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El proceso cloro-álcali

Obtenga más información sobre la historia de la electrólisis industrial, los procesos modernos de cloro-álcali y las asociaciones clave de la industria.

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La tecnología de electrólisis a gran escala es utilizada por la industria para la fabricación de productos cloro-álcali como el cloro (Cl2) y el hidróxido de sodio (NaOH / sosa cáustica), a través de la electrólisis del cloruro de sodio (NaCl).

Otros usos del proceso incluyen la producción de hidróxido de potasio (KOH) o ácido clorhídrico (HCI / muriático) e hipoclorito de sodio (lejía).

Aplicaciones de cloro alcalino

Los procesos cloro-álcalis se han utilizado en entornos industriales desde el siglo XIX. Los productos resultantes ofrecen una gran cantidad de aplicaciones diferentes y el proceso en sí es ahora la principal fuente de todo el cloro a nivel mundial, con territorios como Estados Unidos, Europa Occidental, China, India, Brasil y Japón liderando el mundo en capacidad de producción.

La aplicación del proceso cloro-álcali consiste en producir 3 productos químicos principales: cloro, hidróxido de sodio (sosa cáustica) e hidróxido de potasio (potasa cáustica).

Principalmente, el cloro se utiliza para fabricar compuestos químicos o productos químicos orgánicos como el fosgeno para el policarbonato, el cloruro de metilo para las siliconas, el cloruro de polivinilo (PVC), el cloruro de metileno para los adhesivos, los poliuretanos, los cloruros de azufre para la protección de cultivos y los tintes, y el dióxido de titanio para los catalizadores.

Los productos hechos de cloro se utilizan en una variedad de sectores, que incluyen:

  • Construcción (ventanas de PVC, tuberías de agua, pisos, materiales para techos)
  • Energía (baterías, paneles solares, palas de turbinas eólicas)
  • Alimentos (protección de cultivos, agentes espesantes)
  • Salud y cuidado personal (lejías, cosméticos, detergentes, tratamientos dentales/cementos, desodorantes, tintorería, textiles)
  • Cuidado del hogar (pinturas, adhesivos, refrigerantes)
  • Papel (tintas, recubrimientos, pulpa)
  • Productos farmacéuticos (tratamiento del cáncer)
  • Seguridad (tratamiento de aguas)
  • Deporte (equipo de ejercicio, ropa)
  • Tecnología (placas de circuitos, fibra óptica, semiconductores, teléfonos inteligentes)
  • Transporte (piezas de automóviles, líquido de frenos, anticongelante)

Los productos elaborados a partir de hidróxido de sodio (sosa cáustica) también se utilizan en muchos sectores, entre ellos:

  • Construcción (fibra de carbono, minería, chapado en metal)
  • Energía (refinación de petróleo, turbinas eólicas)
  • Salud y cuidado personal (jabones, cepillos de dientes, anticoagulantes, champú, vitaminas)
  • Hogar (utensilios de cocina, papel de aluminio, puertas y ventanas)
  • Deporte (bicicletas, raquetas de tenis, velas)

Los productos elaborados a partir de hidróxido de potasio (potasa cáustica) se caracterizan por sectores como:

  • Agricultura (fertilizantes)
  • Energía (baterías)
  • Alimentos (aditivos, vino, chocolate)
  • Industria (fundición de acero, caucho, dióxido de titanio, supresor de incendios, soldadura)
  • Transporte (líquido descongelante)

Euro Chlor, un organismo comercial que representa a la industria europea del cloro, presenta una lista detallada e interactiva de aplicaciones para el cloro, la sosa cáustica y la potasa cáustica:

Historia de la electrólisis industrial

A partir de principiosdel siglo XIX , la evolución de la electrólisis del cloro alcalino desde experimentos a escala de laboratorio hasta instalaciones a escala industrial se desarrolló durante casi 100 años.

1800 - A William Cruikshank se le atribuye la primera formación de cloro a partir de salmuera por el método de electrólisis.

1833 - Faraday articuló las leyes de la electrólisis que establecen: La cantidad de sustancia descompuesta por una corriente eléctrica es proporcional a la duración en el tiempo y la corriente de la corriente eléctrica que produce la electrólisis.

1851 y 1853 : Cook y Watt obtienen patentes para la electrólisis del cloro de la salmuera.

Década de 1880: después de que nuevos inventos hicieran posible el suministro de alta corriente eléctrica para respaldar el proceso, se investigaron dos métodos básicos de electrólisis; el "cátodo de mercurio" y la célula de "diafragma".

1892 - En Inglaterra, Castner patentó el método de la pila de mercurio oscilante, mientras que en Austria, Kellner patentó una pila de mercurio de diseño similar.

1893 - Se realizó una gran instalación de celdas electrolíticas de diafragma en Rumford Falls en Canadá.

1895 - Tras un acuerdo de patente con Solvay en Bélgica, (que tenía los derechos de patente de la célula Kellner) se formó la Compañía Castner-Kellner.

1897 - En 1897 se erigió una gran instalación de electrólisis a escala industrial en Weston Point, Runcorn, Reino Unido, que producía cloro y sosa cáustica. Hasta el día de hoy, INEOS mantiene activos de electrólisis a gran escala en este sitio original, y sigue siendo la sede de INEOS Electrochemical Solutions.

1900 - Una serie de instalaciones de celdas basculantes y diafragmas comenzaron a aparecer en todo el mundo y se mantuvieron populares durante muchos años.

Década de 1950: se desarrolló el proceso de tecnología de celdas de membrana, un proceso más eficiente desde el punto de vista energético que no depende del uso de sustancias nocivas.

En la actualidad : la mayoría de las instalaciones de salas de celdas de cloro-álcali ahora utilizan el proceso de celda de membrana. Los procesos de diafragma y celda de mercurio se utilizan en una cantidad mucho menor debido a su uso de amianto y mercurio respectivamente, y muchas zonas del mundo utilizan la legislación ambiental para cerrar las plantas de mercurio que aún existen. Los esfuerzos de desarrollo en curso para el proceso de celda de membrana se centran en reducir aún más el consumo de energía, con innovación clave en recubrimientos de electrodos, diseños de electrodos optimizados de "espacio cero" y materiales de membrana mejorados.

Asociaciones de la industria

La industria cloroalcalina está representada tanto a nivel nacional como internacional por varias organizaciones profesionales. Muchos de ellos organizan eventos anuales, talleres de capacitación para aplicaciones de cloro y sosa cáustica, orientación sobre la seguridad del cloro-álcali y recursos de mejores prácticas para los miembros, además de brindar administración a la industria. Estas organizaciones también suelen recopilar datos sobre la producción anual de cloro y cáusticos.