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O processo de cloro-álcalis

Descubra mais sobre a história da eletrólise industrial, os processos modernos de cloro e álcalis e as principais associações do setor.

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A tecnologia de eletrólise em larga escala é utilizada pela indústria para a fabricação de produtos de cloro alcalino, como cloro (Cl2) e hidróxido de sódio (NaOH / soda cáustica), através da eletrólise do cloreto de sódio (NaCl).

Outros usos do processo incluem a produção de hidróxido de potássio (KOH) ou ácido clorídrico (HCI / muriático) e hipoclorito de sódio (alvejante).

Aplicações de cloro alcalino

Os processos de cloro-álcalis têm sido usados em ambientes industriais desde o século 19. Os produtos resultantes oferecem uma série de aplicações diferentes e o processo em si é agora a principal fonte de todo o cloro globalmente, com territórios como Estados Unidos, Europa Ocidental, China, Índia, Brasil e Japão liderando o mundo em capacidade de produção.

A aplicação do processo cloro-álcali é produzir 3 produtos químicos principais: cloro, hidróxido de sódio (soda cáustica) e hidróxido de potássio (potassa cáustica).

Principalmente, o cloro é usado para fazer compostos químicos ou produtos químicos orgânicos, como fosgênio para policarbonato, cloreto de metila para silicones, cloreto de polivinila (PVC), cloreto de metileno para adesivos, poliuretanos, cloretos de enxofre para proteção de cultivos e corantes e dióxido de titânio para catalisadores.

Os produtos feitos de cloro são usados em uma variedade de setores, que incluem:

  • Construção (janelas de PVC, canos de água, pisos, materiais de cobertura)
  • Energia (baterias, painéis solares, pás de turbinas eólicas)
  • Alimentos (proteção de cultivos, agentes espessantes)
  • Saúde e cuidados pessoais (alvejantes, cosméticos, detergentes, tratamentos dentários/cimentos, desodorantes, lavagem a seco, têxteis)
  • Home Care (tintas, adesivos, refrigerantes)
  • Papel (tintas, revestimentos, celulose)
  • Produtos farmacêuticos (tratamento do câncer)
  • Segurança (tratamento de água)
  • Desporto (equipamento de ginástica, vestuário)
  • Tecnologia (placas de circuito, fibra ótica, semicondutores, smartphones)
  • Transporte (peças de automóveis, fluido de freio, anticongelante)

Produtos feitos de hidróxido de sódio (soda cáustica) também são usados em muitos setores, incluindo:

  • Construção (fibra de carbono, mineração, chapeamento de metal)
  • Energia (refino de petróleo, turbinas eólicas)
  • Saúde e cuidados pessoais (sabonetes, escovas de dentes, anticoagulantes, xampu, vitaminas)
  • Uso doméstico (equipamento de cozinha, películas, portas e janelas)
  • Desporto (bicicletas, raquetes de ténis, velas)

Os produtos feitos de hidróxido de potássio (potassa cáustica) estão presentes em setores como:

  • Agricultura (fertilizantes)
  • Energia (baterias)
  • Alimentos (aditivos, vinho, chocolate)
  • Indústria (fundição de aço, borracha, dióxido de titânio, supressor de incêndio, soldagem)
  • Transporte (fluido de degelo)

A Euro Chlor, um órgão comercial que representa a indústria europeia de cloro, apresenta uma lista detalhada e interativa de aplicações para cloro, soda cáustica e potássio cáustico:

História da eletrólise industrial

A partir do iníciodo século 19, a evolução da eletrólise do cloro alcalino de experimentos em escala de bancada para instalações em escala industrial se desenvolveu ao longo de quase 100 anos.

1800 - William Cruikshank foi creditado com a primeira formação de cloro a partir de salmoura pelo método de eletrólise.

1833 - Faraday articulou as leis da eletrólise que afirmam: A quantidade de substância decomposta por uma corrente elétrica é proporcional ao comprimento no tempo e na corrente da corrente elétrica que produz eletrólise.

1851 e 1853 - Cook e Watt obtiveram patentes para eletrólise de cloro de salmoura.

Década de 1880 – Depois que novas invenções possibilitaram o fornecimento de alta corrente elétrica para apoiar o processo, dois métodos básicos de eletrólise foram investigados; o "cátodo de mercúrio" e a célula do "diafragma".

1892 - Na Inglaterra, Castner patenteou o método Rocking Mercury Cell, enquanto na Áustria, Kellner patenteou uma célula de mercúrio de design semelhante.

1893 - Uma grande instalação de células eletrolíticas de diafragma foi feita em Rumford Falls, no Canadá.

1895 - Após um acordo de patente com a Solvay na Bélgica, (que detinha os direitos de patente da célula Kellner), a Castner-Kellner Company foi formada.

1897 - Uma instalação de eletrólise em grande escala industrial foi erguida em Weston Point, Runcorn, Reino Unido, em 1897, produzindo cloro e soda cáustica. Até hoje, a INEOS mantém ativos de eletrólise em grande escala neste local original, e continua sendo a sede da INEOS Electrochemical Solutions.

1900 - Uma série de instalações de células de balanço e diafragma começaram a aparecer em todo o mundo e permaneceram populares por muitos anos.

Década de 1950 – Foi desenvolvido o processo de tecnologia de células de membrana, um processo mais eficiente em termos energéticos que não depende do uso de substâncias nocivas.

Dias atuais – A maioria das instalações de salas de células de cloro e álcalis agora usa o processo de célula de membrana. Os processos de diafragma e células de mercúrio são usados em uma quantidade muito menor devido ao uso de amianto e mercúrio, respectivamente, com muitas áreas do mundo usando a legislação ambiental para fechar quaisquer plantas de mercúrio ainda existentes. Os esforços contínuos de desenvolvimento para o processo de célula de membrana se concentram em reduzir ainda mais o consumo de energia, com inovações importantes em revestimentos de eletrodos, projetos de eletrodos otimizados de 'zero-gap' e materiais de membrana aprimorados.

Associações Industriais

A indústria do cloro e álcalis é representada, tanto a nível nacional como internacional, por várias organizações profissionais. Muitos deles organizam eventos anuais, workshops de treinamento para aplicações de cloro e soda cáustica, orientação de segurança de cloro e álcalis e recursos de melhores práticas para os membros, além de fornecer administração para a indústria. Os dados anuais de produção de cloro e cáusticos também são frequentemente compilados por essas organizações.