Processo cloro e soda

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SEMINÁRIO 
DISCIPLINA - PROCESSOS INORGÂNICO
ALUNOS
EMERSON LEANDRO DA SILVA
JOÃO PACHECO DE ALMEIDA PRADO FILHO
Profª Márcia R. M. Chaves
INTRODUÇÃO 
Está entre as mais importante atividades econômicas do mundo;
	
Montante de Consumo próxima do Acido Sulfúrico e Amônia; 
	
Dificilmente um produto em alguma fase de sua produção não utilizou cloro e/ou soda.
ASPECTOS ECONÔNIMOS
	Como consumidores os seguintes setores da economia:
	Papel e Celulose, Química e Petroquímica, Alumínio, Construção Civil, Sabões e Detergentes, Têxtil, Metalúrgica, Tratamento de Água, etc.
CONSUMO DA SODA
CONSUMO DO CLORO
OS PRINCIPAIS PRODUTORES DE SODA E CLORO NO BRASIL SÃO:
- Carbocloro (São Paulo)
- Braskem (Alagoas)
- Bayer (Rio de Janeiro)
- DuPont (São Paulo)
- De Nora (São Paulo)
- SASIL – Distrib. de Produtos Químicos (Bahia)
- Solvay (São Paulo)
- Eltech (São Paulo)
- Dow (São Paulo)
- Complexo Industrial de Aratú (Bahia)
 LOCALIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS PRODUTORES DE SODA E CLORO
MATÉRIA PRIMA
 SAL (HIDRÓXIDO DE SÓDIO)
MATÉRIA PRIMA
O sal pode ser obtido de 3 maneiras:
Evaporação solar da água;
Mineração do sal gema;
Salmoura de poços.
MATÉRIA PRIMA
	Evaporação Solar da Água
	
	Pela evaporação solar da água do mar ou nas salmouras dos lagos ocidentais, tendo uma pureza entre 98 e 99%
MATÉRIA PRIMA
	Mineração do Sal Gema
	Composição amplamente variável dependendo assim do seu local de origem, certos tipos podem chegar a uma pureza de 99,5%. Essa mineração utiliza métodos análogos à mineração do carvão.
MATÉRIA PRIMA
	Salmoura de Poços
	Injeção de água em depósitos de sal, 98% de pureza. Essa pureza vai depender em grande parte da pureza da água utilizada para dissolver o leito de sal.
	O método mais utilizado para a extração do sal é evaporação a vácuo de múltiplo efeito.
MATÉRIA PRIMA
	Os processos de evaporação solar e das minas muitas vezes fornecem um sal com pureza suficiente para o emprego direto, entretanto uma grande parte deve ser purificada para remover matérias como cloreto de cálcio e magnésio
MATÉRIA PRIMA
	No Brasil apenas as plantas da TRIKEM em Maceió(AL) e da Dow em Aratu(BA) são abastecidas por minas de sal gema. 
PROCESSO DE PRODUÇÃO
O cloro e a soda são produzidos simultaneamente, pela eletrólise de sal, numa proporção fixa de 1 tonelada de cloro, para 1,12 tonelada de soda, sendo o processo eletrolítico o empregado em mais de 95% da produção mundial.
PROCESSO DE PRODUÇÃO
Para produção de cloro soda existem três tipos de tecnologia eletrolítica: célula de diafragma, célula de mercúrio e célula de membrana. O processo de diafragma, é o mais utilizado no mundo 46%, seguido pelo processo de membrana 32% e de mercúrio 22%.
PROCESSO DE PRODUÇÃO
	No Brasil a tecnologia mais utilizada é o diafragma 71%, mercúrio com 25% e membrana com apenas 4%.
	
	
DISTRIBUIÇÃO TECNOLOGIA BRASIL
CÉLULA DE MERCÚRIO
CÉLULA DE MERCÚRIO
As matérias-primas não precisam ser de alta pureza
Ânodos de titânio recobertos com platina
Soda cáustica mais pura e mais concentrada (50% em média)
Tem o maior gasto energético com eletrólise
Câmara primária: 
Na+ + Hg + e- → Na(Hg) (Cátodo)
2Cl- → Cl2+ 2e- (Ânodo)
Câmara secundária (decompositor):
Na(Hg) → Na+ + Hg + e- (Ânodo)
2H2O + 2e- → 2OH- + H2 (Cátodo)
CÉLULA DE MERCÚRIO
Células de mercúrio na empresa Araripe em Igaraçu, PE
Captação do cloro gasosos na empresa Araripe em Igaraçu, PE
CÉLULA DE MERCÚRIO
O H2 do decompositor possui traços de Hg, removidos em leitos de carvão impregnados com enxofre
Posterior purificação da soda para a remoção de traços de mercúrio dissolvidos no produto. 
Esta soda cáustica pode ser usada em processos que exigem um produto com baixos teores de cloretos
CÉLULA DE MERCÚRIO
Contaminação ambiental devido as perdas de mercúrio, apesar deste atuar em ciclo fechado com uso e reuso
A contaminação do meio ambiente ocorre através da geração de efluentes líquidos decorrentes da lavagem do equipamento, manutenção de células, vazamentos, ou até mesmo através na geração de vapor nas células eletrolíticas.
INTOXICAÇÃO POR MERCÚRIO
CÉLULA DE DIAFRAGMA
CÉLULA DE DIAFRAGMA
Um cátodo e um ânodo são separados por um diafragma poroso. Que permite apenas íons Na+ migram para o cátodo
O diafragma é feito por fibras de amianto, mas esta sendo substituído por plástico
O diafragma evita reações secundárias, como a formação do hipoclorito
2Cl-(aq) → Cl2(g)+ 2e- (Ânodo)
2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) (Cátodo)
Na+(aq) + OH-(aq) → NaOH(aq)
CÉLULA DE DIAFRAGMA
A célula de mercúrio consome cerca de 15% a mais de energia que a célula de diafragma
Metade do NaCl é convertido em NaOH, com uma mistura final usual de 11% de NaOH e 16% de NaCl. 
A solução é concentrada num evaporador a vapor, que leva à cristalização de uma grande quantidade de NaCl e a uma solução final contendo 50% de NaOH e 1% de NaCl. 
CÉLULA DE MEMBRANA 
Esta tecnologia usa uma membrana polimérica de troca iônica que separa o ânodo e o cátodo. 
Essa membrana é feita de uma resina especial, a qual permite que seja atravessada por cátions, mas não por ânions.
Produz uma soda cáustica com concentração média de 32% 
processo de menor consumo de energia elétrica, comparando-se com as demais rotas eletrolíticas, mas necessitando, ser concentrada por evaporação de parte da água.
CÉLULA DE MEMBRANA 
CÉLULA DE MEMBRANA 
CÉLULA DE MEMBRANA 
TRANSPORTE E ARMAZENAGEM
O gás cloro é um gás tóxico e fortemente agressivo, se liquefeito, causa queimaduras químicas e térmicas. No meio ambiente, afeta os cursos d’água, a fauna e a flora.
É armazenado em cilindros, líquido ou gasoso e transportado em carros-tanque.
A soda cáustica é usualmente vendida a 50% em carros-tanque em recipientes resistentes a corrosão.
Possui ação corrosiva sobre tecidos da pele, olhos e mucosas. Pode causar danos a fauna e flora
RENDIMENTO DE PROCESSO
No processo da eletrólise, a soda cáustica é co-produzida numa proporção fixa de 1 tonelada de cloro e 1,13 toneladas de soda cáustica. Utilizada numa grande variedade de aplicações industriais
O item mais importante de curto é a Energia elétrica, pois as plantas de cloro soda são eletro-intensivas.
ENTRADAS NO PROCESSO
Cloreto de sódio 
Água (salmoura, circuito de soda cáustica(manter o balanço de água na reação de formação de NaOH e arrefecimento)
Energia elétrica
Matérias auxiliares, remover impurezas da salmoura (carbonatos e bicarbonatos), para ajuste do pH no tratamento da salmoura (HCl), para secagem do Cl2 (H2SO4).
PROCESSO EM TODAS TECNOLOGIAS
*Descarga e armazenamento do sal;
*Purificação e saturação da salmoura (circuito da salmoura);
*Processamento de NaOH (liquido ou escamas);
*Processamento de cloro (produção, arrefecimento, secagem, compressão, liquefação e armazenamento);
*Processamento de hidrogênio.
FLUXOGRAMA
REFERENCIAS
ABCLOR – Associação Brasileira de Cloro e Soda.
CARBOCLORO – Empresa Brasileira produtora de cloro e soda.
EMERSON – emerls80@gmail.com
JOÃO – joaopach6@gmail.com