সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড কীভাবে উৎপাদন করা যায়?

I. ম্যাটেরিয়াল ওভারভিউ

সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড অথবা সচরাচর কস্টিক সোডা, লাই বা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড হল আধুনিক শিল্পের জন্য প্রয়োজনীয় একটি মৌলিক রাসায়নিক কাঁচামাল। ভৌত গঠন: বিশুদ্ধ পদার্থটি সাদা, স্বচ্ছ স্ফটিকাকার কঠিন রূপে থাকতে পারে, যা অত্যন্ত আর্দ্রতাগ্রাহী। শিল্প পণ্যগুলি প্রায়শই ছড়ানো থাকে: চূর্ণ, শস্য, বড় টুকরা, ঘন দ্রবণের (আর্দ্র কস্টিক) রূপে। রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য: প্রধান লেবেলগুলি হল তীব্র ক্ষারতা এবং তীব্র ক্ষয়কারিতা। এটি জলে সহজে দ্রবণীয় এবং প্রচুর তাপ উৎপন্ন হয়। এটি অ্যাসিডের সঙ্গে বিক্রিয়া করে (প্রশমন); এটি স্নেহ পদার্থকে সাবানীকরণ, প্রোটিন দ্রবীভূত করে এবং অনেক ধাতু (অ্যালুমিনিয়াম, দস্তা ইত্যাদি) এবং কাঁচ ও মাটির পাত্রের সঙ্গেও তীব্র বিক্রিয়া করে।

II. উৎপাদন TE প্রযুক্তি

সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড প্রায় সম্পূর্ণ বিশ্বজুড়ে ক্লোরিন উৎপাদনের সাথে একযোগে উৎপাদিত হয় এবং এদুটি প্রায়শই ক্লোর-আলকালি শিল্প হিসাবে পরিচিত। এটি একটি সংপৃক্ত লবণ (NaCl দ্রবণ) এর তড়িৎ বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে যেখানে অ্যানোডে ক্লোরিন গ্যাস (Cl2) এবং ক্যাথোডে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ও হাইড্রোজেন গ্যাস (H2) উৎপন্ন হয়। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলি ক্যাথোড কক্ষের পৃথকীকরণ প্রযুক্তির উপর নির্ভরশীল, এবং এতে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:

1. ডায়াফ্রাম সেল:

নীতি: এটি অ্যানোড এবং ক্যাথোড কক্ষের মধ্যে ছিদ্রযুক্ত এসবেস্টস (অথবা পরিবর্তিত ডায়াফ্রাম) ব্যবহার করে। অ্যানোড কক্ষটি লবণাক্ত জল দিয়ে পরিপূর্ণ হয়; সেই লবণাক্ত জল ডায়াফ্রামের মধ্য দিয়ে ক্যাথোড কক্ষে চলে যাবে, যেখানে ক্লোরিন এবং নিরপেক্ষ লবণাক্ত জল হাইড্রোজেন এবং NaOH নির্গত করে। ক্যাথোড উৎপাদনটি হল NaOH, NaCl এবং জলের মিশ্রণ। বৈশিষ্ট্য: ফ্যাশনেবলভাবে মধ্যবয়সী প্রযুক্তি, কম মূলধন। কিন্তু উৎপাদিত ক্ষার তরলের ঘনত্ব কম (প্রায় 10-12%) এবং লবণের পরিমাণ বেশি থাকে, তাই বাষ্পীভবন, ঘনীভবন এবং লবণের পৃথকরণের জন্য অতিরিক্ত শক্তি খরচ হয়। এসবেস্টস দিয়ে তৈরি ডায়াফ্রাম পরিবেশ ও স্বাস্থ্যের ঝুঁকি বহন করে এবং ধীরে ধীরে প্রতিস্থাপিত হচ্ছে।

2. আয়ন বিনিময় মেমব্রেন সেল:

নীতি: দুটি কক্ষকে পৃথক করে, একটি উচ্চ-নির্বাচনী ক‍্যাটায়ন বিনিময় মেমব্রেন দিয়ে। এই মেমব্রেনটি Na আয়ন (Na+) এর গতিপথকে অ্যানোড কক্ষে থেকে ক‍্যাথোড কক্ষে পরিবাহিত হতে দেয়, কিন্তু OH- এর পশ্চাৎগামী গতিপথ এবং Cl- এর গতিকে বাধা দেয়। ব্যবহৃত লবণজল উচ্চ মানের হয় এবং তা অ্যানোড কক্ষে যোগ করা হয় এবং খাঁটি জল (বা লঘু কস্টিক) ক‍্যাথোড কক্ষে যোগ করা হয়। উৎপাদনগুলি হল উচ্চ-গাঢ়তা (32-35% পর্যন্ত) ক‍্যাথোলাইট (NaOH দ্রবণ) এবং অ‍্যানোলাইট (নিঃশেষিত NaCl লবণজল) উচ্চ মানের। বৈশিষ্ট্য: উচ্চ মানের, উচ্চ গাঢ়তা এবং উচ্চ মানের NaOH উৎপাদন (খুব কম লবণের পরিমাণ)। শক্তি খরচ কম: বাষ্পীভবন ও সান্দ্রতার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি অনেকটাই কমে যায়। পরিবেশ: এসবেস্টস দ্বারা দূষণের সম্ভাবনা এড়িয়ে চলে; এর সীলের অধিকাংশ অংশই উচ্চ মানের, তাই কম ফুটো হয়। উচ্চ দক্ষতা: উচ্চ তড়িৎ দক্ষতা, স্থিতিশীল কাজ। অবস্থা: বর্তমানে বিশ্বব্যাপী নতুন এবং প্রধান ক্লোর-আলকালি সুবিধাগুলির পছন্দের প্রযুক্তি হিসাবে এটি বিবেচিত হয়।

3. মারকারি সেল

নীতিঃ এটি ক্যাথোড-প্রকার যেখানে প্রবাহিত পারদ ব্যবহৃত হয়। Na+ আয়নগুলি পারদ ক্যাথোডে নিষ্কাশিত হয়ে সোডিয়াম অ্যামালগাম গঠন করে, যা ইলেক্ট্রোলাইজার থেকে বেরিয়ে আসে এবং ডিকম্পোজারের মধ্যে দিয়ে জল প্রবর্তিত হওয়ার ফলে উচ্চ ঘনত্বের NaOH এবং H2-এ রূপান্তরিত হয়। বৈশিষ্ট্যঃ উচ্চ ঘনত্ব এবং উচ্চ বিশুদ্ধতাযুক্ত তরল কস্টিক নির্মাণ করার সম্ভাবনা ছিল। তবুও, পারদের দূষণের উচ্চ ঝুঁকি বর্তমান ছিল, যা পারিপার্শ্বিক ব্যবস্থা এবং মানব স্বাস্থ্যের প্রতি গুরুতর হুমকি হিসাবে কাজ করেছিল, যা প্রধান অসুবিধা হিসাবে দাঁড়িয়েছিল। বর্তমানে অবস্থা: অসহনীয় পরিবেশগত বিপদের কারণে ভূখণ্ডে এই প্রক্রিয়াটি উল্লেখযোগ্যভাবে বাতিল করা হয়েছে, এবং কিছু অংশ মেমব্রেন প্রক্রিয়ায় রূপান্তরিত হয়েছে।

III. সংক্ষিপ্ত বিবরণ

আয়ন বিনিময় মেমব্রেন হল স্টেট অফ দ্য আর্ট মূলধারা: এর চমৎকার প্রযুক্তিগত-অর্থনৈতিক এবং পরিবেশগত চরিত্রের কারণে আধুনিক ক্লোর-আলকালি উত্পাদনে এটি বাজারের প্রভাব বজায় রেখেছে, যা সর্বাধিক উৎপাদনমূলক-উন্নত উৎপাদনশীলতা প্রদান করে। এগিয়ে যাওয়ার মৌলিক পথটি উপযুক্তভাবে গ্রিন ম্যানুফ্যাকচারিং নামে পরিচিত: সবচেয়ে বেশি দূষণকারী (যেমন পারদ ঘটিত ঘর) কে অবসর দেওয়া, প্রচলিত প্রক্রিয়াগুলি সুষ্ঠু করা (যেমন ডায়াফ্রামগুলিতে এ্যাসবেস্টসের পরিবর্তে অন্য কিছু ব্যবহার), এবং মেমব্রেন এবং ইলেক্ট্রোলাইজার ডিজাইনকে শক্তি এবং উপকরণের নতুন দক্ষতার স্তরে সামঞ্জস্য করা শিল্পের মধ্যে প্রচলিত সম্মতি।