SOLUBILIDAD A 0 °C 71g/L N CAS 497-19-8 CONCENTRACION 98% TEMPERATURA DE FUSION 851 C TEMPERATURA DE EBULLICION N/A   pH 11-11,4

DOSIS MINIMA LETAL 4090 mg/Kg  

Tabla 5. Ficha Ténica Carbonato de Sodio

PROCESO

INDUSTRIAL

TRATAMIENTO/ PURIFICACIÓN DE SALMUERA

PARA SU USO INDUSTRIAL

El pH de la disolución de NaCl (materia prima) tiene que ser menor de 4 para evitar la electrólisis del Cl2.

La etapa de purificación de la salmuera es necesaria, pues la disolución de cloruro sódico no es pura. Los metales alcalinotérreos que contiene precipitarían en el curso de la electrólisis disminuyendo la eficacia de la corriente.[3]

CELDA ELECTROLITICA CON MERCURIO

Na(Hg) + H₂O → NaOH + H₂ + Hg 

El rendimiento del proceso es del 94-97%. Una planta a gran escala produce de 50 a 

300x103 _{ton del Cl}

2 /año y de 56 a 

340x103 _{ton de NaOH/año.}

Las pilas de mercurio que se utilizan en la  producción de cloro en la UE contienen unas 12.000 toneladas de mercurio.

• Contenedor de acero alargado e inclinado.

• Cada celda está dotada de 50-180 ánodos.

• Voltaje de celda de 4,4 voltios.

• Área del cátodo: 10 a 30 m2

• Espesor de la capa de Hg: 3 mm

•  [Na]_Hg : 0.2 a 0.4% en peso

• Separación cátodo-ánodo: 3 mm

• Ánodo: grafito o Ti recubierto por metales del

grupo del Pt.

• Sal procesada: 2 a 20 m3 /h

• Usualmente, en una planta industrial se conectan

en serie hasta 100 celdas . [4]

Fig 5. Esquema del proceso de fabricación de cloro y sosa utilizando celdas de mercurio. Fuente: EUROCHLOR 

PRODUCCION Y DISTRIBUCION

El hidróxido de sodio se produce industrialmente como una solución al 50% por las  variaciones del proceso electrolítico cloro-álcali.

Solvay posee instalaciones para la producción y distribución de soda caústica a nivel mundial, generando 75 kt anuales de NaOH.

 ALMACENAMIENTO

El área  destinada para 

este fin debe poseer buena   ventilación y humedad mínima. Recipientes con capacidad mayor a 1000 L deben estar en fosas. Se prohibe fumar en zonas de almacenamiento debido al contacto de hidróxido de sodio con la posibilidad de generación de hidrógeno inflamable. El Al no puede emplearse porque la lejia  de sosa la disuelve formando  Aluminato.

 ALMACENAMIENTO

Zona libre de almacenamient  o de ácidos, cloroetilenos o nitroparafinas.

El uso final de los productos tras su purificación es el siguiente:

• El Cl2 se usa directamente en una planta química adyacente o

se comprime y licua para su almacenamiento y transporte.

• La sosa se comercializa en disolución acuosa al 50% en peso,

lo que exige una etapa de evaporación en las tecnologías de celdas de diafragma y membrana. Una parte se cristaliza para   venderla en estado sólido.

•   El hidrógeno se comprime para su venta, se utiliza 

directamente en plantas químicas adyacentes como materia  prima o se quema para la obtención de energía en la propia  planta de electrólisis. [5]

Todas las operaciones de manejo de hidróxido de

sodio deben efectuarse bajo ventilación local

apropiada.

En condiciones más exigentes, se deben utilizar

recipientes construídos en níquel o aleaciones más resistentes a corrosión alcalina. El transporte se debe realizar en carrotanques de

hierro, acero o plástico reforzado con fibra de

 vidrio

En Colombia, para el transporte por carretera de sustancias químicas se deberá 

portar los documentos que acrediten la legalidad del producto, hoja de transporte e

identificación ONU: 1824 Clase 8.

RESIDUOS

El contaminante más problemático que produce la industria de los cloroálcalis es el mercurio, debido a las características del proceso, el mercurio puede liberarse a la  atmósfera, a las aguas, en forma de residuos o en los propios productos. Por tanto, es necesario un tratamiento específico de aguas residuales debido a la alta toxicidad del Hg.[6]

Tabla 7. Emisiones de mercurio Fuente:Solvay  Company 

Las pérdidas de mercurio a la atmósfera, a las aguas  y con los productos de las mejores instalaciones de este tipo oscilan entre 0,2 y 0,5 g de Hg por tonelada  de capacidad de cloro, como promedio anual.

Dos emisarios conducen los residuos hasta la Bahía  de Suances y vierten directamente al mar. Los niveles de mercurio en aire medidos en los alrededores de la planta superaron en ocasiones el doble del límite recomendado por varios organismos oficiales norteamericanos

La legislación exige que su contenido en las aguas de  vertido a colectores públicos sea inferior a 0,05 ppm

EMISIONES

 AL AIRE

• Ventilación del cuarto

de celdas

•Escapes del proceso

•Circuito de salmuera  •Soda caústica 

•Corriente de hidrógeno

•Fugas del depósito

EFLUENTES

LIQUIDOS

•Purificación de salmuera  • Aguas de lavado de la celda 

•Soda caústica filtrada  • Aguas de lluvia 

RESIDUOS

SOLIDOS

•Purificación de salmueras •Filtración de soda caústica  •Grafito del descomponedor •Residuos de mantenimiento en general

CALIDAD

CONCLUSIONES

• La producción del hidróxido de sodio al 50% es un proceso complejo pero muy 

rentable ya que su utilización abarca muchos ámbitos.

• El proceso de producción utilizado en Solvay Química es un proceso que aprovecha 

al máximo las materias primas y productos pues siempre recircula al proceso parte de los productos finales y otra parte la utiliza para su posterior comercialización.

• Debido a la utilización de grandes cantidades de agua para la fabricación de la 

salmuera durante el proceso de producción de hidróxido de sodio podríamos decir que es un negocio rentable.

• Durante la etapa de producción de hidróxido de sodio, la salmuera utilizada es

sometida a un subproceso de purificación garantizando un hidróxido de sodio con altos porcentajes de pureza.

RECOMENDACIONES

• En cuanto a los desechos ocasionados en la producción de hidróxido de sodio, se

sabe que el mercurio (contaminante demasiado problemático), debe ser sometido a  un tratamiento antes de salir del proceso, pues esto afecta el medio ambiente.

• Procesos de licuefacción y purificación del cloro exentos de tetracloruro de carbono.

• A fin de conservar los recursos, el hidrógeno debe utilizarse como producto químico

• Minimizar los escapes del proceso para obtener mayor eficiencia de éste.

• Realizar varias revisiones diarias al depósito para evitar las fugas que este tenga y 

evitar pérdidas en las materias primas y por ende en la economía de la empresa.

• Se considera que la mejor técnica disponible para las instalaciones de pila de

BIBLIOGRAFIA 

[1] www.solvay.es Consultada el 18 de Abril del 2015. [2] triplenlace.com Consultada el 21 de Abril del 2015.

[3] Proceso Solvay y su influencia en el desarrollo de Torrelavega y su comarga. Consultada el 18 de Abril del 2015.

[4] www.torrelavega.html Consultada el 23 de Abril del 2015.

[5] http: //www.state.nj.us/  Consultada el 21 de 24 de Abril del 2015. [6]es.slidesharenet Consultada el 23 de Abril del 2015.