Rosalyn nacl

Índice
• Introducción • Productos derivados y aplicaciones • Procesos
– Método Leblanc – Método Solvay – Electrólisis del NaCl fundido – Electrólisis del NaCl en solución acuosa

Industria derivada del NaCl

• Esquema resumen
Jorge Ramírez Química Industrial 2003/2004 Jorge Ramírez Química Industrial 2003/2004 Industria del NaCl 2

Introducción
• Industria del cloro-álcali (NaCl)
–Todo el Cl y sus derivados – Casi todo el Na y sus derivados

Productos / Aplicaciones
• Na2CO3
– Base de compuestos inorgánicos
• Carbonatos (pigmentos) • Sales de Na • NaOH (reacción con cal)

• Origen del NaCl
– Agua de mar – Minas de sal

– – – –

Agente neutralizante Detergentes y jabones Cerámicos refractarios Vidrio (baja el punto de fusión)
• 90% vidrios en España tienen Na2CO3– Tratamiento de aguas industriales (pH)
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• NaOH (sosa caústica)
– En disolución – Regulación pH – Saponifocación

Procesos
• Producción Na2CO3
– Descomposición con H2SO4 (Leblanc) – Descomposición con NH4HCO3 (Solvay)

• Cloro
– – – – – Productos clorados(insecticidas, disolventes…) Industria papelera y textil (decolorante) HCl, ácidos y sales del cloro Cloruro de vinilo (PVC) Tratamiento de agua

• Electrólisis de la sal fundida
– Na metal y Cl2

• HCl
– Síntesis – Ajustes de pH
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• Electrólisis en disolución
– Cl2, NaOH y H2
Jorge Ramírez Química Industrial 2003/2004Industria del NaCl 6

• Proceso Leblanc (Francia, 1790)
– Descomposición de NaCl con H2SO4
Fuente para Cl2

•

Procedimiento Solvay (Bélgica, 1865)
2NaCl + CaCO3  Na 2 CO3 + CaCl2 →
Reacción imposible de forma directa

– Serie de ciclos
A. En disolución, precipitación de bicarbonato sódico

1
Reducción a alta T

2NaCl + H 2SO 4  2HCl + Na 2SO 4 → Na 2SO 4 + 4C  4CO + Na 2S → Na2S + CaCO3  CaS + Na 2 CO3 →
Piedra caliza Residuo, fuente de H2SO4 Sosa

2 3

 → NaCl + NH 4 HCO3 ← NaHCO3 + NH 4 Cl
Se separa por filtración

B. Calcinación en horno

2NaHCO3  Na 2 CO3 + CO 2 + H 2 O →

2NaCl + H 2SO 4 + 4C + CaCO3  2HCl + 4CO + CaS + Na 2 CO3 →
Jorge Ramírez Química Industrial 2003/2004 Jorge Ramírez Química Industrial 2003/2004

Sosa

Industria delNaCl 7

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Esquema del proceso Solvay

C. Regeneración del amoníaco

2NH 4 Cl + Ca ( OH )2  2NH 3 + H 2 O + CaCl2 →
Cal
Residuo de difícil aplicación

CaCO3  CaO + CO 2 →
E. Regeneración de NH4HCO3 para A

A E

CO 2 + NH 3 + H 2 O  NH 4 HCO3 →
Proveniente de B y D Proveniente de C

C
horno
filtro

horno

D. Producción de cal (calcinación de caliza)para C

D

* B

*
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• NaCO3 de origen natural
– Minerales que contienen sosa – Trona: Na2CO3 · NaHCO3 · 2 H2O
• Wyoming, California (EE. UU.), Kenia, Egipto (África) • Tratamiento con CO2 (gas) • Filtrado, lavado y calcinado NaHCO3 Na2CO3

• Electrólisis delNaCl fundido
– Na (producto principal), Cl2 (secundario)
Ánodo Cátodo
• Inconvenientes
– Costoso energéticamente – Alta corrosividad – El Na hierve a 877 ºC

Cl− − e  1 2 Cl2 → Na + + e  Na →

– Alta temperatura de fusión NaCl (806 ºC)

– Más barato – menos contaminante – 30% de producción en 1985
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– Solución:
•NaOH fundido (318 ºC)
Ánodo Cátodo
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OH − − e  1 4 O2 + 1 2 H2 O → Na + + e  Na →

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• Electrólisis del NaCl en disolución acuosa
Salmuera
∆V

• Cátodo de Hg
Ánodos de grafito

Iones presentes H+ OHNa+ Cl-

Se descargan Cátodo Hg: Na+ Ánodo grafito: Cl-

Quedan H+ OH-

Cl2 (g) concentrado NaOH en disolución H2...