Bagaimana untuk Menghasilkan Natrium Hidroksida?

I. Gambaran Bahan

Natrium hidroksida atau biasanya dirujuk sebagai soda api, lye atau natrium hidroksida adalah bahan kimia asas mentah yang mesti ada dalam industri moden. Bentuk fizikal: bahan tulen boleh wujud dalam bentuk pepejal hablur putih dan lutcahaya, yang sangat higroskopik. Barang industri selalu diedarkan: dalam bentuk serpih, butiran, ketulan, dalam bentuk larutan kepekatan tinggi (soda api berair). Ciri-ciri kimia: label utama adalah alkali kuat dan sifat korosif yang kuat. Ia mudah larut dalam air dengan banyak haba yang dihasilkan. Ia bertindak balas aktif dengan asid (peneutralan); ia menyabunkan lemak, melarutkan protein, dan bertindak balas secara ganas dengan pelbagai logam (aluminium, zink, dll.) serta kaca dan seramik.

Ii. Pengeluaran TE teknologi

Natrium hidroksida secara asasnya dihasilkan di seluruh dunia hampir secara serentak dengan pengeluaran klorin, dan kedua-duanya sering dirujuk sebagai Industri Klor-Alkali. Ini adalah berdasarkan elektrolisis larutan garam tepu (larutan NaCl) di mana gas klorin (Cl₂) terbentuk di anod, manakala natrium hidroksida dan gas hidrogen (H₂) terbentuk di katod. Proses yang paling penting bergantung kepada teknologi pemisahan kompartmen katod, dan ia merangkumi:

1.Sel Diafragma：

Prinsip: Ia menggunakan asbes berliang (atau diafragma berubah suai) antara ruang anod dan katod. Ruang anod diisi dengan garam tulen; garam tulen yang telah dikeluarkan akan melalui diafragma ke ruang katod, seterusnya klorin dan garam tulen yang dineutralkan membebaskan hidrogen dan NaOH. Produk katod ialah campuran NaOH, NaCl, dan air. Ciri-ciri: Teknologi yang sederhana dan berusia, modal rendah. Tetapi larutan natrium kaustik yang dihasilkan mempunyai kepekatan rendah (kira-kira 10-12%) dan kandungan garam yang tinggi, maka penguapan, pemekatan dan pengasingan garam diperlukan yang mana penggunaan tenaga yang tinggi terlibat. Diafragma yang dibuat daripada asbes membawa risiko alam sekitar dan kesihatan, dan secara perlahan-lahan digantikan atau dipertingkatkan.

2. Sel Membran Penukaran Ion：

Prinsip: Memisahkan dua kompartmen, dengan membran penukar kation yang sangat selektif. Membran ini membenarkan penghijrahan ion natrium (Na+), apabila berada di dalam kompartmen anod, ke arah kompartmen katod, tetapi menghalang penghijrahan balik OH- dan pergerakan Cl-. Garam tulen yang tinggi digunakan dan ditambahkan ke dalam ruang anod manakala air tulen (atau alkali cair) ditambahkan ke dalam ruang katod. Produknya adalah elektrolit katod (larutan NaOH) dan anolit (garam NaCl yang telah dikeluarkan sebahagian) dengan kepekatan tinggi (sehingga 32-35%) serta kelulusan tinggi. Ciri-ciri: produk NaOH berkualiti tinggi, pekat dan tulen (kandungan garam yang sangat rendah). Penggunaan tenaga yang rendah: keperluan tenaga dalam penyejatan dan pemekatan berkurangan secara ketara. Persekitaran: mengelakkan semua isu pencemaran oleh asbestos; sebahagian besar daripada sistem penyegelannya berkualiti tinggi, maka kebocoran berlaku dengan sedikit sahaja. Kecekapan tinggi: kecekapan arus tinggi, operasi stabil. Status: merupakan teknologi pilihan untuk kemudahan klor-alkali baru dan utama di seluruh dunia pada masa kini.

3. Sel Merkuri

Prinsip: Ia jenis katod menggunakan merkuri yang mengalir. Ion Na + dinyahcas di katod merkuri membentuk amalgam natrium yang dialirkan keluar dari elektroliser dan ditukarkan kepada NaOH kepekatan tinggi dan H 2 melalui suatu pengurai dengan memperkenalkan air ke dalamnya. Ciri-ciri: secara teorinya mampu menghasilkan litium kaustik cecair dengan kepekatan dan ketulenan tinggi. Walau bagaimanapun, risiko tinggi berlakunya pencemaran merkuri yang memberi ancaman serius kepada sistem ekologi dan kesejahteraan manusia merupakan kelemahan utama proses ini. Pada masa kini, status: proses ini telah dikurangkan secara besar-besaran di daratan disebabkan oleh bahaya alam sekitar yang tidak dapat diterima, dan sebahagian besarnya beralih kepada proses membran.

Iii. Ringkasan

Membran Penukaran Ion adalah teknologi utama terkini: sifatnya yang sangat baik dari segi teknikal dan ekonomi serta alam sekitar telah memastikan dominasi pasarnya dalam pengeluaran klor-alkali moden, iaitu produktiviti yang paling tinggi-dan maju-pada masa ini. Arah ke depan yang mendasar dikenali sebagai Green Manufacturing: menamatkan penggunaan pencemar paling ketara (seperti sel raksa), memurnikan proses konvensional (seperti menggantikan asbestos dalam diafragma), dan terus menyelaraskan reka bentuk membran dan elektrolisis kepada tahap kecekapan tenaga dan bahan yang lebih tinggi merupakan pendirian bersetuju yang luas dalam industri.