Способ получения пероксиугольной кислоты

(9) . ) 262 А 1 ЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ СССР ЮЯ 3Айй ЗЩщт(:,;ъъ ОБ ТЕЛЬСТВУ: продукт - пегент 1- роданид углерода. Услороданида калия ного тока 0,05- а углерода 2 - 23 универР 9 ка при ри выря ется равнеОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИД Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу получения пероксиугольной кислоты.Целью изобретения является увеличение производительности процесса и повышение выхода по току,Согласно изобретению поставленная цель достигается способом получения угольной кислоты путем электролиза водного раствора, содержащего в качестве промотирующей добавки 0,5-1,5 г/л роданида калия при непрерывном барботаже через раствор диоксида углерода при плотности анодного тока 0,05-0,4 А/см, а отличительгной особенностью является то, что процесс проводят при давлении диоксида углерода 2-23 ат,м.При растворении СОг в воде устанавливается равновесие НгО+ СОгН СОг+ ОН(г)При атмосферном давлении (1,01 10. Па) равновесие реакции (1) смещено влево. При повышении давления диоксида углерода повышается его растворимость в электролите и вместе с тем равновесие реакции (1) смещается вправо, При этом электропроводность раствора возрастает.При увеличении давления СОг концентрационная поляризация по НСОз-ионам(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИГОЛЬНОИ КИСЛОТЫ(57) Сущность изобретенияроксиугольная кислота, Реакалия. Реагент 2 - диоксидвия реакции: количество0,5 - 1,5 г/л, плотность анод0,4 А/см, давление диоксидатм. 2 табл,уменьшается, Анодные плотности т этом достигают больших значений, соких плотностях анодного тока уск процесс окисления НСОз-ионов по нию реакции СОзе=С 04 +2 Н +СОг,т,е. возрастает производительность процесса,Для проведения процесса окисления НСОз в бездиафрагменном электролизере необходимо исключить восстановление образующихся пероксокарбонат ионов С 04 на катоде. Этого можно достигнуть уменьшением катодной плотности тока в 100 и более раз, т,е, на два порядка по сравнению с анодной плотностью тока. При таких условиях повышается и выход по току надугольной кислоты из-за значительного подавления побочных реакций: анодного выделения кислорода и катодного восстановления пероксомокарбонат-иона.П р и м е р 1. В бездиафрагменный электролизер в форме стакана емкостью 0,5 л наливают 200 мл дистиллированной воды, содержащей в качестве промоти рчюц(ей добавки 0,1 г роданида калия (онцлнтрвция1815262 пряжение на электролизере уменьшается. С 10 повышением давления растворимость СО 2возрастает, соответственно увеличивается и константа гидролиза С 02. Понижение напряжения обусловлено ростом электропроводности в результате гидролиза С 02 и 15 накопления НСОз и ОН ионов, При давлениях выше 23 атм выход по току уменьшаетТ абл и.ца 1 Объем кислоты, мл Напряжение на электрол изере, В Конц. кислоты, М Плотность анодного токо А/см Давление СО 2 атм. Электролиз водного раствора СО 2 с добавлением КЯСй израсчета 1 г/л Выход Пример по массе, гпо току, % 18 11 100 100 0,2 0,2 0,02 0,06 3,2 4.3 65 95 по прототипу по данному способ10 роданида калия 0,5 г/л), Анодом служит платиновая пластинка, вставленная в крышку электролизера. Катод- корпус электролизера, т.е. внутренняя поверхность титанового электролизера, соприкасающаяся с раствором. Плотность анодного тока составляла 0,1 А/см, а катодного 0,01 А/см,Диоксид углерода под давлением подают в электролизер из баллона с СО 2. Давление С 02 в электролизере измеряют манометром, установленным в крышке электролизера. Давление СО 2 составляет 12 атм. Электролиз проводят в течение одного часа. Напряжение на электролизере составляет 10,5 В, Температура исходного раствора составляет 10 С, а конечного продукта 25 С. Температура электролита не оказывает влияния на выход конечного продукта. Выход по току пероксиугольной кислоты составляет 88%,П р и м е р 2. Электролиз проводят аналогично примеру 1 с той разницей, что плотность анодного тока составляет 0 1 А/см, а катодного - 0,05 А/см (50 А/м ). Напряжение на электролизере составляет 11,0 В. Выход по току пероксиугольной кислоты равен 65%,П р и м е р 3. Электролиз проводят также, как и в примере 1 с той разницей, что плотность анодного тока составляет 01 А/см, а катодного - 0,001 А/см 10 А/м ). Напряжение на электролизере составляет 9,6 В. Выход по току пероксиугольной кислоты равен 90%.Из данных примеров осуществления способа видно, что при соотношении плотностей анодного и катодного токов в пределах 0,01 - 0,001:1 выход по току высок. При значении катодной плотности тока больше 0,01 А/см выход по току уменьшается.П р и м ер ы 4 и 5. Процесс ведут каки в примере 1 при атмосферном давлении (пример 4 - сравнительный по прототипу) и при давлении СО 2 10 атм (пример 5). Условия ведения процесса и полученные результаты приведены в табл, 1.За одно и то же время электролиза концентрация кислоты, получаемой по данному 20 25 30 35 40 45 способу в три раза больше, чем по прототипу,П р и м е р ы 6-14. Процесс проводят как и в примере 1 при концентрации роданида калия 1,5 г/л. Результаты ведения процесса приведены в табл. 2.Как видно иэ табл. 2, с повышением давления СО 2 выход по току повышается, а нася, напряжение на электролизере возрастает При давлениях выше 23 атм выход по току уменьшается, напряжение на электролизере возрастает. При давлениях выше 23 атм растворенный СО 2 сохраняется в молекулярной форме, что оказывает сопротивление электрическому току, Кроме того СО 2 экранирует поверхность электрода, адсорбируясь в молекулярной форме и тем самым снижает выход основного продукта.Данный способ по производительности эффективнее известного, что видно из табл.1, Он позволяет проводить процесс в бездиафрагменном электролизере, что делает его менее энергоемким. Выход по току возрастает с 65% до 95%.По данному способу пероксиугольную кислоту получают. непосредственно из С 02, без промежуточных продуктов, т,е. проводится прямая утилизация СО 2.Формула изобретения Способ получения пероксиугольной кислоты путем электролиза водного раствора, содержащего в качестве промотирующей добавки 0,5-1,5 г/л роданида калия, при непрерывном барботаже через раствор диоксида углерода при плотности анодного тока 0,05-0,5 А/см, о т л и ч а ю щ и й с я2тем, что, с целью увеличения производительности процесса и повышения выхода по току, процесс проводят при давлении диоксида углерода 2-23 атм,1815262 Таблица 2 оставитель Ш,Хидиров хред М.Моргентал Корректор С.Лисин Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1617 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета.по изоб 113035, Москва, Ж-Зб. РауПодписноетениям и открытиям при ГКНТ ССская наб 4/5