Способ получения концентриро-ванного pactbopa гидроокисищелочного металла и хлора

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфеа СоветсиинСовналнстичесиннреспублик(51)М. Кл.С 25 В 1/46 Ввуарствеены иаантвт СССР вв денна нзобратеннй н етнрытн 1(54) СПОС(аБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА ГИДРООКИСИ ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА И ХЛОРАИзобретение относится к техноло гии процесса электролиза раствора хпорида щелочного металла в электролиэере с фильтрующей диафрагмой с одновременным получением концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла (калия или натрия) и хлора.Известен способ получения раствора гидроокиси натрия и хлора методом электролиза раствора хлорида натрия10 в электролизере с фильтрующей диафрагмой, разделяющей католит и анолит, при поддержании концентрации хлорида натрия в анолите 280- 330 г/л и значения рН анолита в интервале 1,5-4,0. При этом в католите, получантт раствор гидроокиси натрия и хлорида натрия, содержащий 140- 260 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 93,9-97,2 Х при концентрации гидроокиси натрия в католите 260-140 г/л (6,5-3,5 моль/л) концентрации хлорида натрия в ано" лите 240-300 г/л (4,1-5,1 моль/л) и рН анолита 2,1-4,05 1.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 щело" ков для получения концентрированного раствора щелочи с содержанием 600-650 г/л (15,0-16,25 моль/л ) гидроокиси натрия,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла и хло" ра путем эдектрохимического разложения хлорида щелочного металла в электролизере с фильтрующей диаф 3 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 моль/л) хлорида натрия или 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 1,0- 1,2.Электролиз ведут при повышенной концентрации гидроокиси щелочного металла в католите, составляющей 6,5-8,5 моль/л (350-750 г/л). Вы- ход по току составляет 93-957. Напряжение на электролизере при плотности тока 0,2 А/см и тем 2пературе 90 С составляет 3,55 В 2.Недостатком известного способа является повьппенное напряжение на электролизере и относительно нщ; высокий выход по току.Цель изобретения - снижение напряжения на электролизере и повьппение 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, электролиз ведут при поддержании концентрации хлорида щелочного металла в анолите 4,3-5,3 моль/л. и значении рН анолита 1,5-2,5.П р и м е р 1. Проводят электролиз раствора хлорида натрия в электролизере с фильтрующей диафраг 2 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 поддерживают869 ф 30 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 260 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 96,27П 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 1. 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) гидро- окиси 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.П р и м е р 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/л0,00119 моль/л) хлората натрия.Степень разложения хлорида 0,61напряжение на электролизере 3,44 В,выход по току 96,52,П р и м е р 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 выводят1869 45 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизеПатент США й 3403083, кл, 204.98, 24.09.68.2, Авторское свидетельство СССР50 по заявке В 2465980/23-26,кл. С 25 В 1/46, 31.03,77. 5 8371 мл 1 ч раствора, содержащего 282 г/л(5,02 моль/л) гидроокиси калия,65 г/л (0,87 моль/л) хлорида калияи 0,36 г/л (0,00293 моль/л) хлоратакалия.Степень разложения хлорида 0,85,напряжение на электролизере 3,45 В,выход по току 96,0%.П р и м е р 5.,Проводят электролиз раствора хлорида натрия в томже электролизере с Фнльтрующей диафрагмой и при той же плотности токаи температуре, как в примере 1. Впроцессе электролиза концентрацию в анолите поддерживают 255 г/л(4,36 моль/л) значение рН анолитав интервале 1,8-2,0. Катодное пространство злектролизера подпитывают75 мл/ч раствора гидроокиси натрияс 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 и0,27 г/л (0,00253 моль/л) хлоратанатрия,Степень разложения хпорида 0,98,напряжение на электролизере 3,49 В,выход по току 96,8 ,П р и м е р 6. Проводят электролиз раствора хлорида натрия в томже злектролизере с Фильтрующей диаФрагмой и при той же плотности токаи температуре, как в примере .В процессе электролиза концентрацию хлорида натрия в анолите поддерживают 307 г/л (5, 25 моль/л),.значение рН анолита в интервале2,0-2,2. В катодное пространствоэлектролизера подают 75 мл/ч раствора с концентрацией 700 г/л(17,5 моль/л) гидроокиси натрия ивыводят оттуда 119 мл/ч раствора,содержащего 568 г/л (14,2 моль/л)(0,128 моль/л) хлорида натрия и0,22 г/л (0,00206 моль/л) хлоратанатрия.Степень разложения хлорида 0,96напряжение на электролизере 3,46 В,выход по току 97,0 ,6П р и м е р 7 . Проводят электролиз раствора хлорида калия в том жеэлектролизере с Фнльтрующей диаФрагмой и при той же плотности токаи температуре, как в примере 1. Впроцессе электролиза концентрациюхлорида калия в анолите поддерживают 364 г/л (4,88 моль/л) . значение рН анолита 1,9-2,2. В катодное О пространство электролизера подают75 мл/ч раствора гидроокиси калияс концентрацией 730 г/л(13,0 моль/л)и выводят оттуд. 145 мп/ч раствора,содержащего 518 г/л (9,23 моль/л) 15 гидроокиси калия, 9,5 г/л(0,127 моль/л)хлорида калия и0,42 г/л (0,00342 моль/л) хлоратакалия.Степень разложения хлорида 0,95, 20 напряжение на электролизере 3,45 В,выход по току 96,73.Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение выхода потоку на 1-2 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 аю щ и й с.я тем, что, с целью снижения напряжения на электролизере и повышения выхода по току, О электролиз ведут при поддержанииконцентрации хлорида щелочного метал.ла в анолите 4,3-5,3 моль/л и значении рН анолита 1,5-2,5.Составитель Т. БарабашРедактор Н. Егорова ТехредТ.Иаточка Корректор О. БилакЗаказ 2950/13 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035 Москва ЖРаушская наб. д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная. 4