Способ получения хлора и щелочи

ОЛ ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоцнапнстнчесинкРеспубпии(22) Заявлено 10,03.78 (21) 2588278/23-26 С 25 В 1/46 с присоединением заявкиГевудастщявий кюпет ФСь. Р ю авязи ятвфвтвяяя и вткрвпий,.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 изобретен 71) Заявнтел 54) СПОСОБ ПОЛУЧ ХЛОРА И КЕЛО ой ОЛЬЗО-, одпитк Однстве опобта и ки длагаемому яется спос и 1Изобретение относится к химическ промышленности и может быть исп вано в производстве хлора и едкой ш чи, в частности энектролизом раствора хлористого натрия или калия в электролизере с катйонообменной мембраной.Известен способ получения хлора и щелочи электрохимическим методом с применением катионообменной мембрань разделяющей аналит и католит, по которому для достижения высокой концепт ции щелочи электролиз ведут без и католита водой, причем обеднение расс ла в анодном пространстве происходит до 2 моль/л КаСЙ (120 г/л) при 1-6, предпочтительно при рН равном 3 11.1. ако при этом В анОдном пространразуется большое количество очнык продуктов (гипохлорита, хлораслорода) .более близким к преической сущности явл об получения хлора и щелочи электролизомводного раствора хлорида щелочного металла в электролизере с катионообменной мембраной, разделяюшей католит ианолит, при котором высококонцентрированная щелочь получается при концентрации МаСс, . в анолите 2,0-.2,7 моль/л1 ь 1 аС 8 (126-160 г/л) при значениирН 1-5,5 преимущественно 2,0-3,5практически без регулирования его впроцессе электролиза 1 21 . Недостатком этого способа являетсяобразование большого 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 о целевых продуктов и снижение затратна проведение процесса за счет сокрашения расхода питающего раствора.Поставленная пель достигается тем,что в способе получения хлора и щелочиому способу дла 97,Аноды разрушились 2,1,53 0968 электролизом водного раствора хлорнда щелочного металла в электролизере с катионообменной мембраной, разделяю-щей католит и анолнт, согласно изобретению электролиэ ведут при поддержании ю рН анолита 1,5-2,5 и концентрации хл рида щелочного металла в 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 хлорнда натрия до 0,85 моль/л начинает увеличиваться содержание кислорода в хлор- газе.При увеличении концентрации хлорида натрия выше 3,5 моль/л существенно увеличивается расход рассола, хотя другие показатели нЬ ухудшаются. Так, для поддержания в аполид концентрации ЯаС 3,5 моль/л необходимо подавать34 на электролиэ 14 м /ч питающего оассолаа для поддержания концентрации МаС 4,0 моль/л - 21 м/ч рассола.П р и м е р 1. Электролнэ раствора хлористого натрия осуществляют в электролнзере с катнонообменной мембраной из сополимера тетрафторэтнлена и перфторсульфоновой кислоты толщиной 0,2 мм 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 Ъ анодном пространстве меняют степень разложения рассола. В таблице представлены условия ирезультаты опыта.5 - 096Как видно из таблицы, при осуществлении электролиза согласно изобретению выход по току побочных продуктов составляет не более 2,5%.П р и м е р 2. Проводят электролиэ 3 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 ка ф лия в аиолите поддерживается 1,5 моль/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 хлорита и хлората в циркулирующем анолите облегчается проведение стадии обесхлоривания анолита. Существенным преимуществом изобретения является так же то, что при осуществлении электро 817 Ьлиза при низкой концентрации МаСИ 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 католит и анолит, о т л и ча ющ и й с я тем, что, с целью повышения выхода по току хлора, улучшения качества продуктов и снижения затрат на проведение процесса за счет сокращения расхода питающего раствора, электролиз ведут при поддержании рН анолита 1,8- 2,5 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. БарабашРедактор Т. Парфенова Техред Т,Маточка Корректор А. ференцЗаказ 855/41 Тираж 641 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 38, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП .Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4