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proceso electrolitico para la obtencion de cloro y soda caustica-electrolisis

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Academic year: 2020

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“Universidad Nacional Autónoma

de Honduras en El Valle de Sula”

Química Industrial I

Catedrática: Ing. Covadonga Álvarez

Alumna: Jennifer Michelle Rosa Duran

N° de cuenta: 20122003767

Sección: 1300

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Proceso Electrolítico para la producción

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Introducción

El cloro a temperatura ambiente , Cl2 es un gas amarillo - verdoso,

altamente toxico, de olor penetrante y mas denso que el aire; no se encuentra libre en la naturaleza ya que es altamente reactivo, pero se encuentra combinado en forma de cloruros, es un elemento abundante en la corteza terrestre.

(4)

Objetivos

Conocer los procesos de fabricación del cloro y la soda caustica.

Comprender las diferencias de los diferentes procesos electrolíticos, sus ventajas y desventajas.

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Proceso electrolítico para la producción

de cloro y soda caustica

• El proceso de fabricación industrial del cloro mas utilizado es el de la electrolisis

de una disolución salina de cloruro sódico : NaCl o cloruro potásico: KCl, denominada salmuera, mediante el paso de energía eléctrica a través de la misma.

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Proceso electrolítico para la producción

de cloro y soda caustica

Actualmente las tecnologías para fabricar cloro-sosa son:

Celdas de membrana

Celdas de mercurio

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Reacciones

Ánodo : 2Cl

-(ac) Cl2 + 2é

Cátodo : 2Na+

(ac) + 2é 2Na

El sodio al formarse reacciona con el agua para producir sosa caustica y desprender hidrogeno:

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Celdas de

Membrana

• Los dos puntos de conexión eléctrica de cada célula de producción de cloro, el ánodo y el cátodo, están separadas por una membrana de intercambio iónico.

La solución cáustica sale de la célula con una concentración de

aproximadamente 30% y, en una etapa posterior en el proceso, por lo general se concentró hasta 50%. El gas de cloro contiene oxígeno y, a menudo debe ser purificado por licuefacción y evaporación

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Celdas de

Mercurio

• Las celdas de mercurio causan un grave problema de los arrastres de mercurio por las corrientes de hidrogeno, cloro, sosa, salmuera, fangos y aguas residuales, estas se pueden sustituir por las celdas de membranas.

• En el proceso de celdas de mercurio, el sodio forma una amalgama (la 'mezcla' de dos metales) con el mercurio en el cátodo. La amalgama reacciona con el agua en un reactor separado llamado un descomponedor donde se producen gas de hidrógeno y solución de sosa cáustica al 50%.

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(12)

Celdas de diafragma

• En el proceso de celda de diafragma del área del ánodo está separado del área del cátodo por un diafragma permeable. La salmuera se introduce en el compartimiento del ánodo y fluye a través del diafragma en el compartimiento de cátodo.

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Celda de mercurio Celda de diafragma Celda de membrana

Ventajas • NaOH 50%

• Cl2 puro •

Se utilizan sales menos puras

• Utiliza menos energía que el proceso de mercurio

• NaOH puro (20-25%)

• Consume solo el 77% de la energía que se consume en el proceso de Hg

• No utiliza Hg

Desventajas • Hg toxico

• Mas energía

consumida(10 o 15% mas que el proceso de diafragma)

• NaOH de pureza media

• El Cl2 contiene O2 El ClSe necesita sal de alta 2 contiene O2

pureza

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(16)

Método Cianamid Co

3NaCl + 3SO3 3SO3NaCl

3SO3NaCl Cl2 + SO3 + Na2S2O7NaCl °T = 225 °C

Na2S2O7NaCl + NaCl + 3 SO3 2Na2SO4 + Cl2 + SO2 °T = 600°C

(17)

Método Solvay Process Co

3NaCl + 3HNO3 3HCl + 3NaNO3

3HCl + HNO3 Cl2 + ClNO + H2O

3NaCl + 4HNO3 3NaNO3 + Cl2 + ClNO + 2H2O

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Obtención de Cl

2

a partir de

HCl

Método del FeCl3(OPPAU)

Consiste en la oxidación de HCl con O2 en presencia de FeCl3.

2FeCl3 + ½ O2 3Cl2 + Fe2O3 Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3+ 3H2O

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Método IFP(Instituto Francés del Petróleo)

• Presenta analogía con el proceso Solvay.

La oxidación del HCl se obtiene mediante HNO3.

2HCl + HNO3 Cl2 + 2NO2 + 2H2O

La mezcla de Cl2 y NO2 se destila, y se realiza una previa licuación para dar Cl2 del 99.9% y NO2 liquido, que se oxida a HNO3 con

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Aplicaciones del Cloro –

Cl

2

• Producción de PVC

• Fabricación de plaguicidas

• Disolventes como tetracloroetileno, cloruro de metilo y percloroetileno

• Para blanquear papel y textiles

• Tratamiento de aguas

• Desinfectantes

• Productos orgánicos clorados (insecticidas)

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Aplicaciones de la soda caustica -

NaOH

• Pinturas

• Vidrio

• Cerámica

• Cosméticos

• Industria de papel, pulpa y celulosa

• Industria de alimentos

• Tratamiento de agua

• Jabones y detergentes

• Aceites minerales

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Conclusiones

• Las celdas de mercurio están siendo reemplazadas por las de membrana ya que estas causan una menor contaminación y un menor consumo de energía eléctrica.

• La producción de compuestos derivados del cloro es muy amplia , desde productos farmacéuticos hasta de limpieza.

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Bibliografía

• Vian, O. Á. (2012). Introducción a la química industrial (2a. ed.).

España: Editorial Reverté. Recuperado de http://www.ebrary.com

• Suarez, T.,(2004). Química industrial y procesos industriales.

How is chlorine produced? . Consultado el 27 de octubre de 2015.

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