Способ получения ксантановодорода

Способ получения ксантановодорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КСАНТАНОВОДОРОДА , предусматривающий электролиз концентрированного кислого раствора роданида с использованием графитовых электродов и выделение продукта, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат , увеличения В13хода продукта и его/чистоты, процесс ведут в две стадии при анодной плотности тока и линейной скорости движения раствора на первой стадии соответственно 0,01-0,05 А/см и 0,1-0,5 м/с с рециркуляцией раствора на второй ста- , дни при плотности тока 0,35-0,5 А/см и линейной скорости 1,0-1,5 м/с .

ИМОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1006542 А

ОIIC 0 161.0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "-" :-::--:::::::-::::-:::: r

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «- м; ..: . (21) 2924195/23-26 (22) 04.04.80 (46) 23.03.83. Бюл. 9 11 (72) A. П. Довгопол, H. H. Дыханов и В. Е. Генкин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (53) 547.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2566212/23-26, кл. С 25 В 3/00, С 07 С 161/04, :С 02 С 5/12 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КСАНТАНО-:

ВОДОРОДА, предусматривающий электролиз концентрированного кислого раствора роданида с использованием графитовых электродов и выделение продукта, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, увеличения выхода продукта и его7чнстоты, процесс ведут в две стадии при анодной плотности тока и линейной скорости движения раствора на первой стадии соответственно

0,01-0,05 А/см и 0,1-0,5 м/с с рециркуляцией раствора на второй стадий при плотности тока 0,35-0,5 А/см

2 и линейной скорости 1,0-1,5 м/с

1006542

Изобретение относится к электрохимическому производству, а точнее к технике получения ксантановодорода из роданидсодержащих сточных вод и технологических растворов коксохимического и химического производства.

Известен способ получения ксантановодорода путем электрохимической обработки водного раствора роданистого аммония и кислоты, взятых в со- 10 отношении соответственно 1г (0,1-1,5), при плотности тока в.пределах 0,050,5 A/ñì, температуре 30-50 С и концентрации роданида аммония в пределах 3-10 r-экв/л. Сущность спосо- 15 ба состоит в том, что в процессе электрохимическаго взаимодействия роданида и кислоты в водном растворе образуется роданистоводородная кислота, которая при достижении концентрации > 5вес.Ъ подвергается самопроизвольной межмолекулярной циклической конденсации (тримеризации) с образованием ксантансводорода и синильной кислоты. Последняя электрохимически окисляется до CNO" который далее в кислой среде при повышенной температуре подвергается гидролитической деструкции до ЙН и

СО (1j.

Существенным недостатком извест30 ного способа является то, что при осуществлении электрохимического процесса в длительном промежутке времени в одну стадию в переточном бездиафрагменном электролиэере, когда электролит находится практически в стационарном состоянии, трудно, обеспечить необходимый массообмен и оптимальные параметры технологического режима. Это отрицательно 40 сказывается на производительности процесса, на выходе (по току и по веществу) и на чистоте получаемого целевого продукта.

Пель изобретения — снижение знер- 45 гозатрат, увеличение выхода продукта и его чистоты.

Для достижения этой цели процесс ведут в две стадии при анодной плотности тока и линейной скорости дви- 50 жения раствора на первой стадии соответственно 0,01-0,05 А/см и

0,1-0,5 м/с с рециркуляцией раствора на второй стадии при плотности тока

0,35-0,5 A/cM> и линейной скорости

1,0-1,5 м/с.

Необходимость проведения процесса в две стадии обуславливается несколькими причинами, главными иэ которых является то, что скорость и выход ксантановодорода адекватны ско- 60 рости генерирования и концентраций роданистоводородной кислоты в растворе.

Исходя из того, что скорость электрохимического процесса и произ- 65 водительность его по роданистоводородной кислоте, в основном, зависит от количества перенесенного электричества, а не от потенциала, при котором он осуществляется (ввиду низкой поляризуемости ЯСй=ионов), наиболее целесообразным является проведение технологического процесса на первой стадии при плотности тока

0,01-0,05 A/ñì и скорости движения обрабатываемой жидкости 0,1-0,5 м/с.

Соблюдение этих параметров обеспечивает необходимую концентрацию роданистоводородной кислоты в растворе и достаточно высокую производительность процесса. При увеличении скорости движения раствора более

0,5 м/с снижается концентрация роданистоводородной кислоты в растворе из-за недостаточной степени разложения роданистогс аммония и увеличиваются ее потерипри турбулизации раствора. В то же время, снижение скоррсти менее 0,1 м/с нерационально, так как при этом превыаение концентрации роданистоводородной кислоты в растворе > 5-6 вес.Ъ приводит к образованию ксантановодорода, что вызывает затруднения в осуществлении процесса.

На второй стадии при скорости движения циркулирующего электролита

1,0 м/c,,îñoáåíío при увеличении его ионной силн, что обусловлено ростом концентрации роданистого аммония и величиной плотности тока, в результате пересыщения приэлектродного пространства промежуточными (роданистоводородная кислота, CN, СМОионы). и конечными продуктами (ксантановодород, сульфат аммония и др.), которые не успевают отводиться от поверхности анода, начинается его пассивация, повышается напряжение и, следовательно, увеличиваются энергозатраты, т.е. проявляются недостатки известного способа.

Превышение верхнего экстремального значения. скорости движения потока циркулирующего раствора (1,5 м/с) уже не сказывается на технологическом процессе (на степени окисления .И=ионов и на скорости отвода от анодной поверхности продуктов реакции). Напротив, это приводит к снижению выхода целевого продукта изза потерь роданистоводородной кислоты вследствие повышенного газовыделения компонентов из раствора при его черезмерной турбулизации, Таким образом, осуществление электрохимического процесса при указанных параметрах технологического режима позволяет устранить недостатки, которые присущи известному способу, и тем самым повысить проиэвоцительность процесса и чистоту целе l,00&542 вого продукта, снизить энергозатраты. При4ем рециркуляция электролита в закрытом циркуляционном контуре на второй стадии предотвращает потери роданистоводородной кислоты и улетучивание. высокотоксичного НСМ. ,3а счет ретура роданистоводородной кислоты, роданистого аммония и др. значительно повышается-выход ксанта--. новодорода и степень использования сырья. 30

В табл. 1-3 приведены данные, подтверждающие оптимальность парамет. ров предлагаемого технологического режима и его преимущества перед известным. 15

Пример 1. Концентированный раствор роданистого аммония (3 г-экв/л) с рН 4 подвергают электрохимическойобработке в электролиз.ном устройстве вертикального типа— на первой стадии при плотности тока на графитовом аноде 0,05 А/см и линейной скорости движения раствора

О, 3 м/с, а на второй стадии при анодной плотности тока 0,35 A/см и скорости движения циркулирующего раствора 1,2 м/с. Концентрация рода. нистоводородной кислоты (РВК) в растворе, выходящем из нижнего патрубка устройства, составляет 4,8%, а в электролите на второй стадии — 11,2%. 06разукщийся суспендированный ксантановодород непрерывно отделяется от раствора, проходя через 4ильтрующее устройство, которое совмещено с закрытым циркуляционным контуром. Среднее напряжение на электролизере 3,1 В, выход продукта 95,3% от теоретического. Продукт имеет следующие показатели: содержание основного вещества

99,1%, зольность 0,05%, т.пл. (разл.)

183-1&4оС

Пример 2. В условиях приме, а 1 проводят серию опытов, изменяя, только скорость циркуляции электролита от 0,8 до 2,0 м/с. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 3. Показатели технологического процесса получения ксантановодорода при различной скорости движения раствора на первой стадии (0,05-0,6 м/c) и плотности тока в пределах 0,01-0,05 A/см2 приведены в табл. 2.

Преимущества изобретения в срав ненни с известным способом приведены в табл. 3.

Производительность процесса по рВК увеличивается в 1,2-1,5 раза.

Как видно иэ табл. З,-отличия и преимущества изобретения по сравнению с известным способом обеспечивают улучшение технологических и вольтамперных характеристик и за счет ихповышение произвсдительности процесса и чистоты продукта, снижение эиер-> гозатрат °

1006542

Показатели

0,8

Производительность процесса (концентрация РВК в растворе, %) 8,6

9 3

12,3

3,7

3,0

3,0

91,1

95,8 содержание основного вещества, %

98,0

99,2 99,1 99,4

0,05 0,04 зольность, %.0,05 т. пл. (раэл.), С

183-184

179-184

Таблица 2

Показатели

0,05 0,1 0,3

0,6

12,5

3,8

11,2

3,1

3,4

3,1

93,1

92,8 94,7 95,3

90,6

98,0 98,9 99,1 99,3

Таблица 3

Параметры технологического режима известного

Показ атели предлагаемого

Плотность тока, A/cì

1 стадия 0,01-0,05

2 стадия 0,35-0,5

0,05-0,5

Энергоэатраты (среднее напряжение на ванне, В) 4,0

3 5

8-10

10-15

85-91

93-96

Зеленовато-желтая Ярко-желтая окраска содержание основного вещества,, %

До 97,8

99,2-99,4

0,3

0,05

167-184

183-184

Степень использования сырья (роданид), % е Менее 92,0

99,0

ВНИИПИ Заказ 2058/44 Тираж 641 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

Напряжение на электродах, В

Выход продукта, % (от теор.)

Показатели качества:

Производительность процесса (концентрация РВК, %)

Напряжение на электродах, В

Выход пррдукта, %

Показатели качества продукта (содержание основного вещества, %)

Концентрация РВК в растворе, %

Выход продукта, % (от теор.)

Чистота продукта: зольность, % т. пл. (разл.), С

Таблица 1

Скорость движения раствора, м/с

1,0 1,2 . 1 5 2,0

9,8 11,2

3,5 3,1

95>3

Скорость движения раствора, м/с

) ) ) 0,5 )