Cách Sản xuất Natri Hydroxit?

I. Tổng quan về Vật liệu

Natri hydroxit hay thường được biết đến với tên xút ăn da, xút lỏng hoặc natri hydroxit là hóa chất cơ bản thiết yếu đối với ngành công nghiệp hiện đại. Hình thái vật lý: chất tinh khiết có thể tồn tại dưới dạng chất rắn kết tinh trắng, trong suốt, rất dễ hút ẩm. Sản phẩm trong công nghiệp thường được phân phối dưới các dạng: vảy, hạt, cục hoặc dưới dạng dung dịch đậm đặc (xút nguyên chất). Đặc tính hóa học: các đặc điểm chính là tính kiềm mạnh và khả năng ăn mòn cao. Chất này tan tốt trong nước với lượng nhiệt tỏa ra đáng kể. Nó phản ứng mạnh với axit (phản ứng trung hòa), xà phòng hóa chất béo, hòa tan protein, đồng thời phản ứng mãnh liệt với nhiều kim loại (như nhôm, kẽm...) cũng như thủy tinh và gốm sứ.

Ii. Sản xuất Th chnology

Natri hydroxit về cơ bản được sản xuất trên phạm vi toàn cầu gần như đồng thời với sản xuất clo và hai chất này thường được gọi chung là ngành Công nghiệp Clo-Ăn kiềm. Quá trình này dựa trên nguyên lý điện phân dung dịch muối (dung dịch NaCl) bão hòa, trong đó khí clo (Cl2) được tạo ra ở cực dương, và natri hydroxit cùng khí hydro (H2) được tạo ra ở cực âm. Các quy trình quan trọng nhất phụ thuộc vào công nghệ ngăn cách buồng catốt, bao gồm:

1. Buồng điện phân màng:

Nguyên lý: Màng ngăn xốp bằng amiăng (hoặc màng ngăn cải tiến) được đặt giữa buồng anốt và buồng catốt. Buồng anốt chứa nước muối; nước muối sau khi điện phân sẽ đi qua màng ngăn vào buồng catốt, tại đây clo và nước muối đã trung hòa giải phóng hydro và NaOH. Sản phẩm ở catốt là hỗn hợp NaOH, NaCl và nước. Đặc điểm: Công nghệ thuộc dạng trung niên, chi phí đầu tư thấp. Tuy nhiên, dung dịch kiềm sản phẩm có nồng độ thấp (khoảng 10-12%) và chứa nhiều muối, do đó cần phải bốc hơi, cô đặc và tách muối ra, dẫn đến tiêu hao năng lượng lớn. Màng ngăn làm bằng amiăng gây rủi ro về môi trường và sức khỏe, đang dần được thay thế hoặc cải thiện.

2. Cell màng trao đổi ion:

Nguyên lý: Tách biệt hai khoang với màng trao đổi cation chọn lọc cao. Màng này cho phép ion Na (Na+) di chuyển từ khoang anode sang khoang cathode, nhưng ngăn cản sự di chuyển ngược lại của OH- và Cl-. Nước muối sử dụng có độ tinh khiết cao được đưa vào buồng anode, trong khi nước tinh khiết (hoặc kiềm loãng) được bổ sung vào buồng cathode. Sản phẩm thu được là dung dịch catholyte (dung dịch NaOH) có nồng độ cao (32-35%) và dung dịch anolyte (nước muối đã qua xử lý) có độ tinh khiết cao. Tính chất: sản phẩm NaOH chất lượng cao, đậm đặc, tinh khiết (hàm lượng muối rất thấp). Tiêu hao năng lượng thấp: giảm đáng kể nhu cầu năng lượng dùng cho bay hơi và cô đặc. Thân thiện môi trường: loại bỏ hoàn toàn nguy cơ ô nhiễm amiăng; phần lớn hệ thống kín có chất lượng tốt nên rò rỉ rất ít. Hiệu suất cao: hiệu suất dòng điện cao, hoạt động ổn định. Trạng thái: đây là công nghệ ưu tiên lựa chọn tại các cơ sở sản xuất clor-kiềm mới và hiện đại trên toàn thế giới ngày nay.

3. Tế bào Thủy ngân

Nguyên lý: Là loại catốt sử dụng thủy ngân chảy liên tục. Các ion Na+ được phóng điện tại catốt thủy ngân, tạo thành hỗn hống natri sau đó chảy ra khỏi bình điện phân và được chuyển hóa thành dung dịch NaOH có nồng độ cao và H2 trong thiết bị phân hủy mà nước được đưa vào. Đặc điểm: Về nguyên tắc có khả năng sản xuất xút lỏng với nồng độ và độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, nhược điểm chính là gây ra rủi ro ô nhiễm thủy ngân nghiêm trọng, đe dọa lớn đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Hiện trạng ngày nay: Quy trình này đã bị loại bỏ đáng kể trên đất liền do mức độ nguy hiểm không thể chấp nhận được đối với môi trường, một phần đã chuyển sang sử dụng quy trình màng.

Iii. TỔNG QUAN

Màng trao đổi ion là công nghệ tiên tiến chủ đạo hiện nay: các đặc tính kinh tế - kỹ thuật và môi trường vượt trội của nó đã đảm bảo vị thế thống trị trên thị trường trong sản xuất clo-công nghiệp kiềm hiện đại, đồng thời mang lại năng suất tiên tiến nhất vào lúc này. Hướng đi cơ bản phía trước được gọi một cách thích hợp là Sản xuất xanh: loại bỏ các chất gây ô nhiễm nghiêm trọng nhất (chẳng hạn như các tế bào thủy ngân), cải tiến các quy trình truyền thống (ví dụ như thay thế amiăng trong các màng ngăn), và tiếp tục tinh chỉnh thiết kế màng và bình điện phân lên các mức hiệu quả mới về năng lượng và vật liệu là sự đồng thuận chung trong ngành công nghiệp.