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• Ciindy Haneull

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FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL

Curso

:

Diseño de plantas y sistemas regenerativos

Tema

:

Diseño de una planta de Cloro-Soda (producción de …. )

Alumno :

2016

CAPÍTULO I

1.

INTRODUCCION

El cloro y la soda causitica se encuentran entre los diez químicos mas producidos en el ámbito mundial, estos compuestos son empleados en la fabricación de gran variedad de productos en todo el mundo, entre estos incluyen: detergentes, desodorante, herbicidas, farmacéuticos, pesticidas, refrigerantes, papel, plásticos, productos para el tratamiento de aguas residuales y para el consumo humano y muchos otros. La electrolisis del cloruro de sodio en presencia de agua es el método que se utiliza para la obtención de Cloro y Soda, la ruptura de la molécula de sal se hace en electrolizadores los cuales deben recibir la salmuera ultrapura, para esto es necesario someter la salmuera a un proceso riguroso de purificación y eliminación de iones 1.2 DESCRIPCION DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA Uno de los problemas que confrontan todos los países del mundo es la descontaminación de espacios en donde el hombre habita y el agua de uso doméstico, estos problemas se presentan con mayor frecuencia en zonas rurales o de bajos recursos económicos en donde no se tiene conciencia de los peligros que pueden estar en contacto con agentes bacteriales y virales que están presentes en el suelo y agua. Generalmente el agua sin tratar contiene numerosos gérmenes, algunos de los cuales pueden ser patógenos. Estos gérmenes patógenos suelen estar en el suelo o en las aguas contaminadas con heces de personas o de animales. De este modo. El agua se convierte en vehiculo de transmisión de enfermedades tales como el cólera, tifoidea, paratifoidea, hepatitis, disentería amibiana y viral, entre otras. Actualmente, la mayor parte de las poblaciones rurales y marginales de los países en vías de desarrollo se abastecen de agua no apta para el consumo humano. Como consecuncia de ello, los índices de enfermedades relacionadas con el agua son altos; sin embargo, estas enfermedades pueden ser evitadas mediante la desinfección del agua. La forma más común de potabilizar el agua de consumo humano es mediante la adicion de cloro y otros compuestos químicos. Ya que el cloro es el agente principal que provoca la muerte de los organismos que están presentes en el agua. El cloro en el hogar se utiliza como hipoclorito de sodio, este se utiliza como blanqueador de los textiles, para descontaminación del agua para consumo humano, el ajuste del ph de las piscinas y como materia prima para otros productos de limpieza. 1.3 IMPORTANCIA Y JUSTIFICACION DEL DISEÑO 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 por el valor de flete de la misma. También es importante mencionar que la energía eléctrica representa, aproximadamente, el 70% del costo de la Unidad de Costo Electrolítico (ECU). Se llama ECU al costo de fabricar una tonelada de Cloro más 1,1267 toneladas de Soda Cáustica. Por 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. Por último, debe aclararse que los volúmenes de manejo de materias primas (básicamente cloruro de sodio) y productos terminados (soda cáustica, cloro y/o productos fabricados con el cloro) representan un gran aporte económico al sector de servicios, principalmente los relacionados con transporte y demás componentes de la logística de distribución y almacenaje.

1.4 OBJETIVOS: 1.4.1 GENERAL 

Desarrollar la ingeniería conceptual de una planta cloro-soda

1.4.2 ESPECIFICOS    

Determinar requerimientos de materia prima e insumos necesarios para el funcionamiento de una planta de Cloro-Soda. Dimensionar los equipos de producción de una planta de Cloro-Sosa. Definir la ubicación para instalación de la planta Cloro-Soda. Calcular el monto de inversión requerida para la construcción de una planta de Cloro-Soda

CAPÍTULO II MATERIA PRIMA E INSUMOS 3.1 DISPONIBILIDAD 3.2 CANTIDAD 3.3 CALIDAD 3.4 CONTINUIDAD

CAPITULO III ESTUDIO DE MERCADO 3.1 Descripción del producto La soda cáustica se presenta de dos formas: líquida, que se despacha a granel en camiones tanque, vagones-tanque y buques-tanque, y en perlas envasadas en bolsas de 25 Kg y en grandes bolsones de una tonelada, que se transportan en camiones, vagones y buques portacontenedores. La soda cáustica es un insumo utilizado en distintos rubros. La demanda de este producto está ligada al crecimiento de la industria, puesto que casi no existe planta industrial que no la utilice. Entre las industrias que requieren soda cáustica podemos mencionar a la papelera, automotriz, construcción, alimentación, agricultura, sanidad, tratamientos de agua, etc. Industria papelera: Se utiliza en el proceso de fabricación y blanqueo de la pasta de papel debido a que no altera las fibras de esta pasta. Industria alimenticia: Es necesaria para el lavado y limpieza de botellas, pelado de frutas y verduras en proceso químico, modificación del almidón, preparación de sales sódicas, etc. Industria química: Se requiere para el proceso de transformación de productos químicos. Así, por ejemplo, la industria del policarbonato utiliza grandes cantidades de este material para su fabricación. Otros usos comunes incluyen la fabricación del papel celofán, la regeneración del caucho, etc. Tratamiento de agua: Permite neutralizar efluentes, disminuir el grado de dureza de las aguas y regular el pH. La soda cáustica también se utiliza para regenerar las resinas de intercambio de los cationes y eliminar los iones de los metales pesados por precipitación. Jabones y detergentes: Se utiliza para la fabricación de detergentes, jabones en polvo y jabones para baño

Cloro: El Cloro, que en los comienzos de la industria de cloro-soda aparecía como un subproducto, desempeña hoy en día un papel predominante en:      

Potabilización de agua de red: aún no se ha descubierto un producto competidor con iguales y simultáneas características de desinfección, poder residual y economía Industria química y farmacéutica. Fabricación de materias primas plásticas: principalmente PVC. Hipoclorito de Sodio y Acido Clorhídrico: derivados del proceso de producción de soda cáustica y cloro. Fabricación de solventes, pesticidas y refrigerantes Blanqueo de pastas celulósicas

Usos de los otros productos obtenidos Ácido clorhídrico Es utilizado en la industria metalúrgica como decapante, en otras industrias para mejorar la acidez, en la industria alimenticia, y en varios procesos químicos y petroquímicos. Hipoclorito de sodio Más conocido como agua lavandina, se utiliza en muchas industrias como blanqueador, como agente de limpieza y desinfección y en el tratamiento de efluentes por su poder bactericida. FORMAS DE COMERCIALIZACION DE LA SODA CAUSTICA Para ser técnicamente correcto, sólo la soda cáustica fundida debería ser llamada “líquida”, pero el término “Soda Cáustica líquida” ha sido usado históricamente para describir a las soluciones de soda cáustica. Es una solución acuosa de hidróxido de sodio al 50% aproximadamente. Se obtiene, junto con el Cloro y el Hidrógeno, por electrólisis de Cloruro de Sodio. Cumple las especificaciones de la Norma IRAM 41129-1, tipo III. Es un líquido claro e incoloro, soluble en agua, metanol, etanol e insoluble en éter y acetona. Al igual que el cloro licuado, es uno de los químicos industriales de mayor uso, siendo un ingrediente necesario en gran parte de los procesos fabriles.

La soda cáustica líquida al 50% se encuentra disponible en 4 grados:    

Diafragma Rayón Membrana Diafragma purificada

La soda cáustica anhidra es comercializada en forma de   

Perlas Escamas Compactada

Estas 3 formas tienen la misma composición química y difieren únicamente en la forma y el tamaño de la partícula.

3.2 FICHA TECNICA DEL PRODUCTO

1. Ficha técnica del producto Soda Caustica Fabricacion

  

Propiedades

 

Usos

Cloro:

Se produce soda cáustica líquida, a partir de la electrólisis de una solución de cloruro de sodio. El cloruro de sodio proviene de la sal producida en los yacimientos. La energía utilizada en el proceso electrolítico proviene del sistema interconectado nacional. Siendo la alimentación de la energía eléctrica a 60 kV, los transformadores de potencia la convierten en 10 kV. Un sistema de transformación rectificación permite obtener un suministro de corriente continua y un voltaje adecuado a los requerimientos de las celdas electrolíticas. Apariencia: La soda cáustica es una solución líquida clara y viscosa, altamente higroscópica. Reactividad:  La soda cáustica es una base fuerte altamente reactiva que ataca metales (zinc, aluminio, cobre, plomo) y aleaciones (bronce, latón)  Reacciona violentamente con los ácidos y con compuestos como el acrilonitrilo, acroleína, anhidrido maleico.  Puede formar compuestos explosivos como el dicloroacetileno, por reacción con cloroetilenos.

Fabricacion

a. La electrólisis de la salmuera (solución de cloruro de sodio)determina la liberación del cloro en forma gaseosa. b. El gas producido es sometido a las operaciones de enfriamiento, secado y compresión. c. El gas comprimido a 2.5 kg/cm2 es enfriado y condensado a 20 C en la planta de licuefacción del cloro. El producto obtenido es un cloro líquido de alta pureza.

Propiedades

Usos

3.3 ESTUDIO DE DEMANDA 3.4 ESTUDIO DE OFERTA

3.5 3.6 3.7 3.8

BALANCE OFERTA – DEMANDA EVOLUCION DE PRECIOS DEL PRODUCTO SISTEMA DE VENTAS TAMAÑO DE LA PLANTA SEGÚN EL MERCADDO