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PRODUCCIÓN DE NaOH

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by

Pamela Salvatico

on 18 June 2015

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Transcript of PRODUCCIÓN DE NaOH

Tipos de celdas
Celda de diafragma (Celda Griesheim)
Celda de membrana
Propiedades físicas
Punto de ebullición: 1388ºC (a 760 mm de Hg).
Punto de fusión: 318.4 ºC.
Densidad: 2.13 g/ml (25ºC).
Solubilidad: Soluble en agua, alcoholes y glicerol, insoluble en acetona (aunque reacciona con ella) y éter.

Almacenamiento, envasado y transporte
Materiales viables
Descripción y usos
También conocido como soda cáustica.
Es a temperatura ambiente:
Un sólido blanco.
Cristalino.
Sin olor.
Absorbe la humedad del aire.

Se usa en la industria en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes. A nivel doméstico, para desbloquear tuberías de desagües de cocinas y baños, entre otros.

PRODUCCIÓN DE NaOH
Identificación de riesgos
El hidróxido de sodio es una sustancia química extremadamente corrosiva que puede producir graves irritaciones y quemaduras en la piel y los ojos. Por inhalación puede irritar el pulmón.
Hierro.
Acero inoxidable.
Níquel.
Materiales incompatibles
Zinc.
Estaño.
Aluminio
Obtención de NaOH
Proceso cloro - álcali
Reacción general
Reacción en el ánodo
Celda de mercurio (Celda Castner - Kellner)
Celda de membrana
Celda de mercurio
Rendimiento real
Voltaje de celda
1) El voltaje de descomposición reversible de la sal.
2) Los sobrepotenciales del cloro y de los metales alcalinos en los electrodos.
3) La caída de voltaje del electrolito.
4) Perdidas de voltajes en barras colectoras, interruptoras, conductores eléctricos, materiales del ánodo y cátodo.
5) La densidad de corriente operativa de la celda.


Donde:
Disminución de la concentración de sal (C=g/l).
Intensidad de corriente (I=kA).
Velocidad de flujo de la salmuera (M=m3/h).
Equivalente electroquímico (f=1/kA*h).

Consumo energético
Donde:
Energía específica consumida (w=kW/tn).
Eficacia de corriente (a).
Equivalente electroquímico (f=kg*kA-1*h-1).
Voltaje de celda (Ucell=V)

Descomposición de la amalgama
Reacción general:
Primera etapa:
Segunda etapa:
Operación
Salmuera: reducción en celda de 260-280g/L a 35-60 g/L
Sala de celda
Celda de diafragma
Rendimiento real
Se define como la cantidad de producto producida dividida por la cantidad de producto que tendría que producirse teóricamente en base la cantidad de energía eléctrica dada inicialmente
Voltaje de la celda
1) Potencial anódico
2) Potencial catódico
3) Caída de voltaje por estructura de la celda
4) Caída de voltaje en el diafragma
5) Caída de voltaje del anolito y catolito
Consumo energético
Donde:
Ucell = voltaje de la celda, V
e= eficacia de la celda

Optimización
1. Alta fortaleza de licor caustico, baja cantidad de vapor vs. baja eficacia de celda, alto consumo de energía.
2. Baja densidad de corriente, bajo voltaje, bajo consumo energético vs. celdas adicionales, mayores costos capitales
3. Baja temperatura de corriente de entrada vs. mayor voltaje de celda, menos eficiencia, mayor consumo energético
4. Mayor pH de salmuera, reducidos costos de acidificación vs. baja eficacia en relación al cloro, mayor consumo de energía, menos pureza de producto.

Operación
Salmuera
Sala de celdas
Voltaje de celda
1. Voltaje de descomposición
2. Potencial de membrana entre anolito y catolito
3. sobrepotencial electrodo para cloro e hidrógeno
4. Caída óhmica en la membrana
5. Caída óhmica en los electrolitos
6. Caída óhmica en los electrodos y conductores

Aspectos específicos
1. La concentración del anolito y catolito
2. Densidad de corriente
3. Temperatura
4. Impurezas en la salmuera
Consumo energético
Donde:
U es el voltaje de la celda (V)
F es la constante de Faraday (1.4923kg/kAh)
CE es la eficiencia real de NaOH (%)
Diseños
monopolar y bipolar
Tratamiento
de soda caustica
Ánodos
Celda de diafragma
Celda de membrana
Celda de mercurio
Comparación de los procesos
Calidad del producto
Aspectos económicos
Costos de Equipamiento:
a) Celdas
b) Sistema de salmuera
c) Concentración de la soda caustica
d) Instalaciones para el manejos de la sal
e) Mercurio
Costos de operación
Para usuarios de
la celda de mercurio las
alternativas son:
• Producción adicional en las plantas de mercurio
• Conversión a proceso de membrana
• Eliminación gradual de la planta antigua

Los costos dependen de:
• La calidad del cloro
• El uso de los edificios existentes. Los materiales del área de tratamiento de salmuera
• La posibilidad de usar soda caustica diluida (32-36%) en una plata sin concentración
• Uso de los equipos eléctricos existentes
• La posibilidad de aumentar la capacidad por la menor energía específica por tonelada de cloro
• Desmantelado y disposición de las
partes contaminada de
mercurio.


Rendimiento real
Donde los términos negativos representan las pérdidas de eficiencia debido a la generación de oxígeno, hipoclorito y clorato, mientras que los términos positivos son las cantidades de NaOH y Na2CO3 introducidas en la salmuera de alimentación.
Muchas gracias
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