کاستیک سودا | هیدروکسید سدیم | سود سوزاور | سود کاستیک
سود مایع چیست؟
سود مایع ماده ای بی بو و بی رنگ بوده و بسیار خورنده و واکنش دهنده است. این ماده که اسامی دیگری مثل کاستیک سودا ، سود سوزآور و سدیم هیدروکسید نیز دارد از نظر شیمیایی یکی از نمک های سدیمی است. کاستیک سودا دارای پایه قلیایی و تجزیه کننده پروتئین در بافت های زنده بوده و موجب سوختگی شیمیایی می شود. از جمله ویژگی های سود سوزاور مایع این است که جاذب آب و رطوبت بوده و گاز کربنیک محیط را جذب می نماید ، بدان معنا که اگر به مدت زیادی در معرض هوای آزاد قرار بگیرید با جذب کربن ، تبدیل به کربنات سدیم جامد می شود. سود مایع ۵۰ درصد در صنایع گوناگونی مثل کاغذ سازی ، تولید صابون و شوینده ها ، حفاری چاه های نفت و گاز ، نساجی و … مصرف شده و تولید سالیانه آن بالغ بر شصت میلیون تن است.
جدول ویژگی های سود مایع کاستیک
فرمول شیمیایی | NaOH |
جرم مولی | ۳۹٫۹۹۷۱ g mol−۱ |
pH | ۱۳ -۱۴ |
شکل ظاهری | مایع بی رنگ و شفاف |
بو | بدون بوی خاصی |
تراکم | ۲٫۱۳ g/cm3 |
نقطه جوش | ۱,۳۸۸ °C (2,530 °F; 1,661 K) |
حلالیت در آب | ۴۱۸ g/L (0 °C) 1110 g/L (20 °C) 3370 g/L (100 °C) |
انحلال پذیری | soluble in glycerol negligible in ammonia insoluble in ether |
حلالیت در متانول | ۲۳۸ g/L |
حلالیت در اتانول | <<139 g/L |
تولید سود مایع
تولید صنعتی سود کاستیک مایع ۵۰ درصد از طریق الکترولیز نمک سدیم کلراید به روش کلرآلکالی است. در گذشته برای تولید این محصول از واکنش کربنات سدیم با آهک هیدراته با فرمول شیمیایی هیدروکسید کلسیم طی یک واکنش کاستیک سازی استفاده می شده است اما این روش در قرن نوزده میلادی با روش سالوی جایگزین شده و در نهایت امروزه از متد کلرآلکالی استفاده می شود. روش آزمایشگاهی تولید سود سوزآور نیز از طریق ترکیب فلز سدیم خالص با آب است. کشور های آمریکا و چین بزرگ ترین تولیدکنندگان سود مایع در جهان هستند. دو روش صنعتی برای تولید سدیم هیدروکسید که تولید کنندگان سود مایع از آن استفاده می نمایند عبارتند از:
- روش سلول دیافراگم
- روش سلول غشایی یا ممبران
کارخانه تولید سود مایع و سود پرک
در روش ممبران که متدی جدید برای تولید سود مایع است از یک بخش کاتد و یک بخش آند در یک سلول واحد استفاده می شود به طوری که یک غشاء آن دو را از هم جدا کرده است. این غشاء فقط به یون های سدیم و مقداری اندکی آب اجازه عبور به سمت بخش کاتد را می دهد. در بخش کاتد ، گاز هیدروژن به صورت حباب از طریق تجزیه آب ایجاد شده و جمع آوری می شود. محلول سود سوز آور هم به صورت سود کاستیک مایع ۳۰ درصد باقی می ماند که در مراحل بعدی می توان خلوص آن را تا ۵۰ درصد افزایش داد. در سوی دیگر سلول ممبران یعنی در آند ، گاز کلر از تجزیه نمک تولید می گردد. در میان تمام روش های صنعتی تولید سود مایع ۵۰ درصد ، روش سلول ممبران یا غشائی کمترین میزان انرژی را مصرف می نماید.
در روش دیافراگم بخش آند با استفاده از یک دیافراگم نفوذ پذیر از کاتد جدا می شود. آب نمک غلیظ را وارد بخش آند نموده و سپس از میان دیافراگم عبور کرده به سمت بخش کاتد سرازیر می شود. در نتیجه آب نمک کاستیک رقیق سلول را ترک می کند. در مراحل بعدی می توان با حذف نمک های اضافی ، سود مایع ۵۰ درصد تولید نمود. در روش سلول دیافراگم معمولا از یک فرایند تبخیری با تقریبا سه تن بخار در ازای تولید هر تن کاستیک سودا استفاده می شود. نمک از آب نمک کاستیک جدا می گردد تا غلظت محصول تولیدی افزایش یابد. در نهایت می توان با روش های خاصی ، مایعات درون آن را خشک کرد تا نگهداری ، بسته بندی و حمل و نقل آن آسان شود. سود سوز آور خشک به شکل سود پرک و سود گرانولی قابل تولید است.
مصارف و کاربرد های سود مایع
کاستیک سودا در کاغذ سازی
از جمله اصلی ترین و با سابقه ترین موارد مصرف سود مایع در تولید خمیر کاغذ است. این ماده به عنوان عامل اصلی در جدا سازی الیاف سلولزی از لیگنین استفاده می شود و تاثیر زیادی در سفید شدن کاغذ دارد.
سود کاستیک در تصفیه آلومینیوم
تولید فلز خالص آلومینیوم با استفاده از این ماده صورت می گیرد. در این روش ، سود کاستیک مایع به عنوان یک عامل قلیایی استفاده می شود. تصفیه آلومینیای حاوی بوکسیت طی
فرایند بایر صورت می پذیرد.
سدیم هیدروکسید در تولید صابون
از قرن نوزده میلادی ، به خاصیت تجزیه کنندگی بافت های چربی توسط هیدورکسید سدیم پی برده شد و از آن زمان از این ماده شیمیایی به منظور تولید صابون و شوینده ها استفاده می شود.
سود سوزآور در صنایع غذایی
کاستیک ، ماده ای خوراکی نیست ولی در صنایع غذایی کاربرد دارد. برای شستشوی میوه و سبزی و پوست کنی شیمیایی آن ، تولید شکلات و کاکائو و کارامل ، تولید نوشابه ، تصفیه قند و شکر ، تولید لبنیات و … کاربرد های زیادی دارد.
سود مایع در صنایع
این ماده به عنوان یک شوینده و چربی صنعتی بر در صنایع مختلف مصرف می شود. شستشوی گریس ، چربی ها و پروتئین ها از مخازن و سیلو ها و همچنین پاک سازی لوله ها و فاضلاب صنعتی از رسوبات از جمله کاربرد های صنعتی آن است.
سود سوز آور در تصفیه آب
برای تنظیم pH آب های اسیدی از سود کاستیک استفاده می شود. این ماده همچنین قادر به کاهش میزان فلزات سنگین و سمی موجود در آب آشامیدنی است.
تولید سیمان و بتن ترکیبی
سدیم هیدروکسید به عنوان یک روان کننده در تولید سیمان ترکیبی مصرف می شود و موجب یک دست شدن سیمان و جلوگیری از جدا شدن ماسه از سیمان می گردد.
سود مایع در حفاری چاه نفت
به دلیل استفاده از بنتونیت و دیگر انواع گل حفاری ، pH محیط با افزایش مواجه خواهد شد. سود کاستیک برای تنظیم اسیدیته چاه استخراج نفت و گاز مصرف می شود.
مصرف در صنایع شیمیایی
در صنایع شیمیایی از کاستیک برای خنثی سازی اسید ها و تنظیم pH استفاده می کنند. همچنین برای تولید انواع دیگر ترکیبات سدیم دار مصرف می شود.
آنالیز سود مایع ۵۰ درصد
Liquid Caustic Soda Analysis | ||||
ردیف | عنوان | روش آزمایش | واحد | نتیجه |
۱ | NaOH | ISIRI 2530 | % | ۵۰ |
۲ | NaCl | ISIRI 2535 | % | ۰٫۰۰۲ |
۳ | Na2CO3 | ISIRI 2533 | % | ۰٫۱۲ |
۴ | Fe | ISIRI 2537 | ppm | ۰٫۳۳ |
۵ | Na2SO4 | ISIRI 364 | ppm | Low than detection limit |
۶ | SiO2 | ISIRI 364 | ppm | Low than detection limit |
۷ | Al2O3 | ISIRI 364 | ppm | Low than detection limit |
۸ | Hg | ISIRI 364 | ppm | Low than detection limit |
۹ | As2O3 | ISIRI 364 | ppm | Low than detection limit |
۱۰ | Heavy Metals Pb | ISIRI 364 | ppm | ۰٫۰۶۲ |
واکنش پذیری سود مایع
سود کاستیک مایع با فلزاتی همچون آلومینیوم ، منیزیم ، روی ، قلع و … واکنش می دهد. همچنین باید از اسید ها ، مواد آلی هالوژنی ، ترکیبات ازته و گلیکول ها دور نگه داشته شود. سودمایع قادر به تجزیه بافت های حیوانی و انسان نظیر پوست ، چشم و پر است. نیز با انواع قند ها مانند فروکتوز ، گالاکتوز و مالتوز واکنش شیمیایی ایجاد و مونوکسید کربن تولید می کند.
نکات ایمنی
محلول سود سوز آور همان گونه که از نام آن مشخص بوده همچون اسید است و چنانچه با پوست تماس یابد ، موجب سوختگی شیمیایی می شود و در نتیجه ممکن است سبب صدمات جدی به پوست ، چشم و سیستم تنفسی شود. بنابراین باید از تجهیزات حفاظتی مثل دستکش پلاستیکی ، لباس های ایمنی ، عینک صنعتی و … استفاده نمود. جعبه کمک های اولیه باید در محل وجود داشته باشد. در صورت تماس طولانی مدت با سود مایع ، پوست را به مدت ۱۰ تا ۱۵ دقیقه زیر آب سرد شستشو دهید. ترکیب آن با اسید ها و یا آب ، واکنشی گرمازا تولید می نماید و باید با دقت این کار را انجام داد.
فروش سود مایع ۵۰ درصد
سود مایع ۵۰ درصد “سینا تولید” از کیفیت بسیار مطلوب و ممتازی برخوردار بوده و منطبق با آنالیز ارائه شده عرضه می گردد. ما با برخورداری از تجهیزات پیشرفته و اتکا به پرسنل کار آزموده و سال ها تجربه تولید ، علاوه بر تامین نیاز کارخانجات و صنایع داخلی به کاستیک سودا ، امکان عرضه و فروش سود مایع صادراتی را در بسته بندی مناسب و با امکان انجام تشریفات گمرکی و تحویل بار در هر یک از مرز ها و بنادر خروجی کشور را داریم.
سود مایع چیست و چه ویژگی هایی دارد
کاستیک سودا مایع با فرمول ساختاری NaOH و اسامی دیگر هیدروکسید سدیم مایع و سود سوز آور مایع در کشور ما با دو غلظت ۵۰ درصد و ۳۰ درصد تولید می شود. سود سوز آور مایعی شفاف و بی رنگ و آب مانند است که تمایل فراوانی به جذب آب و انحلال پذیری در آب ، گلیسیرین و الکل ها دارد. واکنشی که در زمان ترکیب سود مایع با آب اتفاق می افتد بسیار گرمازا بوده و حتی احتمال انفجار نیز وجود دارد. سود کاستیک مایع باید در ظروف پلاستیکی یا استیل نگهداری شود زیرا ماده ای ناپایدار است و با هوا و بسیار فلزات واکنش می دهد. همچنین با بالا رفتن دمای محیط ، میزان ناپایداری آن هم افزایش می یابد. این ماده تمایل زیادی به جذب گاز کربنیک و رسیدن به حالت پایدار با فرمول کربنات سدیم دارد.
سود سوز آور کاربرد های زیادی در صنایع کاغذ سازی و تولید محصولات پر مصرفی همچون صابون داشته و در صورت تماس با پوست بدن می تواند سبب ایجاد سوختگی شیمیایی گردد. چنانچه آن را در ظرف و دمای مناسبی نگهداری نماییم ، ماده پایدار است اما در صورت تماس با آب ، برخی فلزات و اسید ها ، سریعا واکنش داده و بسیار ناپایدار می شود. اصولا سود مایع ۵۰ درصد ماده ای خورنده است به همین دلیل آن را به نام سود کاستیک هم نامیده اند. سود سوز آور مایع اثر خورندگی بر فلزاتی نظیر آلومینیوم ، کروم ، روی ، منیزیم ، برنج و … دارد و مخازن گالوانیزه هم برای نگهداری آن مناسب نیست. همچنین در زمان مصرف باید از وسایل حفاظت شخصی استفاده شود زیرا خاصیت سوزانندگی بر بافت های انسانی و حیوانی دارد. دلیل خطرناک بودن کاستیک سودا مایع ، واکنش دهندگی شدید آن با بافت های چربی و ترکیبات قندی همچون مالتوز ، فروکتوز و گالالتوز است.
نگهداری و انبارداری
دمای مناسب برای نگهداری سود مایع بین ۵ تا ۵۵ درجه سانتی گراد است. در دمای کمتر از ۵ درجه این مایع یخ می زند و در دمای بالای ۵۵ درجه هم بر دیواره های مخزن ایجاد خوردگی می کند. زمان نگهداری کاستیک سودا بستگی مستقیم به نوع انبارداری این ماده دارد. سدیم هیدروکسید به دلیل هیگروسکوپیک بودن و تمایل زیاد به جذب دی اکسید کربن محیط نباید در معرض هوای آزاد قرار گیرد زیرا پس از مدتی به ترکیب جامدی به نام کربنات سدیم با فرمول Na2CO3 تبدیل خواهد شد. مخزن نگهداری سود مایع نیز باید از جنس خاص پلاستیکی و یا فولاد ضد زنگ باشد در غیر این صورت یون های فلزی مخزن را جذب نموده و خلوص و طول عمر آن کاهش می یابد.
۲NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
ایمنی و خطرات خورندگی
سود سوز آور به علت خاصیت قوی قلیایی و ساختار مولکولی ، بر روی سطوح مختلف و بخصوص سطوح فلزی می تواند خوردگی ایجاد نماید. چنانچه سود کاستیک مایع با اسید هایی نظیر اسید هیدروکلریک تماس پیدا کند و یا در ظروفی از جنس آلومینیوم ، قلع و روی نگهداری شود ، در اثر واکنش به سرعت گاز هیدروژن آزاد می نماید که همین امر می تواند سبب انفجار شود. برخی مواد نظیر فولاد ضد زنگ ، پلاستیک های سخت ، پوشش های تفلون و رزین ها در مقابل خوردگی کاستیک سودا مقاوم هستند.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
همان طور که گفته شد ، رقیق سازی سود سوز آور در آب یک واکنش گرمازا است و چنانچه این ماده را ناگهانی به آب اضافه کنیم ، ممکن است به اطراف پاشیده شده و سوختگی شیمیایی ایجاد نماید. بخصوص اگر این محلول به چشم بخورد کرده و یا بخارات آن استنشاق شود. بنابراین باید رقیق سازی caustic soda lye را با احتیاط زیادی انجام داد.
ساختار مولکولی NaOH سبب شده تا این ماده قادر به تجزیه مولکول های چربی باشد بنابراین در زمان استفاده از آن باید مراقب بود تا با پوست و بافت های حساسی مانند چشم و مخاط ها تماس پیدا نکند. پس باید حتما از وسایل حفاظتی استفاده نموده و اگر محل سرپوشیده است ، تهویه مناسبی داشته باشد. در صورت ایجاد سوختگی با سود مایع ، عضو را با مقادیر زیاد آب سرد شستشو داده و سریعا به پزشک معالج مراجعه نمایید.
فرایند تولید
فرایند تولید سود مایع از طریق تجزیه (هیدرولیز) آب نمک است. طی این فرایند ، گاز کلر و گاز هیدروژن نیز به عنوان محصولات جانبی تولید می شوند. روش های مختلفی برای تبدیل محلول کلرید سدیم به محلول هیدروکسید سدیم وجود دارد که به معرفی مهم ترین و پر مصرف ترین آنها می پردازیم:
روش دیافراگم
در تولید سود مایع به روش دیافراگم یا دیاگرام ابتدا باید محلول غلیظ آب نمک را تهیه کرد. این سلول دارای آند و کاتد است که در بخش آند ، گاز کلر و در بخش کاتد هم گاز هیدروژن تولید می شود. در این سلول یک پرده نازک دیافراگم بین دو قطب آن قرار داده می شود که وظیفه آن جدا سازی کلرید سدیم از هیدروکسید سدیم است.
روش ممبران (سلول غشائی)
جدید ترین روش تولید سود مایع از طریق تکنولوژی ممران می باشد. در این متد ، الکترود های تجزیه کننده آب نمک با نوعی غشاء خاص پوشش داده می شوند که وظیفه آن عبور دادن یون های سدیم و نگهداری یون های کلر است. مزیت اصلی روش ممبران بر روش دیافراگم این است که سدیم هیدروکسید تولید شده دارای مقادیر کمتر نمک و در نتیجه خلوص بالاتر می باشد.
تکنولوژی های تولید این محصول سبب شده تا مجموعه عظیمی برای تولید آن نیاز باشد. به همین علت تعداد تولید کنندگان سود مایع در کشور به زحمت به اندازه انگشتان یک دست می شوند. سود مایع بندر امام ، سمنان ، ارومیه و قم از جمله فعالان این بخش هستند. ولی بزرگترین تولید کننده این محصول که در حدود هشتاد درصد نیاز کشور را تامین می نماید ، کارخانه تولید سود مایع اروند (پتروشیمی اروند) است.
موارد مصرف
کاغذ سازی
صنعتی که بیشترین میزان مصرف سدیم هیدروکسید را دارد صنعت تولید کاغذ است. با توجه به اینکه بیشتر کاغذ تولیدی در جهان از بازیافت کاغذ های مصرف شده می باشد ، با افزودن سود سوز آور به آن اقدام به پاک کردن جوهر و سفید سازی خمیر کاغذ می نمایند.
نساجی
کاربرد سود مایع ۵۰ درصد در تولید پارچه جهت تولید و رنگرزی پارچه هایی از جنس پلی استر و نایلون و سایر الیاف مصنوعی است.
نفت و پتروشیمی
سدیم هیدروکسید نقش مهمی در صنعت استحصال نفت و گاز به منظور جدا سازی مواد اسیدی همچون مرکاپتان نفتنیک اسید و اسید کریزیلیک دارد. سود مایع کاستیک همچنین جهت حذف بوی نا مطبوع ایجاد شده به دلیل تولید سولفید هیدروژن هم مصرف می شود.
تصفیه آب آشامیدنی
آب شرب شهری که توسط منابع زیر زمینی یا آب سد ها تامین می شود ، به دلیل نفوذ مواد زیان آوری نظیر میکروب ها ، جلبک و قارچ و همچنین فلزات سنگین برای نوشیدن مناسب نیست. اسیدی شدن آب به دلیل ورود فاضلاب های صنعتی و خانگی و نیز مصرف کود های شیمیایی مهم ترین دلایل ایجاد این آلودگی های می باشد. سود سوز آور به عنوان یکی از قوی ترین مواد قلیایی قادر به تصحیح اسیدیته آب و از بین بردن این عوامل بیماری زا است.
تولید صابون و سفید کننده
در تولید صابون ، سدیم هیدروکسید نقش عامل قلیایی را جهت تبدیل روغن های گیاهی یا حیوانی به صابون دارد. از طرفی این ماده خاصیت چربی بری عالی داشته که برای صابون ضروری است. سود مایع در تولید سورفکتانت های آنیونی هم مصرف می شود. سود کاسیتک مایع یک ماده اولیه در تولید هیپوکلریت سدیم یا همان آب ژاول است که از آن سفید کننده و جرم گیر تولید می شود.
تولید آلومینیوم
آلومینیوم به عنوان یک فلز بسیار پر کاربرد در زندگی امروزی انسان از فراوری سنگ معدنی آن یعنی بوکسیت به دست می آید. برای این منظور ، سنگ بوکسیت را توسط سدیم هیدروکسید حل می کنند تا فلز آن استخراج شود.
تولید مواد شیمیایی و دارو
سود مایع یکی از نمک های سدیم است که برای تولید بسیاری از مواد شیمیایی نظیر پلیمر ها ، چسب و سیلانت ، داروهای شیمیایی ، حلال ها و رزین ها بکار می رود. داروهایی که برای کنترل چربی خون تجویز می شوند و آسپرین نیز با استفاده از این محصول تولید می گردد. بسیاری از کارخانجات به منظور شستشوی ماشین آلات ، مخازن و جرم و چربی لوله ها و فاضلاب از سود سوز آور استفاده می کنند. همچنین برخی صنایع کوچک نظیر قالیشویی و کارواش نیز از آن به عنوان ماده شوینده استفاده می نمایند.
بازار جهانی
سدیم هیدروکسید جزء مهمترین مواد شیمیایی در دنیا است. میزان تولید و مصرف این محصول هر چند سال یک بار به صورت تخمینی محاسبه می شود. طبق بررسی های انجام شده در سال ۲۰۰۶ در حدود شصت و چهار میلیون تن و در سال ۲۰۱۳ هشتاد میلیون تن سود سوز آور مایع در جهان تولید شده که بیشتر آن در صنایع تولید کاغذ ، مواد خوراکی ، پتروشیمی ، آلومینا و شوینده ها مصرف گردیده است. غول های صنعتی در چین ، آمریکا و اروپا بزرگترین تولید کنندگان این محصول هستند. کشور های خاورمیانه نیز رشد عظیمی در زمینه تولید و هم مصرف کاستیک سودا طی سالیان گذشته داشته اند.
فروش و حمل
فروش سود مایع ۵۰ درصد به صورت حواله بورس و یا آزاد انجام می شود. حمل این محصول از درب پتروشیمی تولید کننده به شکل فله و در کامیون تانکر های حمل مواد شیمیایی با ظرفیت ۲۵ هزار کیلوگرم صورت می گیرد. قیمت سود مایع همیشه ثابت نبوده و تابع عوامل گوناگونی است اما گروه سینا تولید با حذف حداکثری واسطه قادر به عرضه ارزان ترین قیمت سود سوز آور می باشد. ما همچنین برای مصرف کنندگانی که نیاز به مقادیر کمتر داشته و یا مخزن ۲۵ هزار کیلوگرمی برای نگهداری این محصول ندارند ، اقدام به بسته بندی کاستیک سودا در بشکه ۲۲۰ لیتری نموده ایم.
فروش سود مایع صادراتی
بخش عمدهی کاستیک سودا مایع تولید ایران به کشور های حاشیه خلیج فارس ، کشور های آسیای میانه ، عراق ، افغانستان ، پاکستان ، ترکیه ، کشور های آفریقایی و هند صادر می شود. صادرات کاستیک سودا ارز آوری مناسبی برای کشور و سود آوری چشمگیری برای صادر کنندگان این محصول دارد. صادرات از طریق مرز های زمینی و دریایی و به صورت فله ای ، بشکه شده و فلکسی تانک امکان پذیر است. پلمپ و اظهار گمرکی در مبدا انجام شده و نوع بسته بندی و پرداخت مبلغ به صورت توافقی انجام می گیرد.
سوالات متداول
سود مایع و سود پرک از نظر فرمول شیمیایی و کاربرد تفاوتی با هم ندارند. هر دو این محصولات دارای فرمول شیمیایی سدیم هیدروکسید هستند. اما تفاوت آنها در این است که سود مایع در فاز مایع و سود پرک در فاز جامد تولید می شود.
این محصول خاصیت قلیایی شدیدی دارد به همین علت می تواند سوختگی شیمیایی ایجاد نماید. سود سوزآور در صورت تماس با پوست بدن ، شروع به تجزیه بافت های چربی می نماید. همچنین در صورت تماس با بافت های حساس مثل چشم ، بسیار خطرناک است.
کاستیک سودا یک ماده شیمیایی خطرناک است که برای بافت های بدن ، بخصوص مخاط داخلی زیان آور است. این محصول برای شستشو استفاده می شود و نوع خوراکی آن وجود ندارد.
سود ۵۰ درصد فقط غلیظ تر از سود مایع ۳۰ درصد است و از نظر مشخصات شیمیایی هیچ تفاوتی با هم ندارند. اکثر تولید کنندگان هیدروکسید سدیم در ایران ، این محصول را با خلوص ۵۰ درصد تولید می کنند.