Filiera soda Solvay
Solvay soda ash pipeline
Filiera carbonato di sodio con processo Solvay: salamoia satura di NaCl trattata con NH3 e CO2 (da calcinazione calcare) produce NaHCO3 che, calcinato, dà soda Na2CO3; l'ammoniaca viene rigenerata con calce.
Diagramma di flusso
flowchart LR
limestoneCalcinationSolvay["limestoneCalcinationSolvay"]
ammoniaBrineSaturation["saturazione ammoniaca-salamoia"]
carbonation["carbonatazione"]
bicarbonateCalcination["calcinazione del bicarbonato"]
ammoniaRecovery["recupero ammoniaca"]
s_limestone(["CaCO3"]):::role_rawMaterial
s_limestone --> limestoneCalcinationSolvay
s_hydratedLime(["calce idratata"]):::role_intermediate
limestoneCalcinationSolvay --> s_hydratedLime
s_carbonDioxide(["carbon dioxide"]):::role_byproduct
limestoneCalcinationSolvay --> s_carbonDioxide
s_lime(["calce"]):::role_byproduct
limestoneCalcinationSolvay -.-> s_lime
s_brine(["salamoia"]):::role_rawMaterial
s_brine --> ammoniaBrineSaturation
s_ammonia(["ammoniaca"]):::role_intermediate
s_ammonia --> ammoniaBrineSaturation
s_sodiumChloride(["cloruro di sodio"]):::role_rawMaterial
s_sodiumChloride --> ammoniaBrineSaturation
s_ammoniatedBrine(["salamoia ammoniacale"]):::role_intermediate
ammoniaBrineSaturation --> s_ammoniatedBrine
s_ammoniatedBrine --> carbonation
s_carbonDioxide --> carbonation
s_ammonia --> carbonation
s_sodiumChloride --> carbonation
s_water(["acqua"]):::role_byproduct
s_water --> carbonation
s_sodiumBicarbonate(["bicarbonato di sodio"]):::role_intermediate
carbonation --> s_sodiumBicarbonate
s_ammoniumChloride(["cloruro di ammonio"]):::role_byproduct
carbonation -.-> s_ammoniumChloride
s_sodiumBicarbonate --> bicarbonateCalcination
s_sodaAsh(["carbonato di sodio"]):::role_finalProduct
bicarbonateCalcination --> s_sodaAsh
bicarbonateCalcination -.-> s_carbonDioxide
bicarbonateCalcination -.-> s_water
bicarbonateCalcination -. recycle .-> s_carbonDioxide
s_ammoniumChloride --> ammoniaRecovery
s_hydratedLime --> ammoniaRecovery
ammoniaRecovery --> s_ammonia
ammoniaRecovery -.-> s_water
s_calciumChloride(["CaCl2"]):::role_waste
ammoniaRecovery -.-> s_calciumChloride
ammoniaRecovery -. recycle .-> s_ammonia
classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003
classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030
classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333
classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642
classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444
classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033
classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506
classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima
prodotto finale
intermedio
sottoprodotto
scarto
utility
catalizzatore
⛏️ miniera
--> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine
Unit Operation
🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica
| Operazione | Consuma | Produce | Catalizzatore | Equipment | CO₂eq | Resa |
| 🧪 limestoneCalcinationSolvay |
CaCO3 | calce idratata, carbon dioxide |
— | forno verticale a calce |
0.79 | 0.97 |
| 🧪 saturazione ammoniaca-salamoia |
salamoia, ammoniaca, cloruro di sodio | salamoia ammoniacale |
— | torre di saturazione |
— | 0.99 |
| 🧪 carbonatazione |
salamoia ammoniacale, carbon dioxide, ammoniaca, cloruro di sodio, acqua | bicarbonato di sodio |
— | torre Solvay |
— | 0.75 |
| 🧪 calcinazione del bicarbonato |
bicarbonato di sodio | carbonato di sodio |
— | forno rotante (apparato) |
0.45 | 0.98 |
| 🧪 recupero ammoniaca |
cloruro di ammonio, calce idratata | ammoniaca |
— | distillatore Solvay |
— | 0.99 |
Reazioni chimiche bilanciate
| Operazione | Equazione bilanciata | ΔH |
| limestoneCalcinationSolvay |
CaCO3 -> CaO + CO2 |
+178.0 kJ/mol |
| saturazione ammoniaca-salamoia |
NH3(g) + NaCl(aq) -> NaCl-NH3(aq) (brine ammoniata) |
-35.0 kJ/mol |
| carbonatazione |
NH3 + CO2 + H2O + NaCl -> NaHCO3 + NH4Cl |
-50.0 kJ/mol |
| calcinazione del bicarbonato |
2 NaHCO3 -> Na2CO3 + H2O + CO2 |
+129.0 kJ/mol |
| recupero ammoniaca |
2 NH4Cl + Ca(OH)2 -> 2 NH3 + CaCl2 + 2 H2O |
+70.0 kJ/mol |
Ruolo delle sostanze in questa filiera
Condizioni operative
| Operazione | Temperatura | Pressione | Atmosfera |
| limestoneCalcinationSolvay |
900–1100 °C | atm | ossidante |
| saturazione ammoniaca-salamoia |
25–40 °C | 1.0–2.0 atm | — |
| carbonatazione |
25–60 °C | 2.0–3.9 atm | — |
| calcinazione del bicarbonato |
150–200 °C | atm | inerte |
| recupero ammoniaca |
90–120 °C | 1.0–2.0 atm | — |
Input energetici
| Operazione | Forma | Energia specifica |
| limestoneCalcinationSolvay |
termica | 4.0 MJ/kg |
| carbonatazione |
chimica | -0.4 MJ/kg |
| calcinazione del bicarbonato |
termica | 1.6 MJ/kg |
| recupero ammoniaca |
termica | 2.5 MJ/kg |
Supply chain inter-filiera
⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere
- ammoniaca ← Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, melamina da urea (alta pressione)
- salamoia ← estrazione salgemma + evaporazione salamoia
- carbon dioxide ← Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, Filiera bauxite-alluminio, bioetanolo da mais (dry-mill), biometano da digestione anaerobica + upgrading, Filiera ossido di etilene + glicole etilenico, Filiera calce idratata, magnesio Pidgeon, melamina da urea (alta pressione), Filiera vetro float Pilkington, Filiera cemento Portland, Filiera acciaio (altoforno + BOF)
- calce idratata ← Filiera calce idratata
- CaCO3 ← estrazione cava calcare
- cloruro di sodio ← resina epossidica DGEBA, estrazione salgemma + evaporazione salamoia
- acqua ← acido acrilico → poliacrilato di sodio (SAP), acrilonitrile (SOHIO) + ABS, Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, mangime pellet da DDGS bioetanolo, bisfenolo A da fenolo + acetone, caprolattame a Nylon 6, acido citrico da fermentazione Aspergillus niger, CO2-to-metanolo (idrogenazione catalitica Cu/ZnO/Al2O3), elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), produzione solfato di rame pentaidrato, DPC via carbonilazione ossidativa, epicloridrina da bio-glicerolo (Epicerol), resina epossidica DGEBA, Filiera etilene da steam cracking, formaldeide da metanolo (Formox), biodiesel HVO (drop-in), solfato di idrossilammina (processo DSM HPO), Filiera HCl industriale, acido L-lattico da fermentazione glucosio, Filiera metanolo da syngas, sintesi metilammina (NH3 + MeOH catalitica), produzione molibdeno metallico (arrostimento + riduzione H2), Filiera acido nitrico Ostwald, sintesi N-metilpirrolidone (NMP), fertilizzante organico NPK da digestato, Filiera PET, Filiera acido fosforico wet, PLA da acido L-lattico (ROP), poliuretano via MDI, ossido propilene via HPPO, acido tereftalico purificato da p-xilene, Filiera PVC, cianuro di sodio da processo Andrussow, Filiera acciaio DRI-H2 + EAF, recupero zolfo Claus da H2S, Filiera zinco idrometallurgico
➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere
- ammoniaca → acrilonitrile (SOHIO) + ABS, diluizione soluzione acquosa di ammoniaca, Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, Filiera ammonio nitrato, caprolattame a Nylon 6, Filiera fosfati DAP/MAP, solfato di idrossilammina (processo DSM HPO), sintesi metilammina (NH3 + MeOH catalitica), sintesi monoetanolammina (NH3 + EO), Filiera acido nitrico Ostwald, cianuro di sodio da processo Andrussow
- carbon dioxide → Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, CO2-to-metanolo (idrogenazione catalitica Cu/ZnO/Al2O3), Filiera etilene da steam cracking
- calce idratata → acido citrico da fermentazione Aspergillus niger, epicloridrina da bio-glicerolo (Epicerol), acido L-lattico da fermentazione glucosio, LiOH·H2O da carbonato di litio, Filiera acido fosforico wet
- calce → Filiera calce idratata, Filiera cemento Portland, acciaio inossidabile (via AOD), Filiera acciaio (altoforno + BOF), Filiera acciaio DRI-H2 + EAF, acciaio EAF da rottame
- carbonato di sodio → formulazione detersivo in polvere (Na2SO4 filler), riciclo batterie Li-ion (idromet black mass), carbonato di litio da spodumene, Filiera vetro float Pilkington
- bicarbonato di sodio → Filiera vetro float Pilkington
- acqua → produzione carbone attivo (attivazione a vapore), diluizione soluzione acquosa di ammoniaca, Filiera bauxite-alluminio, bioetanolo da mais (dry-mill), biometano da digestione anaerobica + upgrading, cloro-soda (cella a membrana), Filiera coke da carbone, elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), Filiera rame pirometallurgico, raffineria petrolio (CDU + VDU), Filiera ossido di etilene + glicole etilenico, formaldeide da metanolo (Formox), oro da cianurazione + CIP, Filiera idrogeno verde PEM, Filiera calce idratata, H2O2 processo anthraquinone (AO), Filiera HCl industriale, assemblaggio cella Li-ion (NMC), carbonato di litio da spodumene, LiOH·H2O da carbonato di litio, produzione solfato di manganese monoidrato (battery grade), melamina da urea (alta pressione), Filiera nichel da solfuri, Filiera acido nitrico Ostwald, Filiera acido fosforico wet, Filiera PVC, estrazione salgemma + evaporazione salamoia, gomma SBR, coagulante sodio alluminato trattamento acque, Filiera H2SO4 da zolfo elementale, Filiera zinco idrometallurgico
Esplora con SPARQL
Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:
PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
?substance chem:playsRole ?ra .
?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:solvaySodaAshPipeline .
} ORDER BY ?role
Vedi altri esempi SPARQL.
Dereferenziabile: chem:solvaySodaAshPipeline
· ontologia completa
· TTL sorgente