Sodyum Hidroksit Nasıl Üretilir?

Ben. Malzeme Genel Bakış

Sodyum hidroksit veya yaygın olarak kostik soda, lye ya da sodyum hidroksit olarak bilinen madde, modern sanayi için gerekli temel kimyasallardan biridir. Fiziksel görünüm: Saf madde, beyaz, yarı şeffaf kristal yapılı bir katı halinde bulunabilir ve çok higroskopiktir. Sanayide kullanılan ürün yaygın olarak; pul, granül, kaya parçaları şeklinde ve ayrıca konsantre solüsyonlar (yaş kostik) halinde dağıtılmaktadır. Kimyasal özellikleri: Ana etiketlemeleri güçlü alkaliliği ve güçlü aşındırıcılığıdır. Suda oldukça çözünürdür ve büyük miktarda ısı açığa çıkarır. Asitlerle reaksiyona girer (nötralizasyon); yağları sabunlaştırır, proteinleri çözer ve birçok metal (alüminyum, çinko vb.) yanında cam ve porselenlerle de şiddetli reaksiyonlar verir.

Ii. Üretim - Evet. teknoloji

Sodyum hidroksit, dünya çapında neredeyse daima klor üretimiyle birlikte üretilir ve ikisi sıklıkla Klor-Alkali Sanayi olarak anılır. Bu, doymuş tuzlu su (NaCl çözeltisi) elektrolizi temeline dayanır; burada klor gazı (Cl₂) anotta, sodyum hidroksit ve hidrojen gazı (H₂) ise katotta oluşur. En önemli süreçler, katod bölmesi ayırma teknolojisine bağlıdır ve bunlar şunları içerir:

1.Diyafram Hücre：

Prensip: Anot ve katot odaları arasında gözenekli asbest (veya modifiye diyafram) kullanır. Anot bölmesi tuzlu su ile doldurulur; seyreltik tuzlu su, diyaframdan katot bölmesine geçer ve burada klor ile nötralize olmuş tuzlu su hidrojen ve NaOH açığa çıkarır. Katot ürünü, NaOH, NaCl ve su karışımıdır. Özellikler: Modaya uygun şekilde orta yaşlı teknoloji, düşük sermaye maliyeti. Ancak elde edilen konsantre çözelti düşük konsantrasyona (yaklaşık %10-12) sahip olup yüksek tuz içeriğine sahiptir. Bu yüzden buharlaştırma, konsantre etme ve tuzu ayırma işlemi gereklidir ve bu işlemler yüksek enerji tüketimi gerektirir. Asbestten üretilen diyafram çevresel ve sağlık riskleri taşımaktadır ve zamanla değiştirilmekte ya da iyileştirilmektedir.

2. İyon Değişim Membran Hücresi:

Prensip: İki kompartımanı ayırır, yüksek seçicili civa değişimli membran ile. Bu membran, anot kompartımanında bulunan Na iyonlarının (Na+), katoda geçişine izin verir; ancak OH- geri geçişini ve Cl- hareketini engeller. Kullanılan sirkat suyu çok yüksek saflıktadır ve anot odasına eklenir; katot odasına ise saf su (veya seyreltik kostik) ilave edilir. Ürünler yüksek konsantrasyonlu (%32-35'e varan) katolit (NaOH çözeltisi) ve yüksek saflıkta anolit (seğnenmiş NaCl sirkat suyu) olmaktadır. Özellikleri: Yüksek kalite, yüksek konsantrasyon ve yüksek saflıkta NaOH ürünü (çok düşük tuz içeriği). Düşük enerji tüketimi: Buharlatma ve konsantre etme işlemlerinde gerekli olan enerji büyük ölçüde azalır. Çevre: Asbest kaynaklı tüm kirlilik risklerini ortadan kaldırır; sızdırmazlık parçalarının büyük kısmı yüksek kalitede olduğu için sızıntı çok azdır. Yüksek verimlilik: Yüksek akım verimliliği, kararlı çalışma. Durum: Bugün dünyada yeni ve ana akım klor-alkali tesislerinin tercih edilen teknolojisidir.

3. Civa Hücresi

Prensip: Akım geçen civayı kullanan katot tipidir. Na+ iyonları, civa katodunda elektriklenerek elektroliz cihazından dışarı akan sodyum amalgamı oluşturur ve su ilave edilen bir ayrıştırıcıda yüksek konsantrasyonlu NaOH ve H2'ye dönüştürülür. Özellikleri: yüksek konsantrasyonda ve saflıkta sıvı kostik üretme potansiyeline sahipti. Bununla birlikte, ekolojik sistem ile insan sağlığına ciddi tehditler oluşturan civa kaynaklı yüksek kirlilik riskinin bulunması, temel dezavantaj olarak öne çıkmaktadır. Günümüzdeki durumu: topraklarda işlenemez çevresel tehlike nedeniyle bu süreç büyük ölçüde ortadan kaldırılmış olup, bir kısmı membran prosesine geçmiştir.

Iii. ÖZET

İyon Değişim Membranı, en gelişmiş ana akım yöntemdir: teknik-ekonomik ve çevresel özelliklerinin üstünlüğü, modern klor-alkali üretimindeki pazar hegemonluğunu sağlamıştır; şu anda en verimli ve ileri düzeyde verimlilik sağlar. Gelecekte izlenecek temel yol, uygun bir şekilde Yeşil Üretim olarak adlandırılmaktadır: En ciddi kirletici kaynakları (civa hücreleri gibi) emekliye ayırmak, geleneksel süreçleri iyileştirmek (diaframalardaki asbestin yerine başka malzemeler kullanılması gibi), membranların ve elektrolizör tasarımının enerji ve malzeme verimliliği açısından yeni seviyelere ulaştırılması endüstride genel olarak kabul gören yaklaşımlardır.