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INTRODUCCIÓN El subsistema de agua en estado de agregación liquido que forma parte del sistema terrestre, se llama “Hidrósfera”. Esta está formada por un 97,5% por agua salada con distintas sales disueltas. Además, en el mundo, hay grandes depósitos de sales, como los de NaCl (Cloruro de Sodio) que se pueden encontrar en las salinas de nuestro país. La industria de la química inorgánica viene desarrollando procesos para transformar productos abundantes (Como el NaCl) en productos de gran demanda industrial. Tal es así que a partir de una solución saturada de NaCl (llamada salmuera) se preparan tres intermediarios químicos, mediante un proceso electrolítico: Cl2, H2 y NaOH o soda cáustica. En el siguiente trabajo, explicaremos el proceso por el cual se obtienen dichos productos, el cual es llamado “Proceso CLORO-SODA”, y también sus variables y equipos de proceso. Además se encontrará información sobre las propiedades químicas de las distintas materias primas y productos, como también sus aplicaciones en el mercado, las normas de seguridad utilizadas en la producción transporte y manipulación. CLORO-SODA En una planta de Cloro-Soda se elaboran los siguientes productos: Soda cáustica en solución al 50% Cloro liquido Hidrogeno Hipoclorito de sodio Ácido clorhídrico La materia prima es el cloruro de sodio (NaCl), con la que se prepara una solución acuosa de concentración aproximada a 310 g/l de cloruro de sodio. Esta salmuera, luego de un proceso de purificación para eliminar magnesio, calcio, sulfatos, es enviada a las celdas de electrolisis con cátodos de mercurio y ánodos metálicos, en las que se forman amalgamas de Hg-sólido y se desprende el gas Cl2. La amalgama se descompone posteriormente por reacción con agua para liberar gas H2 y la solución de soda cáustica que constituye la producción. El H2 desprendido se comprime y es enviado a los reactores de HCl o a la planta de H2O2 (agua oxigenada). El Hg retorna al proceso. El gas Cl2 que emerge de las celdas de electrolisis, luego de ser sometido a un proceso de secado por lavado con H2SO4 en torres rellenas. Es comprimido mediante maquinas rotativas a 2.5 Kg/cm2 y

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EJEMPLO DE DISEÑO DE PLANTEA

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INTRODUCCIÓN

El subsistema de agua en estado de agregación liquido que forma parte del sistema terrestre, se llama “Hidrósfera”. Esta está formada por un 97,5% por agua salada con distintas sales disueltas. Además, en el mundo, hay grandes depósitos de sales, como los de NaCl (Cloruro de Sodio) que se pueden encontrar en las salinas de nuestro país.La industria de la química inorgánica viene desarrollando procesos para transformar productos abundantes (Como el NaCl) en productos de gran demanda industrial. Tal es así que a partir de una solución saturada de NaCl (llamada salmuera) se preparan tres intermediarios químicos, mediante un proceso electrolítico: Cl2, H2 y NaOH o soda cáustica.En el siguiente trabajo, explicaremos el proceso por el cual se obtienen dichos productos, el cual es llamado “Proceso CLORO-SODA”, y también sus variables y equipos de proceso. Además se encontrará información sobre las propiedades químicas de las distintas materias primas y productos, como también sus aplicaciones en el mercado, las normas de seguridad utilizadas en la producción transporte y manipulación.CLORO-SODA

En una planta de Cloro-Soda se elaboran los siguientes productos:

Soda cáustica en solución al 50%

Cloro liquido

Hidrogeno

Hipoclorito de sodio

Ácido clorhídrico

La materia prima es el cloruro de sodio (NaCl), con la que se prepara una solución acuosa de concentración aproximada a 310 g/l de cloruro de sodio.

Esta salmuera, luego de un proceso de purificación para eliminar magnesio, calcio, sulfatos, es enviada a las celdas de electrolisis con cátodos de mercurio y ánodos metálicos, en las que se forman amalgamas de Hg-sólido y se desprende el gas Cl2. La amalgama se descompone posteriormente por reacción con agua para liberar gas H2 y la solución de soda cáustica que constituye la producción. El H2 desprendido se comprime y es enviado a los reactores de HCl o a la planta de H2O2 (agua oxigenada). El Hg retorna al proceso.

El gas Cl2 que emerge de las celdas de electrolisis, luego de ser sometido a un proceso de secado por lavado con H2SO4 en torres rellenas. Es comprimido mediante maquinas rotativas a 2.5 Kg/cm2 y enfriado hasta -28ºC, para obtener así el Cl2 liquido, que se envasa en tubos de 1000 Kg. de capacidad y luego se comercializa o se consume internamente. Las colas o gas Cl2 que no fue licuado en la operación anterior, conjuntamente con otros gases no condensables en esas condiciones (N2, O2, H2), son enviados a torres rellenas en las cuales el Cl2, es absorbido por una solución de soda cáustica para formar hipoclorito de sodio, que se comercializa en solución acuosa a granel, con una concentración de 100-105 g/l de Cl2 activo.

En ocasiones, parte del Cl2 seco y comprimido, se lo hace reaccionar con H2 en reactores construidos en grafito (quemadores), en los que se genera HCl gaseoso que luego es absorbido con H2O en equipos especiales, también construidos en grafito, para obtener la solución comercial de HCl al 32%.

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MATERIAS PRIMAS, PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS

CLORURO DE SODIO

La sal gema es cloruro de sodio mas o menos puro obtenido por métodos de minería en canteras o minas.

La sal común es cloruro de sodio de pureza comprendida entre 97-99% obtenido por evaporación de disoluciones acuosas de sal.

Las salmueras, son disoluciones naturales o artificiales de cloruro sodico de distinta concentración de pureza.

PROPIEDADES DEL CLORURO DE SODIO:

El cloruro de sodio puro, producto de la reacción entre el NaOH y HCl, es un producto blanco, cristalino, que se disuelve fácilmente en agua; pero cuya solubilidad apenas aumenta con la temperatura (en 100 g de H2O se disuelven a 0ºC, 35.6 g; a 100ºC se disuelven 39.1 g de NaCl). La sal cristaliza sin agua de cristalización, pero los cristales pueden contener agua ocluida, lo que se pone de manifiesto porque al calentar los cristales decrepitan.

El NaCl sólido, funde a 801ºC y hierve a 1440ºC. La disolución acuosa saturada hierve a 107.7ºC.

Es necesario para la vida de hombres y animales y también para las plantas marinas, no así para las terrestres.

ESTADO NARURAL:

El NaCl es una de las sales mas extendidas en la naturaleza, pues es el componente principal de las sales disueltas en el agua del mar y de los lagos interiores salobres (el contenido medio de NaCl en los océanos es del 3%). En mares interiores desecados, se han formado yacimientos de sal en diferentes épocas geológicas. Las reservas mundiales de sal se estiman en 36000 billones de Tn. en el agua del mar y 1000 billones de Tn. en yacimientos.

APLICACIONES Y ECONOMIA:

La producción mundial de sal puede superar mucho las 35000000 de Tn. La mitad de esa producción se utiliza en la industria alimenticia (condimento y conservación) y en la industria frigorífica (salmueras, refrigerantes, etc.). La mitad restante, se consume en la industria química como materia prima barata para la producción de todas las restantes combinaciones de Na, por ejemplo: sosa, lejía de sosa, Na2SO4, NaNO3 y muchas otras combinaciones mas, así como para la producción de HCl, Cl2 e H2.

HIDRÓXIDO DE SODIO (SODA CÁUSTICA)

La soda cáustica es una sustancia incolora e higroscópica que se vende en el comercio en forma de trozos, escamas, hojuelas, granos o barras. Se disuelve en agua con fuerte desprendimiento de calor y la solución acuosa se llama “lejía de sosa”. Tanto la soda o sosa cáustica, como su solución acuosa atacan la piel.

En su mayor parte, la sosa cáustica y la lejía de sosa se obtienen en la electrólisis cloro-álcali. Sin embargo todavía hoy se obtiene una pequeña parte de la lejía de sosa por caustificación de Na2CO3 (Carbonato Sódico). Se calienta una solución de Carbonato con la cantidad

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correspondiente de cal apagada (Ca(OH)2), con lo que precipita CaCO3 insoluble y queda en la solución el NaOH.

De este método de obtención procede el nombre usual de Soda Cáustica para el Hidróxido de Sodio.

APLICACIONES:

La sosa cáustica es uno de los productos químicos con mayor presencia en la actividad industrial. Su empleo se extiende a los siguientes mercados:

Química Orgánica e Inorgánica: Fabricación de compuestos de sodio que pueden, a su vez, ser intermedios (como el Fenolato Sódico) en la preparación de aspirina o producto final como el hipoclorito de sodio, importante blanqueador y desinfectante base de lejías.

Industria Textil: Operaciones de acabado y apresto como el mercerizado, en el que mejore el brillo y la absorción de tintes, la limpieza removiendo ceras y pectinas, y el blanqueado con un agente oxidante.

Detergentes y Tensioactivos: La sosa interviene en la hidrólisis de grasas y aceites vegetales y animales, para producir los detergentes. En la fabricación de los polvos, intervienen además otros compuestos de sodio en el que también esta presente la sosa.

Producción de Gas y Petróleo: La sosa se emplea en perforación para controlar el Ph de los barros y lodos, y también como bactericida. En el refino del petróleo, se emplea para extraer azufre, compuestos de azufre y ácidos.

Producción de Aluminio: Extracción de la alúmina de la bauxita, mineral base.

Industria de la Celulosa y el Papel: La sosa actúa sobre la pulpa para producir celulosa. En la industria papelera, blanquea la materia prima reciclada.

Industria del Rayón: Disolución de la lignina de la pulpa.

Industria Alimenticia: Refino de aceites animales y vegetales, limpieza de botellas y equipos de fabricación de cervezas y pelado de papas, frutas y vegetales.

Tratamiento de Agua: Control del Ph y regeneración de resinas iónicas. Industria Agrícola: Tratamiento de la paja para mejorar su valor nutritivo y

digestibilidad. Limpieza de equipos lácteos.

Otros Usos: Decapado de pinturas, agente extractor en secado, en el esmaltado e incluso en desengrase y limpieza de metales.

PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS:

Estado físico: Liquido viscoso

Peso molecular: 39.9971 g/mol

Color: blanquecino

Inodoro

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Punto de Ebullición: 145ºC (al 50% peso)

Punto de Fusión: 10ºC (al 50% peso)

Densidad Relativa: 1530 (15,6ºC y 50% peso)

Densidad del Liquido: 1530 g/ml (15,6ºC y 50% peso)

Solubilidad en Agua: 100% soluble

Presión de Vapor: 6,3 mm de Hg (40º y 50% peso)

Ph: 13-

Viscosidad: a 20ºC50 OP

Peso especifico: a 25ºC1,53

Otras solubilidades: Metanol, etanol, glicerina

Insoluble en acetonas y éter

ALMACENAJE Y TRANSPORTE:

Como la sosa cáustica sólida es fuertemente higroscópica, y reacciona fácilmente con CO2 proveniente del aire, formando carbonato, se la envasa herméticamente en tambores y así se almacena y distribuye. Como material de construcción de envases y depósitos, es adecuado el acero al carbono o el acero inoxidable. El aluminio no puede utilizarse, porque la lejía de sosa lo disuelve formando aluminato, pero es posible emplear plásticos para recubrir las vasijas.

EMPRESAS PRODUCTORAS:

Las principales empresas nacionales productoras de Hidróxido de Sodio son:

ATANOR S.A.

PAMCOR S.A.

QUIMICA DEL NORTE S.A.I.C. y F

KEGHART S.A.

PETROQUIMICA RIO TERCERO S.A.

SOLVAY INDUPA S.A.I.C.

HIDRÓGENO

El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido. Es el elemento más ligero, 14 veces y medio más que el aire. A -252,8ºC se condensa dando un líquido incoloro. Es poco soluble en agua, pero soluble en algunos metales.

Se quema al aire con llama apenas visible y muy caliente. Las mezclas de hidrógeno se denominan detonantes por ser muy explosivas. El hidrógeno se une con muchos otros elementos, por ejemplo con oxígeno para dar agua, con azufre para dar sulfuro de hidrógeno, con nitrógeno para dar amoníaco, con carbono, metano y cloro, dando cloruros de hidrógeno. Con los metales se combina dando hidruros, como por ejemplo hidruro de calcio o de sodio.

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Es un agente reductor, pues se une fácilmente con el oxigeno de los óxidos metálicos. En general. El hidrógeno en estado naciente (en forma atómica) es capaz de reducir a muchos elementos desde un grado de valencia a uno inferior.

ESTADO NATURAL:

El hidrógeno libre sólo existe parcialmente en algunas emanaciones volcánicas, presentándose en forma de sus combinaciones, por ejemplo, como el agua, en todos los ácidos y bases y en casi todas las combinaciones orgánicas, como petróleo, carbones, gasolinas, bencenos, etc.

OBTENCION:

Antiguamente, sólo se obtenía de la combustión del coque, a través de gas de generador y agua. El monóxido de carbono contenido en estos gases, se convertía en dióxido de carbono mezclándolos con agua, y este se eliminaba de la mezcla por presión.

La obtención de hidrógeno en la electrolisis cloro-álcali, no tiene gran importancia en comparación con los otros métodos.

APLICACIONES:

El hidrógeno se usa en la metalurgia para la reducción de combinaciones oxigenadas, en la industria química para la fabricación de ácido clorhídrico y para la soldadura autógena en ciertas condiciones. La mayor parte del gas hidrógeno producido, se emplea en la síntesis de amoniaco, en petroquímica, para perforaciones, para hidrogenar compuestos de azufre, y en el cracking hidrogenante. En otras aplicaciones, como en la síntesis de metanol, endurecimiento de grasas, se consume menos hidrógeno.

ALMACENAJE Y TRANSPORTE:

El hidrógeno se almacena en depósitos (gasómetros) y se transporta por tuberías o en vasijas de acero a 150 atm. de presión. Como el transporte es difícil y costoso, las fabricas con gran consumo, prefieren producirlo por uno de los métodos citados.

CLORO

El Cloro es un gas verde amarillento de olor picante y muy venenoso. Es dos veces y medio más pesado que el aire y a temperatura ordinaria es un líquido si se lo comprime a 7 atms.

Su punto de fusión es -100,98ºC y a presión normal hierve a -34,05ºC; su temperatura critica es 144ºC y la presión critica es de 76 atms.

El cloro gaseoso se disuelve moderadamente en agua (un litro de agua puede disuelve 2,3 litros de cloro) y la solución, llamada agua de cloro, contiene además de moléculas de cloro no modificadas, ácido clorhídrico y ácido hipocloroso.

Es uno de los elementos más reactivos y reacciona con muchos elementos y compuestos. Los metales no nobles (incluido el Cu) son rápidamente atacados si hay humedad presente, con formación de cloruros. Mezclado con el hidrogeno forma una mezcla detonante de cloro que si se enciende, o por acción de la luz solar, explota violentamente. El cloro mata muy rápidamente a las plantas. Se puede seguir el proceso de una nube de cloro al aire libre, porque las plantas afectadas pierden el color verde y quedan blanqueadas. La mayor parte de los colorantes se blanquean por efecto del cloro.

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Debido a su capacidad de reacción, el cloro no puede existir en la naturaleza en su estado elemental. Pero esta muy extendido en forma de cloruros, en el suelo y agua del mar, por ejemplo la sal gema, cloruro potásico, cloruro de magnesio, carnalita, etc.

OBTENCION:

El cloro se obtiene hoy exclusivamente a partir de cloruros alcalinos por electrolisis. Como producto secundario se forma también en la electrólisis de otros cloruros metálicos (MgCl, CaCl2, NaCl, etc.)

Hace solo unas pocas décadas había una producción excesiva de cloro en el mundo y no era posible aprovechar la totalidad de cloro resultante como producto secundario de la electrolisis de cloruros. Hoy, es un producto necesario que en muchos lugares se montan grandes instalaciones para la fabricación de cloro.

APLICACIONES:

El cloro tiene muchas aplicaciones en la industria química, por ejemplo en la fabricación de disolventes, aditivos para las gasolinas (antidetonantes), productos insecticidas, plásticos, fibras químicas, fluidos refrigerantes, etc. También se emplea frecuentemente en otras ramas de la industria como para el blanqueo, desinfección de agua bebida, etc.

TRANSPORTE Y ALMACENAJE:

La producción de cloro líquido es sencilla. Como su temperatura critica es muy alta, se lo puede licuar a temperatura ambiente bajo presión moderada, por lo que se lo almacena y transporta en este estado de agregación. Si se saca el gas antes de licuarlo, se le puede almacenar sin que el material resulte dañado en botellas de acero o se lo puede conducir por cañerías. Se llenan las botellas con cloro frío (-50ºC) y se cierran. Al calentar a 10,3ºC la presión es de 5 atms. A 35,6ºC es de 10 amts.

EMPRESAS PRODUCTORAS:

Las principales empresas nacionales productoras de cloro son:

PAMCOR S.A.

QUIMICA DEL NORTE S.A.I.C. Y F

ATANOR S.A.

PETROQUIMICA RIO TERCERO S.A.

SOLVAY INDUPA S.A.I.C.

PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS:

Nombre: Cloro

Numero Atómico: 17

Valencia: -1, 1, 3, 5, 7

Estado de Oxidación: -1

Electronegatividad: 3.0 A

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Radio Covalente: 0,99 A

Radio Iónico: 1,81 A

Configuración electrónica [Ne] 3s2, 3p5

Primer Potencial de Ionización: 13,01 V

Masa Atómica: 35,453 g/mol

Densidad: 1,56 g/ml

Punto de Ebullición: -34,7ºC

Punto de Fusión: -101ºC

COMPUESTOS DEL CLORO:

Orgánicos:

Disolventes clorados, acetilénicos y etilénicos.

Tricloroetileno

Clorobencenos y Clorobutenos

Etilengliocol

Líquido Detonante

Plásticos Sintéticos

Cauchos Sintéticos

Refrigerantes

Aditivos para Lubricantes

Naftalenos Clorados

DDT

Inorgánicos:

HCl

Br2

Cloruros Metálicos: FeCl2 - SnCl2 - AlCl3 - y otros

Cloruros No Metálicos: SCl - SCl2 - PCl3 - PCl5

Compuestos oxidantes: Polvos de blanqueo, Ca(ClO)2 disuelto, Ca(ClO)2 sólido, solución de NaClO, NaClO2, NaClO3, ClO2

ACIDO CLOHÍDRICO

El HCl es una disolución acuosa de cloruro de hidrogeno, que es un gas incoloro de olor característico que hace toser, que condensa a -73ºC para dar un liquido incoloro y que

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solidifica a -112ºC dando cristales incoloros. Se disuelve ávidamente en agua con fuerte calentamiento.

A 10ºC, un litro de agua disuelve 474 litros de cloruro de hidrógeno, y esta solución se denomina HCl concentrado. Contiene aproximadamente 40% en peso de HCl, por lo tanto es la mayor concentración posible.

El HCl químicamente puro es una solución saturada de cloruro de hidrógeno en agua. En concentración superior al 30% en peso, “humea” al aire húmedo. En realidad ese “humo” es una niebla, pues consta de finísimas gotas de líquido (cloruro de hidrógeno disuelto en agua).

El HCl técnico impuro contiene impurezas como cloruros de hierro y arsénico y a veces sustancias orgánicas. Por esto, suele presentar una coloración amarilla mas o menos intensa. Químicamente es un ácido fuerte capaz de disolver con desprendimiento de H2 gaseoso, a todos los metales menos nobles que el H2. En cambio, no disuelve los mas nobles como el Cu, Pt, Hg y Au. En mezcla con HNO3 forma el “Agua Regia” (una parte de [HNO3] y tres partes de [HCl]) que disuelve al Au y demás metales nobles.

Actúa como veneno para los organismos vivos. Las plantas sufren graves daños en corto tiempo se exponen a la acción del cloruro de hidrógeno gaseoso o sus soluciones. También los lugares sensibles de la piel de hombres y animales, como las mucosas, son fuertemente atacadas por el HCl

EMPRESAS PRODUCTORAS:

Las principales empresas nacionales productoras de HCl son:

SOLVAY INDUPA S.A.I.C.

PETROQUIMICA RIO TERCERO S.A.

KEGHART S.A.

QUIMICA DEL NORTE S.A.I.C. Y F

PAMCOR S.A.

ATANOR S.A.

APLICACIONES:

Se emplea principalmente en el decapado de matales y en la fabricación de tintes y colorantes, gelatinas, caucho sintético, cloruros metálicos y productos farmacéuticos.

También tiene aplicaciones en el tratamiento de efluentes y en la regeneración de resinas de intercambio iónico en tratamiento de aguas.

PRESENTACION Y DISTRIBUCION:

Se comercializa en cisternas de poliéster reforzado con fibra de vidrio o de acero recubierto interiormente con ebonita o materiales plásticos.

TIPOS DE HCl:

Ácido Clorhídrico del comercio:

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En el comercio se encuentra HCl en distintos concentraciones y grados de pureza. En general se distinguen entre:

HCl diluido con menos de 12% de cloruro de hidrógeno

HCl concentrado con mas de 24% de cloruro de hidrógeno

HCl fumante con mas de 38% de cloruro de hidrógeno

El modo mas sencillo de conocer la concentración del HCl, es medir su densidad con un areómetro. Accidentalmente, sin ninguna razón científica, resulta que duplicando las cifras detrás de la coma del valor de la densidad, se obtiene el porcentaje de peso de cloruro de hidrógeno en la solución.

Ácido Clorhídrico Azeotrópico:

Si se calienta a ebullición un HCl de alta concentración, primeramente se desprende solo cloruro de hidrógeno (punto de ebullición del HCl al 38% -->50ºC). Con la disminución de la concentración en cloruro de hidrógeno, aumenta rápidamente el punto de ebullición, hasta alcanzar la concentración de 20%. A partir de ese momento, destila el ácido de 20% como mezcla de composición constante de 110 sin ulterior variación y dando como condensado, HCl 20%.

Si se destila un HCl diluido, por ejemplo del 10%, pasa agua pura hasta que la concentración del ácido que quede, llegue a ser del 20% en cloruro de hidrógeno. Desde ese momento, destila ese ácido como mezcla de punto de ebullición constante (azeótropo).

MERCURIO

Símbolo químico Hg (del latín hydragyrum, “plata líquida”), es un elemento metálico que permanece en este estado a temperatura ambiente. Su número atómico es 80, y es uno de los elementos de transición del sistema periódico.

A temperatura ordinaria, es un líquido brillante, denso, de color blanco plateado. Es ligeramente volátil a temperatura ambiente, y sometido a una presión de 7640 atms. (5800000 mmHg), se transforma en sólido.

Ocupa el lugar 67 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Se encuentra en estado puro o combinado con plata en pequeñas cantidades, pero es mas frecuente encontrarlo en forma de sulfuro, como el cinabrio, la principal mena del Hg.

En 1994, la producción mundial era de cerca de 2000 TN. Siendo los principales países productores: China, CEI, Argelia, España, EE.UU. y México.

APLICACIONES:

Se utiliza en termómetros, debido a que su coeficiente de dilatación es casi constante; la variación de volumen por cada grado de aumento o descenso de temperatura, es la misma.

También se usa en las bombas de vacío, barómetros, interruptores y rectificadores eléctricos. Las lámparas de vapor de Hg, se usan como fuente de rayos ultravioletas en los hogares y para esterilizar agua. El vapor de Hg se usa en lugar del vapor de agua en las calderas de algunos motores de turbina.

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El Hg. se combina con todos los metales comunes, excepto hierro y platino, formando aleaciones llamadas amalgamas. Uno de los métodos de extracción de oro y plata en sus menas, consiste en combinarlos con Hg, extrayéndolo a este luego por destilación.

INFORMACIÓN ADICIONAL:

El proceso Cloro-Soda, puede haber pérdidas de Hg por distintas causas:

Desarme de equipos por mantenimiento

Rotura de cañerías

El tratamiento de Hg es bastante complejo. En caso de derrames u otras causas, se lo recolecta por succión, se lava la superficie con agua y la misma es tratada con sulfuro de sodio, para precipitar sulfuro de Hg. Para compensar las pérdidas de Hg, este es importado desde EE.UU., y viene en botellas de acero (porrones).

CELDAS ELECTROLÍTICAS

Industrialmente, hay una gran variedad de celdas electrolíticas. La fabricación y selección de ellas depende de factores tales como:

Tipo de electrolito: acuoso o de sales fundidas

Tipo de cátodo: líquido o sólido; o bien compacto, esponjoso o particulado

Tipo de proceso: eléctro obtención (EW) o electro refinación (ER)

A principios del siglo XX las celdas eran de concreto revestidas de una protección estanca (lámina de plomo soldado). En la década de los '70 se introdujeron los revestimientos de membrana de plástico resistente al calor y a los productos químicos del electrolito. A fines de los '80 se consolidó el uso de un nuevo producto: El hormigón polimérico, que es un hormigón formado por resina de poliéster -que actúa como ligante-, y arena de cuarzo -que actúa como carga-, que permitió eliminar los revestimientos de membrana y hacer celdas monolíticas prefabricadas, de una sola pieza.

En la actualidad, se han introducido materiales plásticos de creciente resistencia química y térmica, así como aceros inoxidables especiales donde hay casos como el del titanio, cuyo costo se ha reducido considerablemente.

Las celdas electrolíticas usadas para la producción de soda cáusticas se clasifican en tres clases:

Diafragma (grado comercial)

Mercurio (grado rayón)

Membrana

El nivel de las impurezas en la cáustica está directamente relacionado con el tipo de procesos. Muchos productores de hipoclorito usan cáustica producida por celdas de diafragma por el costo es bajo.

Desafortunadamente este tipo de cáustica tiene un elevado contenido de impurezas. La cáustica producida por celdas de membrana y mercurio es más costosa pero tiene menor contenido de impurezas. El primer aspecto de calidad de la soda son las impurezas.

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En la soda cáustica los iones metálicos de transición (Fe, Cu y Ni) son solubles y mas probablemente presentes como sales de sodio de varios complejos aniónicos. Sin embargo si la soda cáustica es diluida, se puede presentar formación lenta de precipitados de composición desconocida.

TIPOS DE CELDAS ELECTROLÍTICAS:

Celdas de Mercurio: Se fundamentan en la propiedad del sodio de formar con mercurio (cátodo), una amalgama líquida, que se descompone con el agua en NaOH (dilución al 50%), H2 y Hg. El Cloro se desprende en el ánodo. Ecológicamente, las electrólisis con cátodos de Hg han sido acusadas de contribuir a la contaminación atmosférica y acuífera. Actualmente la técnica moderna ha puesto ánodos dimensionalmente estables construidos en titanio, recubiertos de metales nobles, que proporcionan una economía en el consumo energético y permiten obtener cloro mas puro, sin contaminación con CO2 y otras materias cloradas. Los efluentes (líquidos y gaseosos) son desmercurizados. Es importante mantener las emisiones de Hg lo mas bajas posibles ya que es tóxico en baja concentración. VENTAJAS: Alta concentración de NaOH; alta pureza de Cl2 e H2; purificación simple de la salmuera; no necesita evaporar para concentrar el NaOH DESVENTAJAS: Usa Hg; alto costo de operación y protección ambiental; grandes superficies ocupadas; mucho consumo de energía.

Celdas de Diafragma: En este tipo de celda, los compartimientos anódicos y catódicos están separados por una lámina porosa llamada diafragma. El Cl se desprende en el ánodo, mientras que el H2 y la solución alcalina de NaOH (10-12%) se generan en el cátodo. Aunque consumen menos energía que las de Hg, para obtener una solución de NaOH comercial (50%), es necesario evaporar el agua y precipitar la sal residual, proceso muy costoso. Además, poseen el inconveniente ecológico-sanitario de usar amianto para la construcción del diafragma. La soda cáustica obtenida, no alcanza el grao de pureza necesario para determinadas aplicaciones. VENTAJAS: bajo consumo de energía.DESVENTAJAS: Usan asbesto; alto costo de concentración por la evaporación de agua; baja pureza de la soda; baja calidad de cloro; celdas sensibles a las variaciones de presión.

Celdas de Membrana: Fabricadas a base de polímeros perfluorosulfónicos y permeable sólo a los cationes Na+ y H+, impidiendo el paso de aniones Cl- y HO-. Se obtienen soluciones de NaOH de concentración superior al 30%, de alta pureza. Tienen la ventaja sobre las celdas de mercurio y diafragma, de no usar ningún material contaminante en la separación de los productos electrolíticos, siendo su consumo energético similar a la celda de diafragma. El costo importante está en el reemplazo de las celdas existentes de mercurio por celdas de membrana y no se justifica el cambio de la tecnología dado a los avances en el tratamiento del mercurio que hacen que las ventajas medioambientales sean mínimas por dicho cambio. VENTAJAS: bajo consumo de energía; bajo capital invertido; celdas de operación económica; alta pureza de la soda. DESVENTAJAS: se necesita salmuera de alta pureza; alto contenido de O2 en el Cl2; alto costo de las membranas. Un tipo especial de membrana puede separar el hidrógeno directamente del metanol líquido, pero su eficiencia eléctrica es la mitad de la de una celda de hidrógeno

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puro. Aplicando esta tecnología podemos desarrollar distintos procesos de producción: OBTENCION DE SALES MINERALES: tales como la concentración de NaCl, KOH, NaOH, etc. DESMINERALIZACION DE AGUA: Eliminación de sales en agua que permiten su reutilización, disminución de efluentes con alta conductividad. GENERACION DE CLORO-ALCALI: Para la producción de gas cloro y generación de especies alcalinas concentradas.

MEDIDAS DE SEGURIDAD: ROMBOS DE INDENTIFICACIÓN

Grado de Riesgo para la Salud (AZUL)

4Mortal

3Extremadamente Peligroso

2Peligroso

1Inocuo

Grado de Riesgo de Incendio (ROJO)

4Inferior a 23ºC

3Inferior a 38ºC

2Inferior a 93ºC

1Superior a 93ºC

0No Arde

Grado de Reactividad (AMARILLO)

4Puede Detonar

3Puede Detonar por Golpe de Calor

2Cambio Químico Violento

1Inestable

0Estable

Determinaciones a Tener en Cuenta (BLANCO)

...............OXIOxidante

ACIDÁcido

ALCAlcalino

CORCorrosivo

WNo Usar Agua

DESCRIPCION DEL PROCESO CLORO-SODA

(Por electrolisis en celdas de mercurio)

ETAPA DE TRATAMIENTO DE LA SALMUERA:

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Saturación

Purificación (decantación de las impurezas)

Filtración

ELECTRÓLISIS:

Formación de la Amalgama (NaHgx)

Obtención de Cloro

Agotamiento de la Salmuera

DESAMALGAMADOR:

Obtención de NaOH

Obtención de Hidrógeno

Obtención de Hg0

ETAPA DE DECLORACIÓNDE SALMUERA:

Cámara de Flash (1ª etapa de decloración)

Decloradores (2ª etapa de decloración)

Retorno de Salmuera Declorada a los Saturadotes

LAVADO Y SECADO DE CLORO

OBTENCIÓN DE CLORO LÍQUIDO

Compresión y Enfriamiento

FORMACIÓN DE ÁCIDO CLORHÍDRICO

Unión entre cloro e hidrógeno

REACCIONES QUÍMICAS INTERVINIENTES EN EL PROCESO

Reacción General:

2NaCl + 2H2O-----------------------> Cl2 + H2 + 2NaOH

Electrólisis del NaCl

NaCl--------> Na+ + Cl-

Obtención de Cloro en el Área Anódica

2Cl- --------> 2Cl- + 2e- --------> Cl2 + 2e-

Formación de Amalgama

Na+ + e- + HgX --------> NaHgX

Reacción dentro del Desamalgamador

2NaHgX + 2H2O --------> 2NaOH + H2 + 2HgX

Page 14: Diseño de planta

ETAPA DE TRATAMIENTO DE LA SALMUERA

SATURACIÓN

Como sabemos la materia prima para la elaboración de estos dos productos (Cloro e Hidróxido de Sodio), partimos del cloruro de sodio, proveniente de las salinas, el cual es llevado a la planta a granel por medio de camiones. Luego esta sal es descargada y depositada en playas que sirven para su acopio.

Desde el acopio el NaCl es transportado a las tolvas por medio de aparato “sin fin” (chimango) elevador.

Una vez que estas tolvas han sido llenadas, por medio de otro “sin fin” horizontal se traslada la materia prima hasta una noria por cangilones.

Luego, por medio de esta noria que trabaja en posición vertical, el cloruro de sodio es descargado a dos saturadotes que se llenan con una cantidad de agua (considerable a la del cloruro sodio) y así poder formar la solución. Transcurrido un tiempo, dicha solución llega a un grado de saturación tal que alcanza una concentración ligeramente superior a 300 g/l.

Cabe destacar que los saturadotes trabajan de uno por vez: mientras uno está abasteciendo de salmuera a la planta, en el otro se está obteniendo la solución saturada. Otro factor a tenerse en cuenta es el ingreso de salmuera de retorno, que entra a los saturadotes después de haber pasado por celdas y la etapa de decloración, la cual trae una concentración de 270 g/l.

PURIFICACIÓN

Una vez obtenida la salmuera se procede a su purificación, ya que en su composición posee algunas impurezas constituidas por sulfatos, carbonatos, magnesio, hierro, etc. Por medio de bombeo se pasa la salmuera a decantadores.

Previamente al ingreso de la salmuera a los decantadores, y por medio de una cañería que se acopla a la red de la salmuera ubicas entre los decantadores y los saturadotes, se procede al agregado de los reactivos precipitantes que cumplen la función de eliminar las impurezas. Los reactivos usados son: hidróxido de sodio, el cual precipita al magnesio en forma de hidróxido de magnesio. Los precipitantes son agregados por medio de un rotámetro, y por otro lado, el hidróxido de sodio que tiene la facultad de regular el pH de la solución. Otro de los reactivos usados es el carbonato de sodio, el cual precipita el calcio como carbonato de calcio. Por otra parte, dependiendo de la composición química de la materia prima y del lugar del yacimiento del cual procede, puede o no contener sulfatos, para lo que es posible agregársele en tal caso cloruro de bario a fin de precipitar todos los sulfatos como sulfato de bario.

Todas las sales precipitadas, conjuntamente con porciones de barros de tierra, conforman un lodo que se decanta y es eliminado por el fondo del decantador mediante una bomba para lodos. Hasta la salida, la temperatura está en el orden de los 65ºC. El pH a la salida de los decantadores es de 10,5 a 11.

Hasta este punto, todas las cañerías son revestidas interiormente con una capa de ebonita de 3mm de espesor, al igual que las bombas cuyo espesor es de 5mm. Esto por función principal, evitar la alta corrosión característica del sistema provocada por la salmuera.

Page 15: Diseño de planta

Por rebalse e la parte superior de los decantadores, pasa a un tanque de clarificación, lográndose así obtener una salmuera más límpida. Mediante una bomba se dirige la salmuera a una batería formada por cuatro filtros.

FILTRACIÓN

En esta etapa se hace pasar a la salmuera por cuatro filtros, que trabajan a una presión de 4,5 Kg/cm2 cada uno.

El filtro en sí, está compuesto en su interior por piedras de canto rodado de diferentes granulometrías, hasta llegar a la arena. Están conectados entre sí por medio de cañerías de PVC.

Este tipo de interconexión entre filtro y filtro permite que en el caso de que se produzca algún desperfecto se proceda a sacar de servicio por medio de un by-pass.

Periódicamente, después de un tiempo de operación, se regenera el lecho filtrante haciendo circular en contracorriente agua limpia y así eliminar toda impureza que se encuentre ocluida en dicho lecho. Luego del proceso de filtración, la solución pasa a un tanque de depósito de salmuera.

A la salida de ese tanque, el pH de la solución es de 4; esto se logra por el agregado de HCl. El tanque posee una capacidad de 60 mil litros. Por medio de bombeo pasamos la salmuera a un tanque denominado “TROPPO PIENO”, que significa “siempre lleno”, que mantiene en forma constante la presión de entrada de salmuera a la celda electrolítica. La capacidad de este tanque es de 18 mil litros. El caudal de salida de tanque es de 50 a 60 m3/h. Este depósito se encuentra ubicado a una altura de 20 m sobre el nivel del suelo.

El tanque TROPPO PIENO está interconectado con el tanque de stock de salmuera por medio de una cañería de retorno que, al llenarse el mismo, la salmuera vuelve al tanque produciéndose así el ciclo cerrado entre ambos tanques.

ELECTRÓLISIS

En la celda eléctrica, el mercurio fluye sobre la base inclinada de la celda. La base de esta celda está conectada con el suministro de energía eléctrica. Sobre el Hg y fluyendo en continuo contacto con él, circula la salmuera.

Los ánodos de titanio están ubicados dentro de la salmuera de modo que quede un pequeño espacio entre el ánodo de titanio y el cátodo de Hg. La concentración de sodio dentro de la amalgama, se mantiene entre 0,2 y 0,4 %. El cloro se extrae de la celda por un conducto que se comunica con todas las celdas en serie.

La amalgama que fluye fuera de la celda, se dirige hacia un desamalgamador. Esta se encuentra en contracorriente con agua desmineralizada en presencia de un catalizador (grafito) para producir hidróxido de sodio (aproximadamente 510%) e hidrógeno que se retira por parte superior de este equipo.

Para controlar la concentración de la sosa que se está obteniendo, se usa un densímetro. Cuando la densidad es baja, se disminuye el caudal de agua en la reacción, mientras que si la densidad el alta, es necesario aumentar el caudal de agua.

Ya libre de sodio, el Hg deja el desamalgamador para circular dentro de la celda.

Page 16: Diseño de planta

El hidróxido de sodio obtenido debe ser tratado con una solución de sulfuro de sodio, para tratar de eliminar la mayor cantidad de Hg presente, ya que este precipita como sulfuro de Hg. Existe un límite que fija la cantidad máxima de Hg que puede contener la sosa, con el cual la empresa tiene que cumplir.

El residuo obtenido (sulfuro de Hg) es almacenado en tambores de 200 litros, que contiene un 60% de agua, que son almacenados hasta que se determine un tratamiento adecuado.

ETAPA DE DECLORACIÓN DE LA SALMUERA

La salmuera que sale de la celda, prácticamente sin reaccionar (salmuera de retorno) posee una concentración de 270 g/ml aproximadamente.

Dicha salmuera pasa a una etapa de decloración a cuyo efecto se le baja el pH con el agregado de HCl. Además con esto destruye el hipoclorito de sodio formado. En consecuencia, después de salir de la celda, la salmuera de retorno pasa a un tanque de almacenaje que cuenta con una capacidad de 45 mil litros.

Prosiguiendo con la etapa de decloración, por medio de bombeo la salmuera pasa a una cámara decloradora que es la cámara FLASH que trabaja al vacío a unos 400 mmHg; consiste en varios platos por dentro la salmuera cae en forma de cascada, provocando así el desprendimiento de cloro.

Hasta aquí todo el cloro, proveniente de las celdas, los tanques y la cámara de flash, es recogido en el sistema de recolección del mismo por medio de una cañería de cloro donde circula extrayéndoselo por acción del vacío.

Esta salmuera pasa a dos decloradores entrando por la parte superior; por la parte inferior se le insufla aire, obteniéndose una mezcla de cloro-aire.

A esta mezcla se la usa para la elaboración de hipoclorito, a cuyo respecto no es tema de este proyecto entrar en detalles.

Consecutivamente, la salmuera pasa a los saturadores los cuales trabajan de uno por vez (como ya se dijo anteriormente).

En el trayecto desde los saturadotes a las celdas, se pierden unos 6,5ºC aproximadamente, siendo la temperatura de los saturadotes de 60ºC.

A la entrada de la celda, el pH es de 4 y a la salida de la misma tiene un pH de 1,5. La concentración de cloro en el tanque es de 0,7 g/l de cloro. Esta última entra a la cámara de flash con esta concentración para salir con otra de 0,1 g/l; luego ingresa con esta concentración a los decloradores y a su egreso posee una de 0,05 g/l.

OBTENCIÓN DE CLORO

Todo el cloro recogido a lo largo del proceso se lleva a la etapa de secado ya que sale húmedo, con una composición de 0,7 a 0,4% en volumen de hidrógeno 7% inerte (oxígeno + nitrógeno) y un 92,3 % de cloro. Se puede decir, como dato importante, que los valores críticos de hidrógeno están entre el 7,5% por el riesgo que implica una posible explosión de la celda.

Page 17: Diseño de planta

El cloro que posee un porcentaje de humedad, también arrastra consigo algo de salmuera, ya que al desprenderse del ánodo, ésta burbujeó en la salmuera. En consecuencia, la salmuera debe eliminarse.

El tren de secado y eliminación de salmuera consta de cuatro torres. En la 1ª, ingresa el cloro en contracorriente en forma de spray; con esto se logra eliminar la salmuera disuelta en cloro y producir además, un efecto de refrigeración o enfriado.

El agua se recicla en esta torre, hasta que se satura de NaCl, la cual es eliminada por un pequeño tanque que sirve de purgo, con la consecuente reposición del agua.

Una vez eliminada la salmuera, el cloro entra una serie de tres columnas por donde entra H2SO4 en contracorriente del 96% y sale al 70%. Por último, ingresa a un recipiente donde contiene virutas de hierro, produciéndose la formación de cloruro férrico, en una reacción muy exotérmica. Esto ocurre siempre y cuando haya presencia de humedad, es decir, es una manera de controlar el grado de humedad. Además existe un filtro entre las columnas 1 y 2, para eliminar la poca salmuera que pueda haber quedado.

Luego de que el cloro pasó por el tren de secado, es dirigido a la etapa de compresión, lo que se ejecuta por medio de dos compresores de anillo líquido de sulfúrico. El cloro entra a 600 mmHg, es decir como depresión por hacerse una aspiración, y sale a 2,5 kg/cm2 manométrico. Los compresores se ubican en paralelo y a la entrada del compresor se encuentra un filtro.

Para eliminar el sulfúrico del cloro que sale por el compresor, se utiliza otro filtro, del tipo “BRINK”.

Hasta aquí se ha logrado comprimir el cloro, pero todavía no se ha licuado.

El ciclo de licuación consiste en cuatro compresores alternativos de pistón (dos de baja presión y dos de alta) y un licuador de cloro que trabaja con FREON 22.

El freón es tomado por los compresores de baja proveniente de la cámara de expansión del licuador y es llevado a 1atm a 50 lb/pulg2 al estado líquido, pasando previamente por un intercambiador y obtener una licuación total del freón.

El freón líquido es conducido al intercambiador (licuador) para licuar el cloro, este se hace pasar por un “Nock Dry” para eliminar el inerte, que va para la obtención de hipoclorito.

El cloro se almacena en tanques horizontales de hierro, a una presión de 8kg/cm2, pero previamente se debe someter a una prueba de presión de 22kg/cm2.

El licuador de cloro trabaja con una presión de 2kg/cm2 y consta de varios tubos, cuya cantidad depende del caudal del freón y cloro que necesitamos utilizar.

Los tanques de stock de NaOH son cuatro con una capacidad de 90m3 cada uno.

OBTENCIÓN DE ÁCIDO CLORHÍDRICO

El hidrógeno proveniente de la reacción de reducción producida en el desamalgamador, es dirigido a un reactor para encontrarse conjuntamente, en proporción adecuada, con una porción de cloro que proviene de los decloradores para producir la combustión cloro-hidrógeno.

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Esta unión transcurre con gran violencia (mezcla detonante de cloro) con un fuerte desprendimiento de calor y es producida por la acción de un quemador. El calor de esta reacción es eliminado continuamente, gracias a una refrigeración con agua.

El producto de esta reacción es el cloruro de hidrógeno (gas) que se encuentra en contracorriente con agua para formar el HCl en otra torre para luego ser almacenado.

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Es una de las actividades económicas más importantes en el mundo.

Es una de las actividades económicas más importantes en el mundo.

Tiene como principales consumidores a los siguientes sectores económicos: Pulpa y Papel, Química y Petroquímica, aluminio, construcción, Jabones y Detergentes, Textil, Metal, Tratamiento de Agua, etc

Las aplicaciones de cloro son muy variados, lo que le da el título de reactivo más utilizado en la industria química, que participan directa o indirectamente en más de 50% de la producción química mundial.

Tan antigua como la humanidad, la sal ha sido el objeto de culto e incluso de cambio (dinero), su distribución fue hasta incluso como armas políticas utilizadas por los antiguos gobernantes, y los países del Este eran grandes impuestos sobre la sal. La sal es hoy una bienes básicos para la vida diaria, así como materia prima básica para muchos compuestos químicos tales como hidróxido de sodio, carbonato de sodio, sulfato de sodio, ácido clorhídrico, fosfatos, clorito de sodio y clorato de sodio.

Tan antigua como la humanidad, la sal ha sido el objeto de culto e incluso de cambio (dinero), su distribución fue hasta incluso como armas políticas utilizadas por los antiguos gobernantes, y los países del Este eran grandes impuestos sobre la sal. La sal es hoy una bienes básicos para la vida

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diaria, así como materia prima básica para muchos compuestos químicos tales como hidróxido de sodio, carbonato de sodio, sulfato de sodio, ácido clorhídrico, fosfatos, clorito de sodio y clorato de sodio.

Prácticamente todo el cloro producido en la industria actual se produce a partir de cloruro de sodio, la industria es responsable de consumo de 45% de sal en los Estados Unidos, sólo el 11% se utiliza en la industria alimentaria.

Prácticamente todo el cloro producido en la industria actual se produce a partir de cloruro de sodio, la industria es responsable de consumo de 45% de sal en los Estados Unidos, sólo el 11% se utiliza en la industria alimentaria.

En los principales países productores de reservas de sal son enormes, pero no saben el grado de pureza de la sal.

La sal se puede conseguir de tres maneras:

La sal se puede conseguir de tres maneras:

1 Para la evaporación solar del agua de mar en la costa del Pacífico, o en las salmueras de lagos occidentales, que tiene una pureza de entre el 98 y el 99%

2 Para la extracción de la sal de roca, que es tan ampliamente composición variable en función de su lugar de origen, algunos tipos pueden llegar a una pureza del 99,5%. Esta minería utiliza análoga a los métodos de extracción de carbón.

3 Desde Pickles Wells, esta salmuera se obtiene mediante la inyección de agua en los depósitos de sal, tiene aproximadamente un 98% de pureza. Esta pureza dependerá en gran medida de la pureza del agua utilizada para disolver el lecho de sal de roca. El método más utilizado para la extracción de sal de la salmuera es la evaporación al vacío de efecto múltiple.

Page 20: Diseño de planta

3 Desde Pickles Wells, esta salmuera se obtiene mediante la inyección de agua en los depósitos de sal, tiene aproximadamente un 98% de pureza. Esta pureza dependerá en gran medida de la pureza del agua utilizada para disolver el lecho de sal de roca. El método más utilizado para la extracción de sal de la salmuera es la evaporación al vacío de efecto múltiple.

Los procesos de evaporación solar y minas a menudo proporcionan una sal suficiente para uso directo, sin embargo, una gran parte debe ser purificada para eliminar materiales tales como cloruro de calcio y de magnesio de pureza.

En Brasil sólo las plantas de Trikem en Maceió (AL) y el Dow en Aratu (BA) son suministrados por las minas de sal gema.

En Brasil sólo las plantas de Trikem en Maceió (AL) y el Dow en Aratu (BA) son suministrados por las minas de sal gema.

La siguiente tabla muestra los valores para el costo de la sal obtenida de cada uno de estos intervalos fuentes.

La soda y cloro se producen simultáneamente mediante la electrólisis de la sal en proporción fija a 1 tonelada de cloro, 1,12 ton para soda, el proceso electrolítico que se emplea en más de 95% de la producción mundial de cloro.

La soda y cloro se producen simultáneamente mediante la electrólisis de la sal en proporción fija a 1 tonelada de cloro, 1,12 ton para soda, el proceso electrolítico que se emplea en más de 95% de la producción mundial de cloro.

Factores de producción y costes - los más relevantes, y en orden decreciente de importancia en el costo total son los siguientes:

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Electricidad - el bicarbonato de cloro son de alto consumo energético y por esta razón la electricidad es el elemento de coste más importante; la posición de Brasil en relación con otras regiones del mundo se puede ver en la siguiente tabla:

Electricidad - el bicarbonato de cloro son de alto consumo energético y por esta razón la electricidad es el elemento de coste más importante; la posición de Brasil en relación con otras regiones del mundo se puede ver en la siguiente tabla:

Se considerará que se refieren a los siguientes valores de consumo de energía asociado a la producción de gas de cloro y soda cáustica al 50%:

Se considerará que se refieren a los siguientes valores de consumo de energía asociado a la producción de gas de cloro y soda cáustica al 50%:

a) Menos de 3,000 kWh (AC) / ton de cloro producido si se excluye la licuefacción.

b) se incluye la licuefacción y la vaporización de menos de 3.200 kWh (AC) es producido / Ton de cloro.

Los costos de capital - el bicarbonato de cloro son también de capital intensivo; la economía de escala es significativa a una cierta capacidad, como se muestra en la tabla siguiente:

Los costos de capital - el bicarbonato de cloro son también de capital intensivo; la economía de escala es significativa a una cierta capacidad, como se muestra en la tabla siguiente:

Sal - es el tercer elemento de costo en importancia.

Para producir cloro soda hay tres tipos de tecnología: diafragma, mercurio y de membrana. La membrana de proceso es el más utilizado en todo el mundo 46%, seguido por 32% proceso de

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diafragma y mercurio .On 22% tecnología de Brasil es el más ampliamente utilizado de diafragma 71%, 25% y la membrana de mercurio con sólo el 4%.

Para producir cloro soda hay tres tipos de tecnología: diafragma, mercurio y de membrana. La membrana de proceso es el más utilizado en todo el mundo 46%, seguido por 32% proceso de diafragma y mercurio .On 22% tecnología de Brasil es el más ampliamente utilizado de diafragma 71%, 25% y la membrana de mercurio con sólo el 4%.

Distribución de las industrias de cloro-álcali en Brasil, según el lugar y la tecnología de producción.

Mercurio Tecnología - proceso más utilizado y más antiguo todavía en el mundo, la tecnología está más sujeto a las limitaciones ambientales

Mercurio Tecnología - proceso más utilizado y más antiguo todavía en el mundo, la tecnología está más sujeto a las limitaciones ambientales

Fue eliminado en Japón, pero aún prevalece en Europa, con un 65% de la capacidad, esto se explica por el hecho de ser una de las zonas productoras más antiguo, el alto costo de reemplazo, se han realizado y la reducción de los controles ambientales de las emisiones de contaminantes en plantas de mercurio por encima del 90% en los últimos 15 años.

Un mayor consumo de electricidad.

Un mayor consumo de electricidad.

Operación de sosa cáustica no necesita concentración adicional.

Productos de excelente calidad.

Page 23: Diseño de planta

Las materias primas no tienen que ser de alta pureza.

Mercurio es el medio ambiente, pero se puede controlar de manera eficiente.

La contaminación en Brasil, se originó por primera vez en la industria del cloro - soda, responsable de la principal importación de mercurio para el país y las principales emisiones al medio ambiente hasta los años 80 Estas emisiones se encuentran sobre todo en la región sureste .

La contaminación en Brasil, se originó por primera vez en la industria del cloro - soda, responsable de la principal importación de mercurio para el país y las principales emisiones al medio ambiente hasta los años 80 Estas emisiones se encuentran sobre todo en la región sureste .

La Tabla 1 muestra el consumo de mercurio en Brasil en tres períodos distintos. Inicialmente hasta casi 1980, la principal fuente de mercurio en el país, fue la producción de cloro soda.

Desde el año 1980 el consumo de mercurio industrial se redujo sustancialmente.

Desde el año 1980 el consumo de mercurio industrial se redujo sustancialmente.

Hasta los 80 residuos de la zona de tratamiento de la salmuera y las células d mercurio fueron vertidos directamente al medio ambiente, no sé la cantidad exacta de mercurio metálico emitida y / o vertido en el suelo, el río o el aire.

Sólo en 1975, Carbocloro llegó a consumir 440 gramos de mercurio por tonelada de cloro producida. Se estima que este año se perdieron cerca de 40 toneladas de metal.

Sólo en 1975, Carbocloro llegó a consumir 440 gramos de mercurio por tonelada de cloro producida. Se estima que este año se perdieron cerca de 40 toneladas de metal.

Page 24: Diseño de planta

Boldrini y Pereira (1987) - Un estudio realizado en el estuario de Santos, llegaron a la conclusión de que las concentraciones de mercurio presentados comprometer el músculo de pescado estudiadas, destacando un área de contaminación por este metal. El jefe de la ría de Santos fue el lugar más contaminado.

El mercurio es el único metal que permanece en estado líquido y es volátil a temperatura ambiente.

El mercurio es el único metal que permanece en estado líquido y es volátil a temperatura ambiente.

Causar varias enfermedades crónicas, tales como lesión celular, que ataca principalmente el tracto digestivo, los riñones y el sistema central para alcanzar los niveles de concentración letal.

Entorno libre en una gran parte del mercurio está directa o indirectamente absorbido por las plantas y los animales acuáticos, que comienza el proceso de "bio-acumulación". Así, los seres humanos que reciben de final de carga química más tóxica al final del proceso acumulativo llamado "bio-magnificación".

La tecnología de membrana - ocupa el segundo lugar en el orden jerárquico, la eficiencia energética y las restricciones ambientales.

La tecnología de membrana - ocupa el segundo lugar en el orden jerárquico, la eficiencia energética y las restricciones ambientales.

Emplea asbesto membrana porosa basada.

Las materias primas deben ser de alta pureza.

Los productos de la célula son inmundos.

Page 25: Diseño de planta

El asbesto es una salud agresivo y debe ser manejado adecuadamente el material.

En la electrólisis de un cloruro de sistema de membrana de células de sodio se forman en el ánodo de cloro, sosa cáustica (12%) y el hidrógeno en el cátodo.

La tecnología de membrana se ha venido desarrollando con el tiempo, sobre todo porque el material de construcción, que se hizo originalmente de madera, luego cambió a hormigón, acero, polímeros y finalmente titanio. Los ánodos de carbón gastado para grafito y titanio recubiertos para más adelante. Los cátodos son pocas modificaciones en términos de material que queda en el acero, pero desarrollados en el aspecto energético. Los diafragmas se pueden hacer a partir de fibras de amianto y fibras sintéticas, tales como nombres comerciales y Poliramix Tephram (Lopes, 2003)

La tecnología de membrana se ha venido desarrollando con el tiempo, sobre todo porque el material de construcción, que se hizo originalmente de madera, luego cambió a hormigón, acero, polímeros y finalmente titanio. Los ánodos de carbón gastado para grafito y titanio recubiertos para más adelante. Los cátodos son pocas modificaciones en términos de material que queda en el acero, pero desarrollados en el aspecto energético. Los diafragmas se pueden hacer a partir de fibras de amianto y fibras sintéticas, tales como nombres comerciales y Poliramix Tephram (Lopes, 2003)

Suelo y agua - contaminada con mercurio y / o PCDD / PCDF (tecnologías de pilas de mercurio y / o diafragma con el uso de ánodos de grafito). Esta contaminación proviene de:

Suelo y agua - contaminada con mercurio y / o PCDD / PCDF (tecnologías de pilas de mercurio y / o diafragma con el uso de ánodos de grafito). Esta contaminación proviene de:

La deposición de las emisiones difusas de mercurio.

La deposición de los desechos contaminados con mercurio.

Page 26: Diseño de planta

La deposición de PCDD o PCDF contaminado con residuos.

Las medidas para controlar / minimizar:

Las medidas para controlar / minimizar:

Almacenaje y para piezas contaminadas en sitios de residuos cerradas, aisladas y impermeabilizadas.

La eliminación de contaminada para el tratamiento y / o el vertido de residuos.

Control de calidad de suelos, aguas superficiales y subterráneas potencialmente contaminada con Hg y PCDD / PCDF.

La tecnología de membrana - tiene una alta eficiencia energética y no sufre ninguna restricción de orden ambiental.

La tecnología de membrana - tiene una alta eficiencia energética y no sufre ninguna restricción de orden ambiental.

Proceso moderno, la última tecnología y unas pocas unidades instaladas en todo el mundo.

Calidad similar a la obtenida por los productos de células de mercurio.

Salmuera de alta pureza.

Page 27: Diseño de planta

El costo de reemplazo de las membranas es alta.

Produce gran pureza soda cáustica.

El cloro en el ánodo, soda cáustica (32-35%) y el hidrógeno en el cátodo: En el sistema de electrólisis con la producción de la membrana celular se produce.

El cloro en el ánodo, soda cáustica (32-35%) y el hidrógeno en el cátodo: En el sistema de electrólisis con la producción de la membrana celular se produce.

Es una tecnología que debe prevalecer en el futuro y que ya ha sido el método de elección para las nuevas instalaciones; sólo se utiliza en Japón.

Extracción del hidrógeno y dióxido de carbono desde el cloro producido en algunas situaciones.

Necesidad de concentrar la solución de soda cáustica al 50%.

Emisiones a la atmósfera:

Emisiones a la atmósfera:

- Cl2

- CO2

CCl4

Page 28: Diseño de planta

Emisiones al agua:

sulfatos

libre oxidativo

Cloruros

Los cloratos

Bromatos

Metales y CCl4

Estas emisiones se generan en los siguientes casos:

Estas emisiones se generan en los siguientes casos:

La evaporación de la solución de sosa cáustica (concentración final).

El secado de cloro.

Purificación de salmuera (lavado de resinas de intercambio iónico).

Purgas del circuito de salmuera (para evitar la acumulación de contaminantes).

Page 29: Diseño de planta

Residuos - se generan fundamentalmente durante la purificación de salmuera secundario:

Residuos - se generan fundamentalmente durante la purificación de salmuera secundario:

Materiales y recubrimientos de celulosa (filtro para la reducción de la dureza de barro / salmuera).

Resinas de intercambio iónico.

Membranas (esperanza de vida: 2-4 años) y sus sellos.

Lamas.

Con independencia de la tecnología utilizada, los principales insumos en el proceso son:

Con independencia de la tecnología utilizada, los principales insumos en el proceso son:

El cloruro de sodio o cloruro de potasio

El agua utilizada para:

preparación de la salmuera

circuito de soda cáustica (mantener el equilibrio de agua en la reacción de formación de NaOH)

unidad de absorción de cloro

Page 30: Diseño de planta

refrigeración

Energía

Sustancias auxiliares, utilizados para extraer las impurezas de la salmuera (carbonatos y bicarbonatos), para ajustar el pH del tratamiento de salmuera (HCl) para el secado de Cl2 (H2SO4).

Según el tipo de sal utilizada e independiente de la tecnología utilizada, la cantidad del producto final producido por 1000 kg de cloro producido es:

Según el tipo de sal utilizada e independiente de la tecnología utilizada, la cantidad del producto final producido por 1000 kg de cloro producido es:

1128 kg de NaOH (100%), NaCl si se utiliza como materia prima.

1,577 kg de KOH (100%) de KCl se utiliza como materia prima.

28 kg de hidrógeno.

La descarga y el almacenamiento de sal (en el interior, evitando las emisiones de sus partículas y contaminación).

La descarga y el almacenamiento de sal (en el interior, evitando las emisiones de sus partículas y contaminación).

Purificación y salmuera saturada (circuito de salmuera).

Page 31: Diseño de planta

Procesamiento de cloro (producción, enfriamiento, secado, compresión, licuefacción y almacenamiento).

NaOH Processing.

Procesamiento de hidrógeno.

Operaciones Unitarias - Op

Operaciones Unitarias - Op

Conversiones químicas - Cq

La purificación de la salmuera

La purificación de la salmuera

Elimina el Ca, Fe, Mg y NaOH por Barilla

Neutralizó con HCl (Cq).

La celda de diafragma

La celda de diafragma

Situado en serie para aumentar el voltaje

Page 32: Diseño de planta

Situado en serie para aumentar el voltaje

Reacciones

Reacciones

Eficiencia de la electrólisis es 50%.

Eficiencia de la electrólisis es 50%.

Solución de NaOH al 10-12% evaporó a 50%

Múltiples evaporadores de efecto

La solución diluida pasa a través de un tanque de sedimentación y una arandela de filtro (Op).

La solución diluida pasa a través de un tanque de sedimentación y una arandela de filtro (Op).

50% de hidróxido de sodio se concentra hasta un final de 70-75% de la primera etapa del evaporador con vapor de agua a 75 a 100 psig. (Op).

50% de hidróxido de sodio se concentra hasta un final de 70-75% de la primera etapa del evaporador con vapor de agua a 75 a 100 psig. (Op).

La solución debe ser en tuberías de vapor en las camisas para evitar la solidificación

Page 33: Diseño de planta

Calderos cerrados especiales, de fundición gris, el fuego directo. Funciona sólo con 70-75% de NaOH. (Op).

Calderos cerrados especiales, de fundición gris, el fuego directo. Funciona sólo con 70-75% de NaOH. (Op).

La temperatura final es de 500-600 ° C para evaporar toda el agua, excepto 1% o menos.

El producto se bombea entonces a una báscula de la máquina, donde se coloca en tambores para la venta.

El tratamiento en el 50% de sosa.

El tratamiento en el 50% de sosa.

Para la venta de la sosa de alta calidad (menos de 1% de impurezas en base anhidra).

Las impurezas - coloidal de hierro, NaCl, NaClO3.

Tratamiento carbonato de calcio para eliminar el hierro (Cq).

Las sales se precipitan en un cristalizador. (Op).

Las sales se precipitan en un cristalizador. (Op).

La solución resultante se coloca en una centrifugadora, donde se eliminan las sales. (Op).

Page 34: Diseño de planta

Después de la sosa va al evaporador de una etapa (Op) que sufren el proceso de fabricación simple.

Cloro Caliente del arrastre de vapor de agua ánodo.

Cloro Caliente del arrastre de vapor de agua ánodo.

Se enfría para condensar la mayor parte del vapor y se seca en un purificador de torre o H2SO4 (Op y Cq)

El cloro seco es comprimido a 35 psi y a veces hasta 80 psi (Op).

El cloro seco es comprimido a 35 psi y a veces hasta 80 psi (Op).

El calor de compresión se elimina y el gas se condensa.

El gas residual (aire) y cloro se utiliza en la producción de derivados de cloro, polvos inorgánicos y orgánicos, tales como lejía.

El hidrógeno se transforma en otros compuestos tales como HCl o amoníaco, o entra en la hidrogenación de reacciones orgánicas. (Cq.)

El hidrógeno se transforma en otros compuestos tales como HCl o amoníaco, o entra en la hidrogenación de reacciones orgánicas. (Cq.)

La salmuera influente se descompone parcialmente en un electrolizador para formar gas de cloro y amalgama de sodio.

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La salmuera influente se descompone parcialmente en un electrolizador para formar gas de cloro y amalgama de sodio.

La amalgama fluye en una célula secundaria (decomponedor) que se convierte en cáustica e hidrógeno

Steam - En los calentadores y evaporadores

Steam - En los calentadores y evaporadores

Electricidad - En la celda electrolítica

Electricidad - En la celda electrolítica

Refrigeración - En condensadores, cristalizadores en enfriadores.

Refrigeración - En condensadores, cristalizadores en enfriadores.

Temperatura - determina la pureza de soda, además de la viscosidad adecuada.

Temperatura - determina la pureza de soda, además de la viscosidad adecuada.

La corriente eléctrica - determina la eficiencia del tanque electrolítico

Presión - Importante para la seguridad del proceso

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Nivel - Importante para la seguridad del proceso

¿Qué es la OHSAS 18001?

¿Qué es la OHSAS 18001?

OHSAS 18001 es un marco que contiene los requisitos para los Sistemas de Gestión de Seguridad y Salud en el trabajo desarrollado conjuntamente por un grupo de organismos internacionales de certificación, organismos de normalización nacionales y otras partes interesadas. Permite a las organizaciones a gestionar los riesgos operativos y mejorar su rendimiento. Guías de la gestión de los aspectos de la seguridad y la salud en el trabajo y la actividad del negocio de manera más eficaz, teniendo en gran consideración la prevención de accidentes, reducción de riesgos y el bienestar de los empleados.

Cloruro de sodio - NaCl

Cloruro de sodio - NaCl

El ácido sulfúrico - H2SO4

Carbonato sódico - Na2CO3

Kelp

Se considera como referencia a la existencia de sistemas de gestión que garanticen la seguridad del proceso de producción para garantizar la prevención y control de accidentes técnicos, personales y ambientales.

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Se considera como referencia a la existencia de sistemas de gestión que garanticen la seguridad del proceso de producción para garantizar la prevención y control de accidentes técnicos, personales y ambientales.

Con la aplicación de la norma ISO 14001, OHSAS 18001 o equivalente, así como sistemas desarrollados sobre la base del compromiso de los responsables de la Industria Química.

Ca, Mg, Fe, procedentes de la purificación de salmuera y soda.

Ca, Mg, Fe, procedentes de la purificación de salmuera y soda.

Efluente Sal de la centrífuga.

Caldera de CO2

Steam - Blanco 0095.

Steam - Blanco 0095.

Agua - Green XXXX

Soda - púrpura.

Cloro Fría, el hidrógeno, el gas residual - amarillo de seguridad en 2586.

El cloro licuado - aluminio 0170.

Page 38: Diseño de planta

El ácido sulfúrico - seguridad naranja-1867

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El proceso de cloro-álcali es el proceso por el cual-químico industrial por la solución de cloruro de sodio (salmuera) obtenido por electrólisis de cloro gaseoso, sosa cáustica e hidrógeno. Los productos pueden ser utilizados en el mismo ciclo para producir derivados, tales como ácido clorhídrico (para la reacción de combustión de hidrógeno con cloro) e hipoclorito de sodio (para la reacción entre el gas cloro y la solución de sosa cáustica).

En lugar del cloruro de sodio se puede utilizar cloruro de potasio, en cuyo caso se obtiene la solución de potasa cáustica en lugar de la solución de soda cáustica.

La producción de cloro-álcali a escala industrial comenzó en 1892 El proceso requiere un alto consumo de energía y produce sosa cáustica y cloro en la misma cantidad de moles. Esto ha hecho necesario la búsqueda de nuevos usos de cloro que tiene una menor demanda. Originalmente se libera a la atmósfera, a continuación, como el ácido clorhídrico en agua, con efectos de la contaminación.

Proceso [editar | fuente editar]

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Actualmente la producción de soda y cloro gas se lleva a cabo a través de tres métodos diferentes: el sistema de membrana semi-permeable y el método de la celda de diafragma. El tercero, es el método más antiguo es el de la célula por medio de mercurio, que es perjudicial para el medio ambiente debido a los problemas de la eliminación de los residuos (sólidos, líquidos y gaseosos) contaminados por el mercurio. Incluso cloro y la sosa productos con el método de celdas de mercurio están contaminados con trazas de mercurio. El sistema en la membrana semipermeable y el diafragma no implica el uso de mercurio. En la membrana de proceso en el pasado se han utilizado en diafragmas de amianto, recientemente han sido sustituidos por materiales que no sean perjudiciales para la salud humana.

Membrana celular [editar | fuente editar]

Diagrama de funcionamiento de una celda de membrana para la producción de cloro-álcali.

El método más moderno para la producción de cloro y sosa cáustica es la electrólisis de cloruro de sodio / potasio en solución acuosa dentro de una membrana celular, compuesto de dos cámaras (compartimiento del ánodo y el compartimiento del cátodo) mantienen separados de un resina de intercambio iónico de la membrana semipermeable consiste en una pefluorata o perfluorocarbossilata, permeable al Na + y H20, pero no a OH y Cl. La salmuera concentrada de cloruro de sodio se introduce en la primera cámara (compartimiento del ánodo) de la célula donde los iones de cloruro se oxidan a cloro molecular en el ánodo.

2 Cl → Cl2 + 2 e-

Desde el compartimiento del ánodo sale reaccionó incluso el llamado depletta salmuera de cloruro empobrecida en el ánodo y sodio migró en el compartimiento de cátodo. Cada par de electrodos constituye una célula elemental. Usted debería considerar también la oxidación del oxígeno acuoso al oxígeno gaseoso. Pero la concentración de hidroxilo (OH) es tan baja en las condiciones de pH de las células electroquímicas (alrededor de 4-5) que se minimice la reacción. Sin embargo, incluso si un porcentaje pequeño, 1-2%, se produce oxígeno (sin acidificación adicional), que es un contaminante para el cloro molecular.

H2O + e → H2 + ½ OH

En el compartimiento de cátodo es diluida de sosa alimentado, el H + presentes desde la disociación del agua se reduce a gas hidrógeno liberando iones hidroxilo en solución:

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H2O + e → H2 + ½ OH

Desde entonces sub la solución de soda cáustica más concentrado que el que se suministra.

Del mismo modo, la oxidación, también se debe considerar la reducción de los iones de sodio en la escuela primaria de sodio, pero esta pareja tiene un potencial más bajo que el del gas de agua / hidrógeno par estándar, esta reacción no tiene lugar.

La membrana semipermeable permite que los iones de sodio se muevan desde el compartimiento anódico al compartimiento catódico, mientras que impide el paso de iones hidroxilo desde el compartimiento del cátodo al ánodo. Los iones de sodio en el compartimiento catódico en solución con los hidroxilos, permiten la producción de sosa cáustica (NaOH). La reacción global de la electrólisis de cloruro de sodio es:

2 NaCl + H2O → 2 Cl2 + H2 + 2 NaOH

Cl2 + 2 OH → H2O + Cl + ClO-

Variantes del procedimiento descrito pueden producir clorato.

3 6 Cl 2 + OH → Cl + 5 + 3 H2O ClO3-

Debido a la naturaleza corrosiva de cloro molecular en un ambiente húmedo, el ánodo debe estar hecho de titanio, mientras que el cátodo puede ser de níquel. De estos materiales se deposita recubrimiento (película) de diferentes tipos, dependiendo del proveedor de la tecnología. Este recubrimiento permite una notable reducción de las sobretensiones. En resumen, en la celda elemental los dos electrodos se separan de la membrana semipermeable. La solución saturada de cloruro de sodio se introduce en el compartimiento del ánodo. Así que gracias a la corriente continua que pasa a través del circuito, el cloro se desarrolla en el ánodo y de hidrógeno en el cátodo. Los permisos de membrana sólo iones de sodio para alcanzar el compartimiento del cátodo y reaccionan con los grupos hidroxilo producidos por la reducción, la formación de hidróxido de sodio, mientras que los iones cloruro se ven obstaculizados en dar reacción con soda. Desarrolla cloro molecular en el ánodo mientras que el cátodo se desarrolla hidrógeno y iones hidroxilo se forman.

Celda de diafragma [editar | fuente editar]

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En el proceso de cloro-álcali a través de la celda de diafragma, los dos compartimientos están separados por una membrana permeable, [1] en el pasado hecho con fibras de asbesto (amianto). La solución se introduce en el compartimento con el ánodo y desemboca en el segundo compartimiento. Como en la membrana celular, los iones cloruro se oxidan en el ánodo para producir gas cloro, mientras que el agua cátodo se divide para formar hidróxido de sodio e hidrógeno. El papel del diafragma es para evitar la reacción entre sodio y cloro. En este punto la solución de sosa sale de la célula. Normalmente, la sosa cáustica se debe concentró hasta 50% y debe ser purificada a partir de sal. Este resultado se puede lograr mediante los procesos de evaporación que implican un consumo de unos tres toneladas de vapor por tonelada de soda. La sal separada puede entonces ser reutilizada para saturar la solución de cloruro de sodio que se alimenta de nuevo en el ciclo. Como para el producto de cloro gaseoso, esta contiene trazas de oxígeno que a menudo se eliminan por licuefacción y evaporación.

Celdas de mercurio [editar | fuente editar]

Esquema de una célula de mercurio utilizado en el proceso de cloro-álcali

En el proceso usando células de mercurio, también conocido como proceso de Castner-Kellner, [2] la solución saturada de cloruro de sodio flota en el cátodo, que consiste en una película líquida de mercurio. El cloro se desarrolla en el ánodo, mientras que el sodio se disuelve en el mercurio en la llamada amalgama. [2]

NHG + Na + + e-→ Na (Hg) n

La amalgama fluye en la llamada celular secundaria (disamalgamatore) donde entra en reacción con el agua para formar hidróxido de sodio y mercurio metálico libre, también se forma en la reacción de gas hidrógeno. [2]

Na (Hg) n + H2O → NaOH + H2 + ½ n Hg

El mercurio se recicla entonces a la entrada de la celda electrolítica.

Las células de mercurio se eliminen progresivamente debido a su elevado impacto ambiental y su alto consumo de energía. De hecho, no fueron casos esporádicos de intoxicación por metilmercurio, producidos desde la contaminación de este tipo de células, como la causada por Dryden Chemical Company, en Grassy Narrows Ontario (Canadá), entre 1962 y 1970 [3] . La

Page 42: Diseño de planta

contaminación causada por Chisso Corporation en la bahía de Minamata (Japón) y el Mar Shiranui, 1956-1973, donde los moluscos, crustáceos y peces en la bahía, en la cadena alimentaria, provocaron la intoxicación por mercurio de los habitantes del lugar, de la que el nombre de "enfermedad de Minamata".

En Italia han sido reconocidos como responsables de la contaminación de mercurio de las plantas de Eni Gela (Sicilia) de 1971 a 1994 [4] [5] [6]

En el laboratorio [editar | fuente editar]

La electrólisis de cloruro de sodio puede llevarse a cabo en el laboratorio usando dos vasos, uno que contiene la solución y la otra agua pura que contiene, conectados por un puente de sal que se puede obtener doblando un tubo (no metálico), y los extremos de los cuales debe ser cerrado por solapas de tejido o un pañuelo. La colocación de un electrodo en la solución que producirá hidróxido de sodio e hidrógeno, y el otro electrodo (que puede ser una varilla de carbono, o el conductor de un lápiz) en la solución que producirá cloro. Finalmente conectar los electrodos a una diferencia de potencial de 12 voltios.

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Pag 4

ProductosCloro-Sosa y Derivados

Cloro   Cl2

Características Cloro gas y líquido

El cloro se produce en las celdas electrolíticas de membrana o diafragma, como un gas

amarillo-verdoso que después de varios procesos fisicoquímicos se lo remueve de

humedad, se comprime y se licua convirtiéndolo en un líquido amarillo intenso. Es el

segundo en reactividad entre los halógenos. El cloro gas es mas pesado que el aire y no

existe libre en la naturaleza sin estar combinado con otros elementos.

Aplicaciones Principalmente para la producción de productos de larga vida útil como el

Monómero de Cloruro de Vinilo VCM (que es materia prima para la producción de

PVC). Producción de Dióxido de Titanio (materia prima para las pinturas de color blanco),

blanqueo de celulosa en la industria de pulpa y papel, producción de agroquímicos,

tratamiento y potabilización de agua, e industria química en general. El cloro se vende en las siguientes presentaciones: Cilindros de 68 kg, Contenedores

de 907 kg, Carrotanques de 80 tons.

Manejo del producto El cloro se vende en cilindros de 68 kg, 908 kg o carros tanque de ferrocarril de 80

toneladas. Debido a que se suministra como líquido libre de humedad su manejo puede

realizarse en tuberías y accesorios de acero al carbón con diseño apropiado.

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Hipoclorito de sodio  NaClOCaracterísticas Es un líquido amarillo- verdoso, estable en un pH alcalino.

El hipoclorito de sodio contiene en su estructura molecular el cloro, que le da

propiedades oxidantes fuertes, característica que lo hace muy efectivo como

blanqueador y como un fuerte desinfectante.

Aplicaciones Este producto se utiliza principalmente para la fabricación de blanqueadores líquidos,

como sanitizante en general, para el tratamiento y potabilización de agua, fabricación

de catalizadores industriales, para el blanqueo y destintado de papel, etc.

Manejo del producto Es un producto no susceptible de almacenamiento prolongado, deberá almacenarse en

lugares frescos en contenedores limpios no metálicos, con un recubrimiento de PVC,

poliéster reforzado con fibra de vidrio u otro material resistente al producto. Se

recomienda almacenarlo en áreas ventiladas, protegido de la luz solar, libre de la

presencia de metales, cualquier material orgánico, ácidos y compuestos amoniacales.

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Sosa cáustica  NaOHCaracterísticas Sosa cáustica es el nombre comercial del hidróxido de sodio. Es un líquido que a

temperatura ambiente es viscoso y altamente corrosivo y su forma más comercial es en

Page 44: Diseño de planta

solución al 50% en peso aproximadamente. La sosa cáustica se obtiene en las celdas

electrolíticas de Membrana y Diafragma.

Aplicaciones Tiene un sinfín de aplicaciones, dentro de las principales se encuentran: producción de

aceites, jabones y detergentes, regeneración de resinas de intercambio iónico para

tratamiento de agua, lavado de botellas de vidrio, blanqueo de celulosa en la industria

de pulpa y papel, producción de azúcar refinada, teñido de telas de algodón, producción

de agroquímicos, fabricación de grenetinas y gelatinas, productos de limpieza en

general, etc.

Manejo del producto El transporte de la sosa cáustica se efectúa en auto-tanques (pipas) fabricadas de

acero al carbón o en carro tanques del mismo material, ambos recubiertos con un

material polimérico protector interno. También se maneja en recipientes de acero

inoxidable a temperatura ambiente. Por ser altamente corrosiva la sosa cáustica ataca el cuero, la lana, hules, resinas

de fenol-formaldehído y muchos metales como aluminio, magnesio, zinc, plomo,

cobre, estaño y bronce, así como superficies galvanizadas.

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Ácido clorhídrico  HClCaracterísticas Líquido transparente e incoloro o ligeramente turbio que va de incoloro a amarillo claro.

Es un líquido corrosivo a cualquier concentración que se distingue por su olor

característicamente irritante.

Aplicaciones Se utiliza para la producción de alta fructuosa que a su vez es utilizada como

endulzante en las industrias refresquera, dulcera y cervecera, es usado

ampliamente para el trefilado y decapado de metales. Se utiliza en la industria farmacéutica para la producción de medicamentos,

fabricación de pigmentos y colorantes, fabricación de cloruro férrico que es usado

en la industria de la litografía, entre otros. Es utilizado ampliamente para la manufactura de plásticos y hules, en la industria

petrolera, cerámica, etc.

Manejo del producto El transporte del ácido clorhídrico se efectúa en auto-tanques (pipas) de acero al carbón

con recubrimiento ahulado o de poliéster reforzado con fibra de vidrio.

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Clorato de potasio  KClO3

Características Es un sólido blanco en presentación granular fina. Es un oxidante fuerte.

Aplicaciones Su principal aplicación es en la fabricación de cerillos y artificios pirotécnicos.

Presentación Se vende en cuñetes de 50 kg.

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Pennvidral®Características La durabilidad de las soluciones de Pennvidral® es mayor a cualquier otra solución

alcalina. Este producto tiene la ventaja de ahorrar mano de obra en el manejo de los

aditivos y al mismo tiempo se evita el uso excesivo como las mermas de los mismos.

Tiene la característica de secuestrar metales.

Aplicaciones El Pennvidral® es un producto de limpieza que se utiliza principalmente para el lavado

de botellas en las plantas embotelladoras, este producto sustituye a la sosa cáustica y a

los aditivos empleados en esta operación.

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Perclorón®Características Perclorón® es un producto que se ha elaborado con base en base de hipoclorito de

sodio, conteniendo de origen 140 gramos de cloro activo por litro de solución. A

diferencia de otros productos para el tratamiento de piscinas, Perclorón® no contiene

derivados del cianuro.

Aplicaciones Se emplea como bactericida y alguicida en el tratamiento de aguas de piscinas, de

Page 45: Diseño de planta

servicios municipales, de instalaciones industriales, etc.

Presentación Porrón 20 lt.