a. Importancia Importancia industrial industrial y económica económica del proceso proceso Cloro-sosa Cloro-sosa La instalación de una planta de cloro-soda tiene un gran impacto económico desde el punto de vista de sus materias primas e insumos y de la distribución de los productos terminados. La gran cantidad de sal que debe manejarse para la producción de soda cáustica a escala industrial, hace necesaria la cercanía de las fábricas a los yacimientos naturales de cloruro de sodio o, al menos, una muy eficiente logística de transporte, ya que el costo de dicha materia prima está básicamente constituido constituido por el valor de flete de la misma. misma. Tambin es importante mencionar que la energía elctrica representa, apro!imadamente, el "#$ del costo de la %nidad de &osto 'lectrolítico ('&%). *e llama '&% al costo de fabricar una tonelada de &loro más +,+" toneladas de *oda &áustica. or lo tanto, esto significa que esta es una industria electrointensiva que tiene una alta dependencia de la disponibilidad y el costo de la electricidad y, paralelamente, implica un impacto muy grande en la economía local de la generación de tal insumo. or /ltimo, debe aclararse que los vol/menes de manejo de materias primas (básicamente cloruro de sodio) y productos terminados (soda cáustica, cloro y0o productos fabricados con el cloro) cloro) repres represent entan an un gran gran aporte aporte económ económico ico al sector sector de servic servicios ios,, princi principal palmen mente te los rela relacio ciona nado dos s con con trans transpo port rte e y demá demás s comp compon onen ente tes s de la logís logísti tica ca de dist distri ribu buci ción ón y almacenaje.
Describir los procesos auxiliares: 1.- Producción de sal y almacenamiento de sal Los principales mtodos de producción de sal son1 Sal por evaporación solar (sal marina) 'n trminos generales consiste en obtener agua de mar o salmuera natural para evaporarla a travs de la acción combinada de energía solar y eólica. &uando la salmuera alcan2a su punto de saturación saturación da inicio inicio la cristali2ac cristali2ación ión del cloruro de sodio. 'n este procedimiento procedimiento podemos encontrar variantes como salinas que efect/an cristali2ación fraccionada, cristali2ación con salmueras no depuradas y salinas de tipo artesanal. Sal evaporada al alto vaco 'ste proceso se lleva a cabo en una planta específicamente dise3ada para este fin. &onsta esencialmente de evaporadores e intercambiadores de calor, tambin se le conoce como refinería. %na de las ventajas del proceso de producción de sal por medio d e refinación es que se puede obtener sal muy cristalina, blanca y de alta pure2a (44.5$). Sal en cuencas endorreicas
'ste tipo de e!plotación consiste en abrir po2os para aprovechar las salmueras subterráneas o tajos longitudinales para aprovechar afloramientos o depósitos superficiales de sal. 6espus se bombean la salmuera a vasos evaporadores donde se depositan las sales que se van cristali2ando.
!lmacenamiento de la sal La sal refinada para consumo humano es almacenada sobre paletas en bodegas cubiertas y secas, alejadas de cualquier fuente de contaminación o insalubridad, protegidas del ambiente e!terior por paredes de bloques de concreto. Las bodegas son destinadas e!clusivamente al almacenamiento de sal. or tratarse de un producto altamente higroscópico, se recomienda el almacenamiento de la sal en lugares secos, una ve2 salida de las bodegas de '&%7*7L.
".- !condicionamiento de las salmueras
Diagrama de Flujo Planta Cloro-Soda, preparación y Purificación de la Salmuera.
6e acuerdo al diagrama de flujo adjunto, el proceso de preparación de la salmuera se inicia con la incorporación al disolvedor de sal (8a&l) y una me2cla de salmuera dbil y agua purificada (ma9e up). La solución de salmuera proviene mayoritariamente del proceso de electrólisis y la fracción menor corresponde a las aguas de retrolavado del filtro y las aguas recuperadas desde el fondo de las piscinas de coagulación. La salmuera dbil tiene una concentración apro!imada de 5# a +# g0l. *e ajusta la cantidad de salmuera del estanque pulmón para obtener una solución de :## g0l. La salmuera dbil se almacena en un estanque pulmón desde donde se dosifica al disolvente seg/n la necesidad.
La solución recin preparada se deriva a las piscinas de coagulación, donde previamente antes del ingreso a stas, se le agrega aditivos químicos para coagular y precipitar las impure2as. La secuencia se inicia con la adición del carbonato de sodio, luego se ajusta el p; con soda a un valor de +#,5, para finalmente incorporar un floculante orgánico. 'n las piscinas de sedimentación se deja un tiempo suficiente en reposo la solución, para lograr la separación del material recin coagulado. %na ve2 que las impure2as sedimentan en el estanque, la salmuera clarificada pasa por un filtro primario para obtener una solución con una concentración de hidró!ido de +# mg0l. Los sólidos retenidos en el filtro, se eliminan a travs de las aguas de retro lavado, las que se unen a las aguas recuperadas en el estanque pulmón de salmuera dbil. 6e las piscinas de coagulación se recupera el material sedimentado, el que se destina a un sitio ubicado en el predio industrial para su disposición transitoria en planta, en contenedores cerrados. 6e acuerdo al procedimiento de manejo de residuos. osteriormente los residuos se destinan para su disposición final a vertederos industriales autori2ados. 6espus de los filtros primarios, la salmuera se destina a un estanque de salmuera primaria, desde donde ingresa a los filtros secundarios, en los que se e!traen las impure2as más finas. osteriormente, antes del ingreso a los filtros terciarios, la salmuera primaria pasa por un reactor, previo al ajuste del p; a un valor de 5, con ácido clorhídrico. 'n el reactor se agrega sulfhidrato de sodio, con el fin de reducir el mercurio (;g) a la forma de sulfuro de mercurio, cuyas partículas sólidas quedan retenidas en los filtros terciarios. 'l filtro se lava una ve2 al mes y el agua de lavado se deriva a un po2o, el que tiene sulfuro de mercurio disuelto en una concentración de +# a +:# p.p.b. 'l agua del po2o se junta antes de la planta de tratamiento con las aguas residuales procedentes de todos los procesos, con lo cual la concentración a la salida del efluente de la planta es menor a #,++ p.p.b. de mercurio. 6espus de los filtros terciarios, la salmuera pasa por las columnas de mercurio, cuya función es retener el mercurio, a nivel de tra2as, que no fue posible atrapar en ellos. 6ado el tiempo que lleva operando ste sistema y por las muestras de mercurio anali2adas en el sedimento que se e!trae de las columnas, las que arrojan un resultado menor a + p.p.b. (partes por billón) de ;g., lo que permite asegurar que el proceso de limpie2a del circuito ha sido efectivo y que podría en el mediano pla2o eliminarse, puesto que no se justificaría mantener su operación. 6e las columnas de retención de mercurio la salmuera sale con menos + p.p.b. de ;g. y pasa a las columnas de retención de aluminio, luego se acumula en un estanque pulmón. 6el estanque pasa por las columnas de intercambio iónico, completando su proceso de purificación y obtenindose una salmuera ultra pura, acondicionada para ingresar a la etapa de electrólisis. La salmuera ultra pura, que se almacena en estanque, tiene una composición de 45-:## g0l y contiene tra2as, es decir partes por billón de calcio y magnesio, además de algunas partes por millón de sílice y sulfatos.
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#.- Produccion y almacenamiento de cloro 'l proceso de fabricación industrial de cloro más universalmente utili2ado es el de electrolisis de una disolución salina de cloruro sódico (8a&l) o de cloruro potásico (>&l), denominada salmuera, mediante el paso de energía elctrica a travs de la misma. *e producen simultáneamente1 cloro (&l)? hidró!ido sódico (8a@;), tambin denominado sosa cáustica, o hidró!ido potásico (>@;), tambin denominado potasa cáustica, e hi drógeno gas (;). La electrolisis se produce en una celda donde hay dos compartimentos o electrodos1 el polo positivo o ánodo y el polo negativo o cátodo, de forma que al pasar la corriente elctrica a travs de la disolución salina, los iones positivos (8a= o >=) son atraídos hacia el polo de signo contrario, el cátodo, y los iones negativos (&l-) son atraídos hacia el ánodo. ;ay tres procesos para la producción electrolítica industrial de cloro1 el proceso de celda de diafragma, el proceso de celda de amalgama de mercurio y el proceso de celda de membrana. Los tres procesos tienen ventajas e inconvenientes respecto a los otros. Las preferencias por uno de ellos varían en cada continente y país, dependiendo de su historia y tradición industrial, si bien la tendencia actual es la de transformar las plantas que utili2an tecnología de mercurio en plantas con tecnología de membrana. 'n la actualidad, el almacenamiento de cloro está regulado en el
&;D = ;@ E &@ = :; &@ = ;@ E &@ = ; &;D = &@ E &@ = ; C @!idación de fracciones petrolíferas pesadas y (gasificación) carbón
'l almacenamiento del hidrogeno de forma sencilla y económica, puede almacenarse a gran escala en depósitos subterráneos, los mtodos tradicionales son en &ilindros a presión
Plantas del proceso Cloro-sosa a nivel mundial 'l sector del cloro-álcali en 'uropa se ha desarrollado con el tiempo y es geográficamente disperso. La coproducción de cloro y de hidró!ido de sodio en cantidades prácticamente iguales es inevitable. 7mbos productos se utili2an para usos finales muy diferentes con unas
dinámicas de mercado diversificadas y, sólo en contadas ocasiones, la demanda de ambos coincide. 'n el 'stado espa3ol, de las seis comunidades autónomas con plantas de producción, la comunidad con más capacidad instalada es &atalu3a, con 55A.### t de cloro anual, es decir, con el ",5$ del total del país. 6e estas plantas, 5#:.### t tienen la tecnología de mercurio y las 55.### t restantes la tecnología de membrana. La capacidad instalada en &atalu3a representa un ,5$ del total espa3ol en tecnología de mercurio, mientras que en tecnología de membrana el porcentaje sobre el total del 'stado espa3ol es del "A,5$. La capacidad total de producción de cloro en las nueve plantas que actualmente funcionan en 'spa3a es de AA.### toneladas anuales, lo que supone el A$ de la capacidad de los países de 'uropa occidental, que se sit/a en casi +# millones de toneladas. 'n &atalu3a hay tres empresas de este sector, entre ellas *@LG7H en Iartorell. 'n todas estas celdas, la materia prima es la salmuera de cloruro sódico (8a&l). ;ay que mencionar que en &atalu3a, toda la salmuera utili2ada (apro!imadamente A##.### toneladas0a3o)son residuos mineros de las e!plotaciones de */ria y &ardona. 6entro de los innumerables usos del cloro destaca la fabricación de cloruro de vinilo para la producción de resinas de G& con un :D$ apro!imadamente, es decir, +0: del total. La soda cáustica que va asociada a la fabricación del cloro tiene aplicación en metalurgia, aluminio, vidrio, jabones, detergentes, te!til, pulpa y papel, química básica, industria alimenticia, en depuración de aguas residuales y de otros sectores industriales.
