Способ получения карбоната натрияили калия

Способ получения карбоната натрияили калия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ПАТЕНТУ

< >847928

Союз Советскигг

С оциалистическигг

Республик (61) Дополнительныи к патенту (51)М. Kë.3 (22) Заявлено 2ЦИ.76 (2г) 2314902/23"26 с присоединением заявки 92384454/23-26 (23} Приоритет 210 376 (32) 22. 01 ° 75

С 25 В 1/14

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (33) сгНд (31) 54296 7

Опубликовано 15.07.81„Бголлетень ¹ 26

Дата опубликования описания 150781 (53) УДК 621.357. . 1г 661. 311 г 321 (088.8) И ностранцы

Кевин Джозеф О Лири, Чарльз Джозеф Хор . и Дональд Луис Де Респирис (СШЛ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Даймонд Шамрок Еорпорейшн" (aaA) (73} Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТА НН2РИЯ

ИЛИ КАЛИЯ

)г

i 1

1- C — CFg

t>l 0зА

Изобретение относится к электрохимическим производствам и может быть использовано для получения карбонатов натрия или калия с низким содержанием хлорида.

Известен способ получения карбоната натрия или калия электролизом хлорида соответствующего металла в электролизере, разделенном непроточной катионообменной мембраной на анодное и катодное пространство, с подачей двуокиси углерода в катодное пространство (1).

В данном способе используют катионообменную мембрану на основе сополи45 мера стирола и дивинилбензола, а нлотног;ть тока поддврживают 0,015-0,12 A/ см .

Недостатком данного способа являет ся высокое содержание хлорида в получаемом карбонате, которое равно око;ло 0,2% в пересчете на твердый, продукт, I

Цель изобретения — снижение содер-25 жания хлорида в получаемом продукте.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения карбоната натрия или калия электрслизом хлорида соответствующего металла в электролизере, разделенном непроточной катионообменной мембраной на анодное и катодное пространство, с подачей двуокиси. углерода в катадное пространство, в качестве мембраны испопьзуют пленку толщиной 0,05-0,2 мм из сопслимера, содержащего повторяющиеся структурные звенья формулы где R - группа R -CF-CF -0-CFY-CF -0 с о э где и и Y - фтор или .трифтсрметилг

A — водород, натрий или калий; п -Оили1, с эквивалентным весом 1100-1300 и электролиз ведут п, и,плотности тока

0 16-1- 1ф А/см .

Пример 1. Электролиз проводят в электрслизере, содержащем анод диаметром 5 см, который изготовлен из титановой реаетки с покрытием из смеси окислов титана и рутения в мольном соотношении 1г1. Катод

84 7928 диаметром S см из гот авлив ается в виде пластины из нержавекщей стали. Мембрана в ниде пленки толщиной 0,18 мм для повышения механической прочности. наносится на ткань из тетрафторэтилена. В электролизере расстояние между — CT — CFg

I о-C I- р- о -С, } б в з

Объем анодного пространства ñîñтавляет 335 см, а объ5ем катодного пространства — 195 см . Электролиэер

1 снабжен трубками для подачи рассола, двуокиси углерода и для отвода продук тов электролиза.

В качестве исходного электролита используют водный раствор хлористого натрия концентрации 225 г/л, Анолит содержит 0,26 см 85%-ной фосфорной кислоты и имеет рН 2,0. В катодное пространство электролиэера подают

12,4 см /ч воды.

Результаты опытов приведены в табл. 1.

В опытах 3,4 и 9 электролиз проводят при плотности тока 0,32 A/ñì, а н остальных опытах при плотности тока 0,96 А/см

Пример 2. Проводят процесс в тех же условиях, с той разницей, что расстояние между анодом и мембраной — 0,24 см, толщина мембраны составляет 0,09 мм, эквивалентный вес сополимера 1100,количество водного раствора хлористого калия, подаваемого в анодное пространство электролиз ера, составляет 4 АР/мин.

Результаты измерений приведены в табл. 2..В опытах 1-7 плотность тока составляет 0,32 A/cM в опыте 80,48 А/см, н опыте 9 - 0,64 A/ñì н опыте 10 — 0,8 A/см1.

Пример 3. Проводят процесс н условиях опыта 3 примера 1, с той разницей, что процесс проводят при плотности тока 0,16 A/cüÐ. Целевой проду кт содержит О, 32 г/л- хлористого калия, .выход по току составляет

90,2% °

Пример 4. Проводят процесс н условиях опыта 3 примера 1, с той разницей, что плотность тока поддержи вают 1, 16 A/ñì . Целеной продукт содержит 0,008 г/л хлористого калия, а выход по току составляет 90,7%.

Пример 5. Проводят процесс в условиях опыта 3 примера 1, с той разницей, что н качестве мембраны применяют сополимер с эквивалентным . весом 1300 в виде пленки толщиной

0,05 мм, содержащей повторяющиеся структурные звенья указанных формул где R — фтор, Y -трифторметил, Анатрий и п — 1, Целевой продукт содер жит 0,35 г/л хлорида калия, а выход по току составляет 91,5%. мембраной и анодом составляет 0,62см, между мембраной и катодом - 0,31 см.

Сополимер, из которого изготовлена мембрана, имеет эквивалентный вес

1200 и содержит повторяющиеся структурные звенья формул

-бр,— фо,н м Cz,—

I0 Il р и м е р 6. Проводят процесс в условиях опыта 3 примера 1, с той разницей, что в качестве мембраны применяют сополимер с эквиналентным весом 1200 в виде пленки толщиной

0,2 мм, содержащий повторяющиеся структурные звенья укаэанных формул, где и - трифторметил, Y - фтор, A— калий и п- 1. Целевой продукт содержит 0,29 г/л хлорида калия, выход ) по току — -91,8%.

Пример 7. Повторяют процесс в условиях опыта 3 примера 1, с той разницей, что в качестве мембраны применяют сополимер с эквивалентным весом 1200 в виде пленки толщиной

0,1 мм, содержащий повторяющиеся структурные звенья указанных формул, где n — О, à A — водород. Целевой .продукт содержит 0,42 г/л хлорида калия, выход по току — 90,6%.

ЗО Пример 8. Проводят процесс в условиях опыта 3 примера 1, с той разницей, что анолит представляет собой раствор хлорида натрия концен" трации 225 г/л, а в мембране A оз нача35 ет водород. Содержание хлорида натрия в целевом продукте составляет

0„4 г/л выход по току — 94,7%, выход кар 6 онат а натрия — 9 О, 2:

II р и м е р 9.Проводят процесс н условиях опыта 1 примера 2, с той разницей,что ачолит представляет собой раствор хлорида натрия концентрации 225 г/л, а н мембране A оз качает натрий. Содержание хлорида натрия в целевом продукте составляет О Зг/л, выход по т оку — 9 3, 9%, выход карбоната натрия — 90,5%.

При осуществлении предлагаемого способа содержание хлорида н карбонате ниже, чем по известному (т.е. менее 0,2 нес,% н пересчете на 100%" ный продукт).

При уменьшении толщины мембраны менее 0,05 мм, экниналентного веса мембраны менее 1100 и плотности тока

Я5 ниже 0,16 A/см содержание хлорида

B карбонате сущестненно увеличивается до уровня известного способа, Увеличение толщины мембраны выше 0,2 мм,i плотности тока выше 1,16 A/ñì,а эквивалентного веса мембраны более 1300 вызывает резкое увеличение напряжения на электролизере и делает процесс непригодным для практической реализации.

847928 ь цо о(3Ъ Ю о

1

1

% Ч IA с иЪ а ф C(3

М С» с с

ОЪ (»

О\ ОЪ

С Ъ ф с с а у

C3t С33 с(С Ъ с с сФ С(е

О3 C(3

1

1 (1б 9 1 х( х

m 4

t1j

K

СЧ -1 о с ь

Ч) а а с3

° Ф С Ъ СМ с с с о о о

С0

С5 с о

Оъ а 4 т-1 с с о о

3Д 1 9

1 К 9 ох (ОХ ч

С Ъ с о ч-1 Ctt

l

I дС3

1и

1 Ж

1 И 1 (N \ 4 с l (ч 1

Х о

ct(u

О( а(и ь с а н о а с с

ОЪ С Ъ о о Ф tA с ф

О1 ОЪ о з с с н е

О\ Ch

М с L.ОЪ О ф О3 о с

СО ч-1

Щ

Ц) с

%4 \1

01 tA с с1 Сс(х о

rtjQgÕ а (ч ttt я

9 х

Q 9 jC ttt

ОХ((,5 1

0хttop

Сс(ч

СЧ СМ а а а о С3 Ч> а а

Х 9

9 9

9 Q Х 13С! ахи(ttj99а9

XKZI a, а о î. а

С Ъ 3 СсУ -3 3ф . с с с с с а а IA а с( а

ОЪ Ctt с с Ф Ф

tA а

С Ъ с а а

1 (л и1

G Ц

-1 О

ttj 1 ч а! 9 I ь 1

<б 1.Ф а! е»

9 1 Х

1- 1

Е1 О

91 Х ч 1 3б

Оъ .ф Ф tA а 1(3 Оъ А(3 1

1» 1» СО CO g(ф ф CO 1 х хо

1 333

О! 5Z и о и

1

1

РЪ ч с с а

1»- р

° \, 3 а

° 3 О с с а с(9 Х

1 хо

3 ttt а о.

С Ъ СЧ

О <а с

ops

59 ОХ

09ах

СО 3 И 4 а с» ф а о с(1 л

0l ч-3 сЧ СЧ Сс(С 3 С \ СР

1

1 с 1 СЧ С 3 с3 tA

1

Я И

И о

1

3 х 3б

9 Х х

О9

5 9"

О0

ы о

9 а

Х 9

333 а

Ц (л ох о о о о о о о

О\ Ф с

Сс(СО

CO ОЪ

С Ъ с с

СМ tO с(С

1

1 (I

1 (1

I

1 .1

847928 о

СЧ! Иж

Ц « ю! о;

Х Х о х

Ц1 fd

"1 К0 I:1%

Ю! Д,бОС. ,! н

»б! Ц6 оу"е

»»! Ь и)

I с с с с

Ch»О»О 1 1 .

Ch ОЪ Ch Ch I

1.

1.

1:

В СО О а б» с

»О 0»- М б\ 0» Ch 0\, 0»

I

1 м с

10 а СО,О О

° »У М М»«! с с с о о о а

° Ф СО

»-1 СЧ с «

СР. С) С»

О о о а

° !»»"» с с

С» Ю

1 ! о

1 С,) т"3 ж

°с 4 I О

»

»О с с г »

»»р 1 I с-1

I

Х 1

BIO 0

O I V й! ы"

О- — Л

I 1 Ф СО с «

»О CO

О» Ch м м и>»с» с с с с

СО О\ CO 01

ОЪ Ch Ch Ch С»»

l Ж

1 О

1 М

1 «1"« с с

О С:» с

CIA

1.

l !

CO с ь о о о! a IiI

»»!»!! I Я Э

1 Щ ! A»twas д 1

I« I»I OI

Ch ! geIC8I

О Ы М !1!»б 1 Ю ! vkftsx -I

1 @ 1,»!!

6 а 33

1 Д» Х 1 »С»

С » Г- фГ- О С»

Я) CQ СО»-1 л м м р м

C) с »У

1с

»О с

»С» 1

СЧ

CO

1 ЦФ9. х !»» м

Iul(! о 1

I 1 !»

«!»»! . CO

1»»31х 1

1 O» I

ГВ 7= »» ю1 е и l Э

1 e l ж

О О» .М

CO I«СО

»О CO СО («! Ch »3 C) С 3 с3

I«!" I«»О («СО СО» О»! (1

I с

1.III Х

«х

I»I . Ц»»»

Х О Я»» О

Ю МЪ с

С:» О .»»

С»

»-» 1

I \ с 1«

»«! с т» СО Ф

«

»Ч

«-»

1 с

СО О О

1 о -х о 5

1.Х О ! Ц с»»

OOZ

Я O

С»

»»

О С» С=»

»С»»»» tA о о

ЦЪ»Г) 1 Х

»бОх

1 Ь Э g»!! ! е5ьо ! aOeae

0»

»и

1 Е»

1 % ! о о 1

»-» СЧ М с»»»» »»О С«СО О»» Ч

О х !

» Ц

1 ЙOI

t m2 он

I. !» оа

11а

10Ь

1 y V

-1 (D Д (О и

I OI

I 5»»! ! цх

11!!

I: о

I, I.

1

СО I с

0» 1

84 7928

И сточники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

Составитель О. Ромашин г

Редактор Е. Дорошенко Техред Н. Келушак Корректор, О. Билак

Заказ 5552/89 Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/$

Под пи с ное

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

Формула изобретения

Спбсоб получения карбоната натрия или калия электролизом хлорида Соответствующего металла в электролизере, разделенном непроточной катионообменной мембраной на анодное и катодное пространство, с подачей двуокиси углерода в катодное пространство, отличающий сятем, чтос целью снижения содержания хлорида в получаемом продукте, в качестве мембраны используют пленку толщиной 0,05-(и

0,2 мм из сополимера, содержащего повторяющиеся структурные звенья формул с бг р} и СР g — СР .

1 о,л. где - группа R -CF-CF -0-CFY-CF -0-Ф

Э где К и y — фтор или трифторметил", A " водород, натрий или калий е и-- 0 илн 1, с эквивалентным весом 1100-1200 и электролиз ведут при плотности тока

0,16-1, 16 A/ñüÐ.

Приоритет от 22. 01. 75 предоставлен способу, в котором А — водород.

Приоритет от 21.07. 76 предоставлен

Жтособу, в котором A — натрий или калий..

1. Chem Techn. 23; Р 10, s. 607, 1961.