سود پرک یا سدیم هیدروکسید تولید در مقیاس صنعتی

سود پرک یا همان سدیم هیدروکسید، ماده‌ای سفید رنگ، جامد با چگالی 2/13 گرم بر سانتی مکتر مکعب است، دمای ذوب آن 1388 درجه سانتی‌گراد می باشد. این ماده معمولا با خلوص ۹۸ یا ۹۹ درصد در صنایع مختلف به مصرف می رسد.

شکل ظاهری ماده

1-سود پرک (سود سوزآور)، سود پرک به رنگ سفید و بدون بو بوده و به صورت پرک یا پولک به فروش می رسد. به این دلیل به آن سود پرک می گویند که به لحاظ ظاهری پرک است.

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

3-سود گرانول، جامد، سفید رنگ و شبیه دانه 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، می رسد.

4- سود مایع، در اثر انحلال سدیم هیدروکسید جامد در آب تولید می شود، سود مایع معمولاً با خلوص 50 درصد استفاده می گردد.

فرآیند تولید سود پرک

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 تولید شده در این فرایند برای تولید آمونیاک، هیدروکلریک اسید و هیدروژنه کردن ترکیبات آلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مجموعا بیشتر از ۹۵ درصد از ظرفیت تولید کلر و تقریباً تمام ظرفیت تولید سدیم هیدروکسید (سود پرک یا سود کاستیک) بر اساس فرآیند هیدرولیز آب نمک صورت می گیرد.

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 این 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 می‌کند.

تولید صنعتی سود پرک

روشهای تولید:

روش جیوه ای (مرکوری)

روش دیافراگم

روش غشایی (ممبران)

در صورت استفاده از روش جیوه ای (مرکوری) سود مایع که عاری از کلر است، تولید می شود، اما استفاده از مقدار بسیار زیادی از جیوه دراین فرآبند منجر به بروز آلودگی های زیست ‌محیطی بسیار جدی می‌گردد، هر ساله در یک چرخه تولید معمولی بیش از صدها کیلوگرم جیوه ناشی از انجام فرایند تولید، خارج شده و در محیط انباشته می‌شوددر اینجا بای دذکر گردد که گاز کلر و سود مایعی که از روش جیوه ای تولید می‌شوند هم حاوی مقدار ناچیزی جیوه بوده و ممکن است موجب بروز آلودگی های زیست محیطی گردند. اما در روش‌ های دیافراگم و غشایی از جیوه استفاده نمی‌شود، ولی سود سوزآور تولید شده در این روش ها حاوی مقداری کلر است که باید پس از فرایند تولید از آن حذف گردد.

تولید سود مایع با روش جیوه ای

در روش جیوه‌ای (مرکوری) که به نام کستنرهم شناخته می‌شود، محلول اشباع شده آب و نمک بر روی یک لایه نازک از جیوه قرار می‌گیرد. در این فرآیند جیوه به عنوان کاتد ایفای نقش می کند و با سدیم ایجاد شده در محلول برهم‌ کنش کرده و ترکیب مخلوطی از سدیم و جیوه (آمالگام) را ایجاد و تولید می نمایند. آمالگام سدیم- جیوه به طور پیوسته از رآکتور بیرون آمده و با آب برخورد داده می‌شود که این امر منجر به تجزیه این مخلوط به سدیم هیدروکسید، هیدروژن و جیوه می شود. جیوه به دست آمده به فرآیند جیوه ای بازگردانیده شده و کلر تشکیل شده در آند به شکل گاز از رآکتور خارج می گردد. روش جیوه ای به دلیل مشکلات زیست محیطی و مسمومیت‌هایی که جیوه آن ایجاد می کرده، منسوخ شده است.

تولید سود مایع با روش دیافراگم

 با استفاده از روش سلول دیافراگمی، هیدروژن، سود کاستیک و کلر 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. در این محلول معمولاً باید غلظت سود مایع به ۵۰ درصد رسیده و نمک آن حذف گردد.

محصول خروجی این فرایند محلول رقیق آب ‌نمک و سود مایع است. سود کاستیک مایع به منظور غلیظ سازی به سمت سینی های نیکل سرازیر می شود و با حرارت ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد از سود مایع ۵۰ درصد به ۹۸ درصد تبدیل می گردد، به‌ طوری‌ که به ازای هر یک تن سود مایع حدودا سه تن آب تبخیر می گردد. نمک بدست آمده از 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 کرد.

تولید سود مایع با روش غشایی

رایج ‌ترین روش تولید سدیم هیدروکسید، الکترولیز آب ‌نمک (محلول آبی سدیم کلرید) در یک سلول غشایی است. این روش با روش دیافراگم متفاوت است بطوری که در اطراف هر یک از الکترودهای موجود در محلول، به جای دیافراگم، غشا قرار داده شده است. در این روش، آب نمک اشباع وارد محفظه اول رآکتور 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 از تجزیه ی مولکول‌های آب به دست می‌آیند، با استفاده از جریان الکتریکی به هیدروژن گازی تبدیل 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 بخش دوم سلول را می‌دهد و این در حالی است که یون های کلرید در بخش آند باقی می مانند.

در قسمت کاتد یون‌های هیدروکسید با یون‌های سدیم به‌ منظور تولید سدیم هیدروکسید واکنش داده و سود به دست آمده در این روش به طور چشمگیری حاوی سدیم کلرید (نمک) کمتری است و در نتیجه دارای خلوص و کیفیت بالاتری نسبت به روش تولید دیافراگمی بوده، در نتیجه دیگر نیازی به فرآیند نمک زدایی نیست. از سلول غشایی ببرای جلوگیری از واکنش بین کلر و یون‌های هیدروکسید استفاده می گردد و اگر این واکنش اتفاق افتد، کلر تجزیه شده و یون‌های کلرید و هیپوکلریت به وجود می‌آیند. به دلیل خورنده بودن گاز کلر تولید شده در بخش آند باید ز فلزاتی چون تیتانیوم که در برابر خوردگی مقاوم هستند، بهره برد. درصورتی که در کاتد (جایی که یون هیدروکسید به وجود می آید) می شود از فلزاتی همچون نیکل نیز استفاده کرد که به‌ راحتی اکسید می‌شوند.

تولید سود پرک

سود پرک با استفاده از سود مایع طی فرآیند تبخیر و غلیظ سازی تولید می‌گردد. ابتدا سود مایع ۵۰ درصد توسط تانکرهای و ماشین های حمل ویژه به کارخانه‌های تولید کننده سود پرک انتقال می یابد و سپس از آن طی فرآیندی در خطوط غلیظ سازی، ضمن تبخیر آب موجود در آن، و طی مراحلی، با دقت و نظارتی دقیق سود پرک جامد با خلوص ۹۹-۹۸ درصد تولید می گردد.

کاربردهای سدیم هیدروکسید

سود پرک در شوینده ها

یکی از مصارف مهم سود پرک در صنعت مواد شوینده است. با توجه به اینکه رایان شیمی تقریبا تمام مواد اولیه مورد نیاز کارخانه های تولیدی مواد شوینده و بهداشتی را فراهم میکند و آز آنجا که این ماده نیز مورد استفاده این صنعت نیز میباشد این شرکت همچون دیگر مواد اولیه باکیفیت قابل عرضه خود این ماده را نیز با کیفیت عالی در اختیار مشتریان خود قرا می دهد. سدیم هیدروکسید در صابون‌سازی در 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 نیز استفاده می‌گردد. از دیگر کاربردهای سود پرک استفاده در تولید سفیدکننده‌ها است. سفیدکننده‌ها کاربردهای صنعتی و خانگی فراوانی مانند چربی بری و کنترل قارچ و کپک دارند.

سود پرک در صنایع نساجی

الیاف ها قبل از اینکه برای رنگرزی آماده شوند درمعرض عوامل خارجی زیادی قرار میگیرند وآلوده میشوند. همچنین برخی از الیاف ها مانند پشم ها دارای چربی است که از بدن حیوان خارج میشود این آلودگی ها و چربی ها اگر پاک سازی نشوند مانع نفوذ رنگ به داخل الیاف ها شده و کیفیت محصول را بشدت پائین می آورند. قبل از رنگرزی در مرحله ی شستشو، سود سوزآور مهم ترین کاربرد را دارد. سود سوزآور به صورت پرک یا پودر یا ساچمه ای است که در اثر حل شدن با آب یک محلول قلیایی ایجاد می کند و به دلیل خاصیت چربی زدایی در صنایع به عنوان چربی گیر صنعتی یا همان صابون صنعتی استفاده می شود.

سود پرک در صنایع کاغذ سازی

این ماده در صنعت کاغذسازی در سراسر جهانت بیشترین استفاده و کاربرد را دارد. از سود سوزآور در فرآیندهای خمیر سازی و سفید کردن، حذف جوهر از کاغذهای بازیافتی و همچنین بخش تصفیه آب استفاده می شود. سود پرک در جداسازی الیاف سلولز از لیگنین و در تجزیه چوب و تولید خمیر در صنعت کاغذ سازی نقش اساسی دارد.

سود پرک در صنایع معدنی

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