Способ получения концентриро-ванного pactbopa гидроокисищелочного металла и хлора

Способ получения концентриро-ванного pactbopa гидроокисищелочного металла и хлора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ь П И С А Н И Е (831869

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сееа Советснин

Саафан нс тически н

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву{22)Заявлено 10.03.78 {21) 2588276/23-26

f с присоединением заявки М 2588277/23-26 (23) ПрнорнтетОпубликовано 23.05.81 Бюллетень М! 9

Дата опубликования описания 26.05. 81

3 (51}М. Кл.

С 25 В 1/46

Внуднрственнй! каантвт

СССР йo анана нзобратеннй н втннытн1 (53) УДК 661. 418. .. 1 (088. 8) В.Л. Кубасов, Л.И. Юрков, А.Ф. Мазанко, Ф.И. Львович и M.À. Мельников-Эйхе мтьд— (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОС(фБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО

РАСТВОРА ГИДРООКИСИ ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА

И ХЛОРА

Изобретение относится к технологии процесса электролиза раствора хпорида щелочного металла в электролизере с фильтрующей диафрагмой с одно временным получением концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла (калия или натрия) и хлора.

Известен способ получения раствора гидроокиси натрия и хлора методом электролиза раствора хлорида натрия

10 в электролизере с фильтрующей диафрагмой, разделяющей католит и анолит, при поддержании концентрации хлорида натрия в анолите 280330 г/л и значения рН анолита в интервале I 5-4,0. При этом в католите, получанл раствор гидроокиси натрия и хлорида натрия, содержащий 1 40260 г/л гидроокиси натрия. Процесс осуществляют со степенью разложе-. ния хлорида натрия (степень превращения хлорида натрия в гидроокись натрия), равной 0,50-0,53. Выход по току составляет 93,9-97,2Х прн концентрации гидроокиси натрия в католите 260-140 г/л (6,5-3,5 моль/л) концентрации хлорида натрия в анолите 240-300 г/л (4,1 5,1 моль/л) и рН анолита 2,1-4,05 (I).

Недостатком указанного способа является получение сравнительно разбавленного раствора гидроокиси натрия с высоким содержанием остаточного хлорида — до 200 г/л, а также высокий расход энергии на упаривание образующихся электролитических щелоков для получения концентрированного раствора щелочи с содержанием

600-650 г/л (15,0-16,25 моль/л ) гндроокиси натрия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла H хлора путем электрохимического разложения хлорнда щелочного металла в электролизере с фильтрующей диаф3 83 рагмой, разделяющей католит и анолит заключающийся в том, что в анодное пространство электролизера подают насыщенный раствор хлорида щелочного металла, например 290-320 г/л (5,0-5,5 моль/л) хлорида натрия нли 350-370 г/л (4,7-5,0 моль/л) хлорида калия. Скорость подачи раст-. вора хлорида щелочного металла регулируют таким образом, что степень разложения хлорида натрия или калия при электролизе составляет

0,55-1,0. Содержание хлорида щелочного метвлла в анолите в процессе электролиза составляет 2,5-4,0 моль/л (150-250 г/л хлорида натрия или

200-300 г/л хлорида калия ). Значение рН анолита поддерживают ниже

1,5 и оно находится в пределах 1,01,2.Электролиз ведут при повышенной концентрации гидроокиси щелочного металла в католите, составляющей

6,5-18,5 моль/л (350-750 г/л). Вы- ход по току составляет 93-95Х. Напряжение на электролизере при плотности тока 0,2 А/см и тем2 пературе 90 С составляет 3, 55 В t2 ).

Недостатком известного способа является повышенное напряжение на электролизере и относительно н@; высокий выход по току.

Цель изобретения — снижение напряжения на электролизере и повышение выхода по току.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла и хлора путем злектрохимического разложения хлорида щелочного металла в электролизере с фильтрующей диафрагмой, разделяющей католит и анолит, со степенью разложения хлорида 0,55-1,g электролиз ведут при поддержании концентрации хлорида щелочного металла в анолите 4,3-5,3 моль/л. и значении рН анолита 1,5-2,5.

Пример 1. Проводят электролиз раствора хлорида натрия в электролизере с фильтрующей диафраг2 мой при плотности тока 0,2 А/см. и температуре 90 С. Нагрузка на электролизере 10 А. Анолит циркулирует через емкость, где он донасыщается хлоридом натрия и подкисляется соляной кислотой. В процессе электролиза концентрацию хлорида натрия в анолите поддерживают

1869 ф

260 г/л (4,45 моль/л}, значение рН анолита в интервале 1,8-2,0.

Из катодного пространства электролизера выводят 81 мл/ч раствора, содержащего 177 г/л (4,42 моль/л) гидроокиси натрия, 92 г/л (1,57 моль/л) хлорида натрия и

0,31 г/л (0,0029 моль/л) хлората натрия.

Степень разложения хлорида 0,74, напряжение на электролизере 3,46 В, выход по току 96,2Ж.

П р и.м е р 2. Проводят электролиз раствора хлорида натрия в том же электролизере с фильтрующей диафрагмой и при той же плотности и температуре, как в примере I. В процессе электролиза концентрацию хлорида натрия в анолите поддерживают

302 г/л (5,16 моль/л), значение рН анолита в интервале 1,9-2,1. Из катодного пространства электролизера выводят 69 мл/ч раствора, содер-. жащего 207 г/л (5,17 моль/л) гидроокиси натрия, 75,5 г/л (1,29 моль/л) хлорида натрия и 0,22 г/л (0,00206 моль/л) хлората натрия.

Степень разложения хлорида

0,80, напряжение на электролизере

3,43 В, выход по току 96,07.

Пример 3. Проводят электролиз раствора хлорида натрия в том же электролизере с фильърующей диафрагмой и при той же плотности тока и температуре, как в примере 1. В процессе электролиза концентрацию хлорида натрия в анолите поддерживают 287 г/л (4,9 моль/л), значение рН анолита в интервале 2,3-2,5. Из катодного пространства электролизера выводят 84,5 мл/ч раствора, содержащего 170 г/л (4,14 моль/л) гидроокиси натрия, 134 г/л (2,29 моль/л) хлорида натрия и 0,27 г/л

0,00119 моль/л) хлората натрия.

Степень разложения хлорида 0,61 напряжение на электролизере 3,44 В, выход по току 96,5Х.

Пример 4. Проводят электролиз раствора хлорида калия в том же электролизере с фильтрующей диафрагмой и при той же плотности тока и температуре, как в примере 1. В процессе электролиза концентрацию хлорида-калия в анолите поддерживают 358 г/л

{4,79 моль/л), значение рН анолита в интервале 2,0-2,2. Из катодного пространства электролизера выводят

1869

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США !! . 3403083, кл. 20498,24.09.68.

2. Авторское свидетельство СССР

50 по заявке !! 2465980/23-26, кл. С 25 В 1/46, 31.03.77.

5 83

7l млуч раствора, содержащего 282 г/л (5,02 моль/л) гидроокиси калия, 65 г/л (0,87 моль/л) хлорида калия и 0,36 г/л (0,00293 моль/л) хлората . калия.

Степень разложения хлорида 0,85, напряжение на электролизере 3,45 В, выход по току 96,0Х.

Пример 5.,Проводят электролиз раствора хлорида натрия в том же электролизере с фнльтрующей диаф. рагмой и при той же плотности тока и температуре, как в примере 1. В процессе электролиза концентрацию в анолите поддерживают 255 г/л (4,36 моль/л) значение рН анолита в интервале 1,8-2,0. Катодное пространство электролизера подпитывают

75 мл/ч раствора гидроокиси натрия с концентрацией 700 г/л (17,5 моль/л) и выводят оттуда 118 мл/ч раствора, содержащего 566 г/л (13,9 моль/л) гидроокиси натрия, 6,1 г/л (0,104 моль/л/ хлорида натрия и

0,27 г/л (0,00253 моль/л) хлората натрия.

Степень разложения хпорида 0,98, напряжение на электролизере 3,49 В, выход по току 96,8 ..

Пример 6. Проводят электролиз раствора хлорида натрия в том же злектролизере с фильтрующей диафрагмой и при той же плотности тока и температуре, как -в примере !.

В процессе электролиза концентрацию хлорида натрия в анолите поддерживают 307 г/л (5, 25 моль/л), .значение рН анолита в интервале

2,0-2,2. В катодное пространство электролизера подают 75 мл/ч раство ра с концентрацией 700 г/л (17,5 моль/л) гидроокиси натрия и выводят оттуда 119 мл/ч раствора, содержащего 568 г/л (14,2 моль/л) .гидроокиси натрия, 7,6 г/л (0,128 моль/л) хлорида натрия и

0,22 г/л (0,00206 моль/л) хлората натрия.

Степень разложения хлорида 0,96 напряжение на электролизере 3,46 В, выход по току 97,0 .

Пример 7 . Проводят электролиз раствора хлорида калия в том же электролизере с фнльтрующей диафрагмой и при той же плотности тока и температуре, как в примере 1. В процессе электролиза концентрацию хлорида калия в анолите поддерживают 364 г/л (4,88 моль/л) . значение рН анолита 1,9-2,2. В катодное !

О пространство электролизера подают

75 мл/ч раствора гидроокиси калия с концентрацией 730 г/л(13,0 моль/л) и выводят оттуд 145 мп/ч раствора, содержащего 518 г/л (9,23 моль/л) !

5 гидроокиси калия, 9,5 г/л (0,127 моль/л) хлорида калия и

0,42 г/л (0,00342 моль/л) хлората калия.

Степень разложения хлорида 0,95, 20 напряжение на электролизере 3,45 В, выход по току 96,7Х.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение выхода по току на 1-2Х и снижение напряжения

25 на электролизере на О, 1 В.

Формула изобретения

Способ получения концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла и хлора путем электрохимического разложения хлорида щелочного металла в электролизере с фильтрующей диафрагмой, разделяющей католит и анолит, со степенью разложения хлорида 0,55-1,0, о т л и— ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью снижения напряжения на электролиsepe и повышения выхода по току, электролиз ведут при поддержании концентрации хлорида щелочного металла в анолите 4,3-5,3 моль/л и значении рН анолита 1,5-2,5.

Составитель Т. Барабаш

Редактор Н. Егорова ТехредТ.Иаточка Корректор О. Билак

Заказ 2950/13 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035 Москва Ж-35 Раушская наб.z д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4