روش صنعتی تولید سود پرک و کاربردهای آن

سود پرک (سدیم هیدروکسید)، ماده‌ای جامد و سفید رنگ با دمای ذوب ۱۳۸۸ درجه سانتی‌گراد و چگالی ۲/۱۳ گرم بر سانتی مکتر مکعب می‌باشد.
این ماده معمولا با خلوص ۹۸ یا ۹۹ درصد به مصارف گوناگون می رسد.

سود سوزآور

سود پرک

هیدروکسید سدیم از نظر شکل ظاهری به چهار صورت قابل عرضه می باشد که عبارتند از:

۱- سود مایع، که در اثر انحلال سدیم هیدروکسید جامد در آب تولید می شود، سود مایع معمولاً با درصد خلوص ۵۰ درصد مورد استفاده قرار می گیرد.

سود پرک

سود مایع

۲- سود پرک (سود سوزآور)، سود پرک به رنگ سفید و بدون بو بوده و به صورت پرک یا پولک عرضه می شود. (به دلیل پرک پرک بودن به آن سود پرک می گویند)

سود سوزآور

سود پرک

۳- سود گرانول، سود گرانولی با حالت فیزیکی جامد، رنگ سفید و شبیه گلوله های کوچک برف است که در تولید آن از دقت و ظرافت بیشتری بهره برده می شود زیرا این ماده معمولا به مصرف صنایع داروسازی و نساجی که دارای کاربردهای حساس تری می باشند مورد استفاده قرار می گیرد.

سدیم هیدروکسید

سود گرانولی

۴- سدیم هیدروکسید پودری، که داری دانه هایی نسبتا ریز می باشد.

هیدروکسید سدیم

سدیم هیدروکسید پودری

فرآیند تولید سود پرک

بیش از ۹۵ درصد ظرفیت تولید کلر و تقریباً ۱۰۰ درصد ظرفیت تولید سدیم هیدروکسید (سود کاستیک یا سود پرک) بر اساس فرآیند هیدرولیز آب نمک می‌باشد. در این فرآیند محلول سدیم کلرید (آب نمک) به‌صورت الکترولیزی به کلر (کلر گازی) و محلول سدیم هیدروکسید و هیدروژن (هیدروژن گازی) تجزیه می‌شود. اگر به جای استفاده از آب نمک (محلول سدیم کلرید)، از محلول کلسیم کلرید یا پتاسیم کلرید به‌عنوان ماده اولیه استفاده شود، محصول واکنش به‌جای سدیم، حاوی پتاسیم یا کلسیم خواهد بود. همچنین فرآیندهایی وجود دارد که هیدروژن کلرید مایع را به هیدروژن و کلر و یا سدیم کلرید ذوب شده را به کلر و سدیم فلزی تبدیل می‌کنند.
در تولید سود مایع با استفاده از محلول سدیم کلرید به‌ عنوان ماده اولیه، به ازای تولید هر ۱۰۰۰ کیلوگرم کلر، حدود۱۱۲۶ کیلوگرم سدیم هیدروکسید و ۲۸ کیلوگرم هیدروژن تولید می شود. مقدار زیادی از هیدروژن تولیدشده در این فرایند برای تولید آمونیاک، هیدروکلریک اسید و هیدروژنه کردن ترکیبات آلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تولید صنعتی سدیم هیدروکسید (الکترولیز محلول اشباع سدیم کلرید)

نمایشگر ویدیو

به طور کلی سه روش مرسوم جهت تولید سود سوز آور وجود دارد:
۱- روش غشایی (ممبران – Membrane cell)
۲- روش دیافراگم (Diaphragm cell)
۳- روش جیوه ای (مرکوری – Mercury cell)

سود پرک

روش های تهیه هیدروکسید سدیم

در صورت استفاده از روش جیوه ای سود مایع عاری از کلر تولید می شود، اما استفاده از چندین تن جیوه در این فرآبند منجر به بروز مشکلات زیست ‌محیطی جدی می‌گردد، به طوری که در هر سال در یک چرخه تولید معمولی صدها کیلوگرم جیوه از فرآیند خارج شده و در محیط انباشته می‌شود. لازم به ذکر است که گاز کلر و سود مایعی که از روش جیوه ای تولید می‌شوند هم حاوی مقدار ناچیزی جیوه بوده و ممکن است موجب بروز مسمومیت های زیست محیطی گردند. در روش‌ های غشایی و دیافراگم از جیوه استفاده نمی‌شود، اما سود سوزآور تولید شده حاوی مقداری کلر است که باید از آن حذف گردد.

تولید سود مایع با روش دیافراگم (Diaphragm cell)

با استفاده از روش سلول دیافراگمی، کلر، سود کاستیک و هیدروژن به صورت همزمان تولید می‌شوند. در این فرآیند دو بخش رآکتور توسط یک صفحه دیافراگمی نفوذپذیر که اغلب از جنس آزبست است، از هم جدا شده‌اند. در رآکتور دیافراگمی، آب نمک اشباع به بخش آند سلول یعنی جایی که گاز کلر آزاد می شود، وارد شده و از آنجا به ‌سوی بخش کاتد جریان می یابد. نقش دیافراگم در این روش جدا ساختن محلول آب نمک از سود مایع در قسمت کاتد می باشد، جایی که گاز هیدروژن در آنجا آزاد می‌شود.
محصول خروجی فرآیند محلول رقیق آب ‌نمک و سود مایع است. در این محلول معمولاً باید غلظت سود مایع به ۵۰ درصد رسیده و نمک آن حذف گردد. سود کاستیک مایع به منظور غلیظ سازی به سمت سینی های نیکل سرریز می شود و با حرارت ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد از سود مایع ۵۰ درصد به ۹۸ درصد تغلیظ می گردد، به‌طوری‌که به ازای هر تن سود مایع در حدود ۳ تن آب تبخیر می گردد. نمک بدست آمده از محصولات واکنش برای اشباع کردن محلول رقیق آب نمک استفاده می‌شود. کلر به دست آمده از این فرآیند حاوی اکسیژن است و اغلب باید از طریق مایع سازی و تبخیر دوباره، آن را خالص سازی نمود.

تولید سود مایع با روش دیافراگم

تولید سود مایع با روش دیافراگم

تولید سود مایع با روش غشایی (ممبران – Membrane cell)

رایج‌ترین روش تولید سدیم هیدروکسید الکترولیز آب ‌نمک (محلول آبی سدیم کلرید) در یک سلول غشایی است. تفاوت این روش با روش دیافراگم در این است که اطراف هر یک از الکترودهای قرار گرفته در محلول، به جای دیافراگم توسط غشا احاطه شده است. در این روش، آب نمک اشباع وارد محفظه اول رآکتور ( جایی که گاز کلر آزاد می شود) می گردد. در این بخش یون‌های کلرید توسط آند اکسید شده و با از دست دادن الکترون به گاز کلر تبدیل می‌شوند.
در قسمت کاتد، یون‌های مثبت هیدروژن که با تجزیه شدن مولکول‌های آب به دست می‌آیند، توسط جریان الکتریکی به هیدروژن گازی احیا شده و یون های هیدروکسید تولید شده در محلول آزاد می‌شوند. غشا نفوذ پذیر یونی در وسط سلول ( بین دو بخش کاتد و آند) فقط به یون‌های مثبت سدیم اجازه عبور به سمت بخش دوم سلول می‌دهد در حالی که یون های کلرید در بخش آند باقی می مانند. در قسمت کاتد یون‌های هیدروکسید با یون‌های سدیم به‌ منظور تولید سدیم هیدروکسید واکنش می‌دهند.

سود به دست آمده در این روش به طور قابل توجهی دارای سدیم کلرید (نمک) کمتری می ‌باشد و در نتیجه دارای خلوص و کیفیت بالاتری نسبت به روش تولید دیافراگمی بوده و در نتیجه نیازی به فرآیند نمک زدایی ندارد. سلول غشایی به ‌منظور جلوگیری از واکنش بین کلر و یون‌های هیدروکسید استفاده می گردد و اگر این واکنش رخ دهد، کلر تجزیه می‌شود و یون‌های کلرید و هیپوکلریت به وجود می‌آیند. به دلیل خورنده بودن گاز کلر تولید شده در بخش آند می بایست در این بخش از فلزاتی مانند تیتانیوم که در برابر خوردگی مقاوم هستند، بهره گرفت. درصورتی که در کاتد (جایی که یون هیدروکسید به وجود می آید) می‌توان از فلزاتی مانند نیکل که به‌ راحتی اکسید می‌شوند نیز استفاده کرد.

تولید سود مایع با روش غشایی

تولید سود مایع با روش غشایی

تولید سود مایع با روش جیوه ای (مرکوری – Mercury cell)

در روش جیوه‌ای (مرکوری) که به نام فرآیند کستنر- کلنر (Castner–Kellner) هم شناخته می‌شود، محلول اشباع آب نمک در بالای یک لایه نازک از جیوه قرار می‌گیرد. در این فرآیند جیوه به عنوان کاتد ایفای نقش کرده و با سدیم ایجاد شده در محلول برهم‌کنش نموده و ترکیب مخلوطی از سدیم و جیوه (آمالگام) به دست می‌آید. آمالگام سدیم- جیوه به طور پیوسته از رآکتور خارج شده و با آب واکنش داده می‌شود و منجر به تجزیه این مخلوط به سدیم هیدروکسید، هیدروژن و جیوه می شود. جیوه به دست آمده به فرآیند جیوه ای باز گردانیده شده و کلر تشکیل شده در آند به شکل گاز از رآکتور خارج می گردد. روش جیوه ای به دلیل نگرانی‌های زیست محیطی و مسمومیت‌هایی که به خاطر جیوه در کشورهای مختلف به وجود آمده است، منسوخ شده است.

تولید سود مایع با روش جیوه ای

تولید سود مایع با روش جیوه ای

تولید سود پرک

سود پرک یا سود کاستیک با استفاده از سود مایع تولیدی پتروشیمی‌ها طی فرآیند غلیظ سازی و تبخیر تولید می‌گردد. فرآیند تولید سود پرک به این صورت است که ابتدا سود مایع ۵۰ درصد توسط تانکرهای مخصوص به کارخانه‌های تولید کننده سود پرک منتقل می‌شود و پس از آن سود مایع طی فرآیند تولید در خطوط تغلیظ، ضمن تبخیر آب موجود در آن، با طی مراحلی و با دقت و نظارت دقیق به سود پرک جامد با خلوص ۹۹-۹۸ درصد تبدیل می‌گردد.

کاربردهای سدیم هیدروکسید

سود پرک در صنایع کاغذ سازی
بیشترین استفاده و کاربرد سود پرک در سراسر جهان در صنایع کاغذسازی می‌باشد. استفاده از سود سوزآور در فرآیندهای خمیر سازی و سفید کردن، جوهر بری از کاغذهای بازیافتی و همچنین بخش تصفیه آب صورت می‌پذیرد. سود پرک در جداسازی الیاف سلولز از لیگنین و در تجزیه چوب و تولید خمیر در صنعت کاغذ سازی نقش اساسی دارد. همچنین سود پرک برای افزایش pH در فرآیند تخمیر الیاف کاغذ استفاده می شود. با اضافه شدن سود پرک به الیاف کاغذ، pH آن بالا رفته و موجب می شود الیاف ها صاف، صیقلی و متورم شوند که این امر در پروسه آسیاب شدن آن ها بسیار مهم است. سود پرک همچنین در سفید کردن الیاف قهوه ای در فرآیند پخت تاثیر دارد.

سود پرک در صنایع نساجی
از سود پرک به‌ منظور فرآوری کتان و رنگرزی الیاف مصنوعی مانند نایلون و پلی‌استر استفاده می باشد.

سود پرک در شوینده ها
یکی دیگر از مصارف مهم سود پرک در صنعت مواد شوینده است. سدیم هیدروکسید در صابون‌سازی در اثر واکنش با چربی، پیه و روغن‌های گیاهی به صابون تبدیل می‌شود. همچنین این ماده برای تولید سورفکتانت های آنیونی که یک ماده ضروری و مهم در اغلب محصولات پاک ‌کننده و شوینده می‌باشد، استفاده می‌گردد. از دیگر کاربردهای سود پرک استفاده جهت تولید سفیدکننده‌ها می باشد. سفیدکننده‌ها کاربردهای صنعتی و خانگی فراوانی مانند چربی بری و کنترل قارچ و کپک دارند.

سود پرک در صنایع معدنی
یکی از کاربردهای مهم هیدروکسید سدیم یا سود کاستیک در صنعت آلومینیوم‌ سازی می باشد که برای حل کردن سنگ معدن بوکسیت که ماده خام و اولیه تولید آلومینیوم است، به کار می رود.

کاربردهای سود پرک

کاربردهای سود پرک

از مصارف و سایر کاربردهای سود پرک جامد یا سود کاستیک مایع می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
صنعت غذایی، صنایع شیر، کنسرو سازی، نوشابه سازی، کارخانه قند و شکر، روغن، صنعت فلزی و تولید شیشه، آلومینیوم، گالوانیزه و آبکاری، باطری سازی، صنعت دارو سازی، الکل سازی و آرایشی و بهداشتی، صنعت تولید چرب گیر ها و سایر صنایع وابسته، صنعت نفت و گاز و پترو شیمی، صنعت تولید کارتن و کاغذ، صنعت چرم و نساجی و صنعت رنگرزی

One Comment

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *