Способ получения хлора и щелочи

Способ получения хлора и щелочи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Соцнапнстнчесинк

Республик

< >996517 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (5! )М. Кл. (22) Заявлено 10.03.78 (21) 2588278/23-26

С 25 В 1/46 с присоединением заявки №

Гесуйврстаевиий каппет

CCCP

Ю двлви втв4фвтвиий и вткрьпий (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.83. Бюллетень № (53) У ЛК 66 1,4 1 8. .1(088.8) Дата опубликования описания 15.02.83 ф. И. Мулина, Э. Ф. Рябов, В. Л. Кубасов, Л. И. Юрков, М. А. Ромашина и Н. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И КЕЛОЧИ

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использо-, вано в производстве хлора и едкой щело-. чи, в частности энектролизом раствора хлористого натрия или калия в электро5 лизере с катйонообменной мембраной.

Известен способ получения хлора и щелочи электрохнмическим методом с применением катионообменной мембраны, разделяющей анолит и католит, по которому для достижения высокой концентрации щелочи электролиз ведут без подпитки католита водой, причем обеднение рассола s анодном пространстве происходит до 2 моль/л КаСЙ (120 г/л) при рН

1-6, предпочтительно при рН равном

3 (1).

OELHBKo при этом В анодном llpocTpRH стве образуется большое количество го побочных продуктов (гипохлорита, хлората и кислорода).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения хлора и щелочи электролизом водного раствора хлорида щелочного металла в электролизере с катионообменной мембраной, разделяюшей католит и анолит, при котором высококонцентрированная шелочь получается при концентрации HaCC . в анолите 2,0-2,7 моль/л

)чаСс (126-160 г/л) при значении рН 1-5,5 преимущественно 2,0-3,5 практически без регулирования его в процессе электролиза 2 .

Недостатком этого способа является образование болыиого количества побочных продуктов, в том числе хлоратов (до 40%), что приводит к снижению выхода по току хлора.

Бель изобретения —. увеличение выхода по току хлора, улучшение качества целевых продуктов и снижение затрат на проведение процесса за счет сокрашения расхода питающего раствора.

Поставленная пель достигается тем, что в способе получения хлора и щелочи сола,,а для поддержания концентрации

9a+ 4,0 моль/л - 21 м /ч рассола.

Пример 1. Электролиэ раствора хлористого натрия осуществляют в электролнзере с катнонообменной мембраной из сополимера тетрафторэтнлена и перфторсульфоновой кислоты толщиной

0,2 MM при плотности тока 0,25 А/м н температуре 80 С; при этом используют анод с токопроводящей основой из титана и активной массой, содержащей окислы рутения и титана, и катод из стали - 3.

Питание электролиэера осуществляют раствором хлористого натрия концентрацией 300 г/л, подкисленного соляной кислотой. Электролиз проводят с непрерывной циркуляцией аполита в течение всего опыта, За счет изменения скорости циркуляции анолита в анодном пространстве меняют степень разложения рассола.

В таблице представлены условия и результаты опыта.

По предлагаемому способу

16,0

2,1

97,9

98,0

2,0

17,9

98,2

1,8

17,7

2,0

98,0

95,0

2,0

18,0

18,1

2,5

3,0

97,9

98,3

1,5

27,8

28,1

2,1

2,0

1,7

2,2

1,7

28,0

18,1

2,5

2,0

97,8

98,3

2,6

1,7

98,1

97,8

1,9

2,2

18,0

17,3

2,0

2,0

0,85

97,8

2,2

17,8

1,5

2,5

97,5

2,5 18,0

По известному способу

2,4

15

28,0

2 0-3Р (без регулирования) 3 0965 электролизом водного раствора хлорида щелочного металла I электролизере с катионообменной мембраной, разделяющей католит и анопнт, согласно изобретению электролиэ ведут при поддержании s рН анолита 1,5-2,5 и концентрации хлорида щелочного металла s нем 0,9.3,5 моль/л.

Снижение рН ниже 1,5 приводит к необоснованному расходу кислоты, при 10 рН порядка 1,2 и ниже происходит разрушение анода.

При уменьшении концентрации хлорцда натрия до 0,85 моль/л начинает увеличиваться содержание кислорода в хлорrase.

При увеличении концентрации хлорида натрия выше 3,5 моль/л существенно увеличивается расход рассола, хотя другие показатели не ухудшаются. Так, для 2О поддержания в аполид концентрации

ЯаС8 3,5 моль/л необходимо подавать

4 на электролиэ 14 м /ч питающего оас1,0 Аноды разрушились

1,5

5 - 096

- Как видно из таблицы, при осуществлении электролиза согласно изобретению выход по току побочных продуктов составляет не более 2,5%.

Пример 2. Проводят электролиз S раствора хлористого калия в том же электролиэере и при тех же условиях, что и в примере 1, при концентрации хлористого калия в питающем рассоле

360 г/л. Концентрация хлористого калия в аиолите поддерживается 1,5моль/л; рН анолита -.1,7; концентрация полученной щелочи 16%. При этом выход по току хлора составляет 97,7%, а побочных продуктов (хлората и кислорода) суммар- >> но - 2,3%.

Предлагаемый способ . позволяет увеличить выход по току хлора на 5-10% и уменьшить содержание гипохлорита и хлората в анолите на один, два порядка, 20 что в свою очередь приводит к повышен нию чистоты продуктов: снижению содержания кислорода в хлоргазе и хлората в щелочи.

Благодаря, малому содержанию гипо- 25 хлорита и хлората в циркулирующем анолите облегчается проведение стадии обесхлоривания анолита. Существенным преимушеством изобретения является так же то, что при осуществлении электро- 30

517. 6 лиза при низкой концентрации NaCg в анолите в несколько раз снижается расход питающего рассола, что в свою очередь позволяет значительно снизить мощность установки цо насыщению и очистке рассола.

Формула изобретения

Способ получения хлора и щелочи электролнэом водного раствора хлорида . щелочного металла в электрелиэере с катионообменной мембраной, разделяющей катопит и анолит, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения выхода по току хлора, улучшения качесч ва продуктов и снижения затрат на проведение процесса за счет сокращения расхода питающего раствора, электролиз ведут при поддержании рН анолита 1,52,5 и концентрации хлорида щелочного металла в нем 0,9-3,5 моль/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франпии М 2175173, кл. В 03 К 3/00, 1973.

2. Патент США %;4025405, кл. 204-98, 1977 (прототип).

Составитель Т. Барабаш

Редактор Т. Парфенова Техред Т.Маточка Корректор д ференц

Заказ 855/41 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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