روش تولید سود پرک

شاید شما هم جزو افرادی باشید که می‌خواهند با روش تولید سود پرک آشنا شوند. سدیم هیدروکسید یا سود پرک که به‌عنوان سود سوزآور نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی NaOH است. این ماده یک ماده جامد سفیدرنگ و سوزاننده بوده که می‌توان آن را در دسته نمک‌های قلیایی قرار داد.

ماده اولیه تولید سود پرک، مایع سدیم هیدروکسید است. در واقع در ابتدا باید این ماده تولید شود و سپس به کمک آن می‌توان سود پرک را تولید کرد. ما در ادامه به‌صورت کامل در خصوص روش‌ها و فرایند تولید سدیم هیدروکسید و همچنین سود پرک صحبت خواهیم کرد.

معرفی سدیم هیدروکسید یا سود پرک

سدیم هیدروکسید (NaOH) یک سود سوزآور قلیایی بوده که به وفور در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. از سود پرک می‌توان به‌عنوان یک‌پایه شیمیایی قوی در ساخت خمیر و کاغذ، منسوجات، آب آشامیدنی و مواد شوینده استفاده کرد. سدیم هیدروکسید خالص یک ماده جامد و سفیدرنگ است که به‌دلیل شباهت ظاهری خود به پرک یا پولک، با عنوان سود پرک شناخته می‌شود.

سود پرک می‌تواند به سادگی با دی‌اکسید کربن موجود در هوا واکنش دهد؛ از این رو نیاز است تا آن را در ظروف دربسته و محفوظ شده نگهداری کرد. سود پرک می‌تواند بعد از حل شدن در آب، گرمای زیادی تولید کند. البته که این ماده در متانول و اتانول نیز حل خواهد شد. ماده اولیه برای تولید سود پرک، مایع سوزآور است؛ ازاین‌رو اگر قصد داشته باشید که با روش تولید سود پرک آشنا شوید، نیاز است تا در ابتدا روش تولید مایع سوزآور را بدانید.

روش تولید هیدروکسید سدیم

برای تولید مایع سوزآور یا هیدروکسید سدیم (همراه با کلر و هیدروژن) نیاز است تا از فرایند کلر آلکالی استفاده شود. درواقع این فرایند شامل الکترولیز محلول آبی سدیم کلرید یا همان نمک است. در این فرایند سدیم هیدروکسید در قسمت کاتد جمع‌آوری خواهد شد و آب به گاز هیدروژن و یون هیدروکسید تبدیل می‌شود. فرمول شیمیایی این فرایند نیز به شکل زیر خواهد بود:

2Na⁺ + 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2NaOH

حال قسمت اول روش تولید سود پرک در حال شکل‌گیری است. برای تولید NaOH لازم است تا از واکنش بین آن و کلر جلوگیری شود. برای این کار، از یکی از روش‌های زیر استفاده می‌شود. در بین تمامی این روش‌ها، فرایند سلول غشایی با صرفه اقتصادی بیشتری همراه خواهد بود.

• فرایند سلول جیوه

در این روش فلز سدیم به‌عنوان یک آمالگام در کاتد جیوه تشکیل خواهد شد؛ سپس این سدیم با آب واکنش داده و NaOH تولید می‌شود. البته در این روش نگرانی‌هایی نیز در خصوص انتشار جیوه وجود دارد. بااین‌وجود دانشمندان ادعا می‌کنند که این روش، ایمنی لازم برای تولید سود مایع را خواهد داشت.

• فرایند سلول دیافراگمی

در این روش تولید سود پرک از یک کاتد فولادی استفاده می‌شود تا از واکنش بین NaOH با Cl₂ جلوگیری شود. پایان کار به‌کمک یک دیافراگم متخلخل صورت خواهد پذیرفت. در فرایند سلول دیافراگمی، قسمت آند به کمک یک دیافراگم قابل‌نفوذ از قسمت کاتد جدا می‌شود. محلول آب و نمک در ابتدا به محفظه آند وارد شده و از طریق دیافراگم به سمت محفظه کاتد جریان پیدا می‌کند. حال محلول آب و نمک سوزاننده و رقیق‌شده، از سلول عبور خواهد کرد.

سود سوزآور باید تا 50 درصد غلیظ شده و نمک آن حذف شود. برای این کار از فرایند تبخیری با حدود سه تن بخار برای هر تن سود سوزآور انجام می‌شود. نمک جداشده از نمک سوزاننده را می‌توان برای اشباع آب‌نمک رقیق‌شده نیز استفاده کرد. کلر موجود در این روش حاوی اکسیژن بوده و اغلب باید با مایع شدن و سپس تبخیر، خالص شود.

• فرایند سلول غشایی

ازجمله به‌صرفه‌ترین روش تولید سود پرک، فرایند سلول غشایی است. این فرایند شباهت زیادی به فرایند دیافراگمی دارد؛ زیرا در آن از یک غشای انتخابی برای جداسازی کاتد و آند استفاده می‌شود. این غشا تنها به یون‌های سدیم و کمی آب اجازه عبور را خواهد داد؛ به همین دلیل NaOH به‌دست‌آمده کیفیت بالاتری خواهد داشت.

از بین این سه روش، فرایند سلول غشایی به کمترین میزان مصرف انرژی الکتریکی نیاز خواهد داشت؛ همچنین میزان بخار موردنیاز برای غلیظ کردن ماده سود سوزآور نیز نسبتاً کمتر از روش‌های دیگر است. (کمتر از یک تن به‌ازای هر تن سود سوزآور)

البته یک روش قدیمی‌تر نیز برای تولید هیدروکسید سدیم وجود دارد که به آن فرایند LeBlanc گفته می‌شود. این روش منجر به تولید سدیم کربنات می‌شد و با حرارت دادن آن می‌توانستند دی‌اکسید کربن و اکسید سدیم نیز تولید کنند. این روش هنوز در پاره از مواقع برای تولید سدیم هیدروکسید مورداستفاده قرار می‌گیرد.

روش تولید سود پرک

تا بدین‌جا، گام اول تولید سود پرک را پشت سر گذاشته‌ایم. مایع سود سوزآور که مایع اصلی برای تولید سود پرک است، به دست آمده و کافی است تا گام دوم برداشته شود. در این مرحله نیاز است تا سود مایع به‌دست‌آمده را در مخازن به خصوصی که از آلیاژ نیکل ساخته شده‌اند، قرار داده و به محل تولید سود پرک منتقل کرد.

در روش تولید سود پرک نیاز به دما و حرارت بالایی وجود دارد؛ ازاین‌رو باید سود مایع را در مخازنی نگهداری کرد که تحمل دمایی بالایی داشته باشند؛ همچنین این مخازن باید بتوانند تا در برابر خوردگی و واکنش با مایع، مقاوم باشند. در این روش برای تولید کردن سود پرک نیاز است تا مایع را به دمای 1400 درجه سانتی‌گراد برسانیم. در این دما مایع و ناخالصی‌ها تبخیر شده و سود مایع رفته‌رفته غلیظ‌تر خواهد شد. این کار تا رسیدن به غلظت موردنظر ادامه پیدا خواهد کرد.

حال کافی است تا مایع غلیظ شده را خشک کنند؛ سپس آن را آب‌گیری کرده و می‌توانند سود پرک 99 درصد موردنیاز خود را از آن به دست بیاورند. به یاد داشته باشید که سود پرک می‌تواند به‌سرعت با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و رطوبت را جذب خود کند؛ ازاین‌رو بعد از تولید نیاز است تا هرچه سریع‌تر در ظروف مخصوص بسته‌بندی شود.

نتیجه‌گیری

سود پرک یا سود سوزآور، یک ماده جامد و به رنگ سفید بوده که به شکل پرک یا پولک تولید می‌شود. این ماده در صنایع بسیار مختلفی استفاده می‌شود. برای اینکه بتوان سود پرک موردنیاز را تولید کرد، نیاز است تا در ابتدا سود مایع به دست آورده شود. برای تولید سود مایع نیز می‌توان یکی از روش‌های سلول جیوه‌ای، سلول دیافراگمی و سلول غشایی را استفاده کرد.

در روش تولید سود پرک این مایع درون ظروف مخصوصی که در برابر حرارت و خوردگی مقاوم هستند، نگهداری می‌شود؛ سپس مایع را تا دمای 1400 درجه حرارت داده تا محلول غلیظ شده و ناخالصی‌های آن جدا شود. در آخر محلول را خشک کرده و بعد از آبگیری، سود پرک به دست می‌آید.