carbonato de sodio

Análisis de Procesos:

Producción del Carbonato de Sodio

Proceso de producción del Carbonato de Sodio

El carbonato de sodio es una sal inodora de fórmula química Na2CO3.

Puede hallarse en la naturaleza u obtenerse artificialmente a través del proceso Leblanc o Solvay.

Es soluble en agua (solvente polar) e insolubles en alcohol, acetona y éter (solventes apolares).

Alrededor de 11 millones de toneladas de Na2CO3 se producen industrialmente al año.

Usos del Carbonato de Sodio

Principales usos del carbonato de sodio: Vidrio

Detergentes y jabonesTextiles

Siderúrgica

Tratamiento de agua

Producción de: soda cáustica, bicarbonato de sodio, nitrato de sodio.

Otros usos del carbonato de sodio incluyen: Cerámica, limpiadores, ablandador de aguas duras, pulpa y papel, refinación de

petróleos, producción de aluminio, preparación de farmacéuticos, regulador de pH, etc.

Obtención de Na2CO3 en el tiempo

• Calcinación de plantas

• Proceso Leblanc (1791 - 1915)

• Proceso Solvay (1863 - …)

• Yacimientos de Trona

Proceso Solvay

El método ideado por Solvay tiene por objetivo lograr la reacción entre cloruro de sodio y carbonato de calcio para dar carbonato de sodio y cloruro de calcio:

2 NaCl(aq) + CaCO3(s) Na2CO3(aq) + CaCl2(aq)

Para lograrlo fue necesario idear una serie de etapas intermedias:

NaCl(aq) + NH3(g) + H2O(l) + CO2(g) NaHCO3(s) + NH4Cl(aq)

2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

Diseñando el proceso de producción


Reactor

NaClNH3

NaHCO3

H2OCO2

NH4Cl

Diseñando un proceso más realista

NaCl + H2O + NH3 ↔ NaCl + NH4OH

2 NH4OH + CO2 ↔ (NH4)2 CO3 + H2O (NH4)2CO3 + CO2 + H2O ↔ 2 NH4HCO3

2 NH4HCO3 + 2 NaCl ↔ 2 NaHCO3 ↓ + 2 NH4Cl

NaCl + H2O + NH3 + CO2 ↔ NaHCO3 ↓ + NH4Cl

Diseñando un proceso más realista

AbsorbedorNaClNH3

NaHCO3H2O

NH4ClCarbonatador

NaCl + NH4OH

CO2

¿Cómo separamos el NaHCO3 del NH4Cl?


Separación del Bicarbonato de Sodio

FiltradorNH4Cl NaHCO3

NaHCO3

NH4Cl

AbsorbedorNaClNH3

H2O CarbonatadorNaCl + NH4OH

CO2

¿Cómo obtengo el Carbonato de Sodio a partir del Bicarbonato de Sodio?Al calentar el bicarbonato de sodio este se descompone. A los 50°C comienza a perder dioxido de carbono y se convierte enteramente en carbonato de sodio a los 100°C.

Obtención del Carbonato de Sodio

2 NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2


NaHCO3

NH4Cl

Abs.NaClNH3

H2OCarbon.

NaCl + NH4OH

CO2

Horno

CO2H2O

Na2CO3

Obtengo el producto deseado pero lanzo a la atmósfera desperdicios.¿Cómo puedo aprovechar esos desperdicios?

Reciclando los reactivos


NaHCO3

NH4Cl

Abs.NaClNH3

H2OCarbon.

NaCl + NH4OH

CO2

Horno

CO2H2O

Na2CO3

Condensador

CO2

H2O

Compuesto P.E. a 1 atm, en grados Celsius

Agua 100

Dióxido de Carbono -78.5

Reciclando los reactivos


NaHCO3

NH4Cl

Abs.NaClNH3

Carbon.NaCl + NH4OH

CO2

Horno

CO2H2O

Na2CO3

Condensador

CO2

H2O

El Dióxido de Carbono puro es caro.¿Hay alguna otra fuente más económica para el Dióxido de Carbono?

Obteniendo materia prima (CO2)

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

FiltradorNH4Cl

NaHCO3

NaHCO3

NH4Cl

Abs.NaClNH3

Carbon.NaCl + NH4OH

Horno

CO2H2O

Na2CO3

Conden.

CO2

H2O

Horno

CO2

CO2

CaCO3CaO

Regeneración del Amoníaco

2 NH4Cl(aq) + Ca(OH)2(aq) 2 NH3(g) + CaCl2(aq) + 2 H2O(l)

FiltradorNH4Cl

NaHCO3

NaHCO3

NH4Cl

Abs.NaCl

Carbon.NaCl + NH4OH

Horno

CO2H2O

Na2CO3

Conden.

CO2

H2O

Horno

CO2

CO2

CaCO3CaO

Destilador

NH3

Ca(OH)2

H2O

CaCl2

Obtención del Hidróxido de Calcio

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq)

FiltradorNH4Cl

NaHCO3

NaHCO3

NH4Cl

Abs.NaCl

Carbon.NaCl + NH4OH

Horno

CO2H2O

Na2CO3

Conden.

CO2

H2O

Horno

CO2

CO2

CaCO3CaO

Destilador

NH3

Ca(OH)2

H2O

CaCl2

TanqueH2O

Proceso completo

2 NaCl(aq) + CaCO3(s) Na2CO3(aq) + CaCl2(aq)

FiltradorNH4Cl

NaHCO3

NaHCO3

NH4Cl

NaCl

Horno

CO2H2O

Na2CO3

Conden.

CO2

H2O

Horno

CO2

CO2

CaCO3CaO

NH3

Ca(OH)2

H2O

CaCl2

TanqueH2O

Carbon.NaCl + NH4OH

Abs.

Destilador

Proceso real

Absorbedor, Carbonatador y Destilador

carbonato de sodio

Documents