Способ получения ксантановодорода

(19) (1 И 161 0 СРПИЙ ПИ Н чс К АВТОРСК нов ва СССР АНТАНО-:электСОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ИЕ ИЗОБРЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследтельский институт по охране(56) 1. Авторское свидетельспо заявке Р 2566212/23-26,кл, С 25 В 3/00, С 07 С 161/С 02 С 5/12 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КСВОДОРОДА, предусматривающий анного кислого с использованием дов и выделение ч а ю щ и й с я снижения энерговыхода продукта цесс ведут в две плотности тока и движений раствои соответственно 0,1-0,5 м/с с рера на второй статока 0,35-0,5 А/см и 1,0-1,5 м/с ролиз концентрировраствора роданидаграфитовых электропродукта, о т л итем, что, с цельюзатрат, увеличенияи его 7 чйстоты, простадии при аноднойи линейной скоростра на первой сади0,01-0,05 А/см ициркуляцией растводий при плотностии линейной скоросИзобретение относится к электрохимическому производству, а точнеек технике получения ксантановодорода из роданидсодержащих сточных води технологических растворов коксохимического и химического производства.Известен способ получения ксантановодорода путем электрохимической обработки водного раствора роданистого аммония и кислоты, взятых в со О отношении соответственно 1: (0,1-1,5), при плотости тока в.пределах 0,05- 0,5 А/см , температуре 30-50 С и концентрации роданида аммония в пределах 3"10 г-экв/л. Сущность спосо ба состоит в том, что в процессе электрохимического взаимодействия роданида и кислоты в водном растворе образуется роданистоводородная кислота, которая при достижении концентрации ) 5 вес.% подвергается самопроизвольной межмолекулярной циклической конденсации (тримеризации) с образованием ксантансводорода и синильной кислоты. Последняя электро- химически окисляется до СМО", который далее в кислой среде при повышенной температуре подвергается гидролитической деструкции до МН и С 02 11.Существенным недостатком извест 30 ного способа является то, что при осуществлении электрохимического процесса в длительном промежутке времени в одну стадию в переточном бездиафрагменном электролиэере, когда электролит находится практически в стационарном состоянии, трудно, обеспечить необходимый массообмен и оптимальные параметры технологического режима. Это отрицательно 40 сказывается на производительности процесса, на выходе (по току и по веществу) и на чистоте получаемого целевого продукта.Цель изобретения - снижение знер гозатрат, увеличение выхода продукта и его чистоты.Для достижения этой цели процесс ведут в две стадии при анодной плотности тока и линейной скорости дви жения раствора на первой стадии соответственно 0,01-0,05 А/см и2 0,1-0,5 м/с с рециркуляцией раствора на второй стадии при плотности тока 0,35-0,5 А/см.и линейной скорости 1,0-1,5 м/с.Необходимость проведения процесса в две стадии обуславливается несколькими причинами, главными иэ которых является то, что скорость и выход ксантановодорода адекватны ско рости генерирования и концентраций роданистоводородной кислоты в растворе.Исходя из того, что скорость электрохимического процесса и произ водительность его по роданистоводородной кислоте, в основном,зависитот количества перенесенного электричества, а не от потенциала, при котором он осуществляется (ввиду низкой поляризуемости ЗСМ=ионов), наиболее целесообразным является проведение технологического процессана первой стадии при плотности тока0,01-0,05 А/см и скорости движенияобрабатываемой жидкости 0,1-0,5 м/с.Соблюдение этих параметров обеспечивает необходимую концентрацию роданистоводородной кислоты в растворе и достаточно высокую производительность процесса. При увеличениискорости движения раствора более0,5 м/с снижается концентрация роданистоводородной кислоты в раствореиз-за недостаточной степени разложения роданистогс аммония и увеличиваются ее потерипри турбулизации раствора. В то же время, снижение скоррсти менее 0,1 м/с нерационально,так как при этом превиаение концентрации роданистоводородной кислотыв растворе5-6 вес.Ъ приводит кобразованию ксантановодорода, чтовызывает затруднения в осуществлениипроцесса. На второй стадии при скоростидвижения циркулирующего электролита1,0 м/сособенно при увеличении егоионной силн, что обусловлено ростомконцентрации роданистого аммонияи величиной плотности тока, в результате пересыщения приэлектродногопространства промежуточными (роданистоводородная кислота, СМ , СМОионы) и конечными продуктами (ксантановодород, сульфат аммония и др.),которые не успевают отводиться отповерхности анода, начинается егопассивация, повышается напряжение и,следовательно, увеличиваются энергозатраты, т.е. проявляются недостатки известного способа.Превышение верхнего экстремального значения. скорости движения потока циркулирующего раствора (1,5 м/с)уже не сказывается на технологическом процессе (на степени окисления:М=ионов и на скорости отвода отанодной поверхности продуктов реакции). Напротив, это приводит к снижению выхода целевого продукта изза потерь роданистоводородной кислоты вследствие повышенного газовыделения компонентов из раствора приего чрезмерной турбулизации,Таким образом, осуществлениеэлектрохимического процесса при указанных параметрах технологическогорежима позволяет устранить недостатки, которые присущи известному способу, и тем самым повысить проиэвоцительность процесса и чистоту целевого продукта, снизить энергозатраты. Причем рециркуляция электролита в закрытом циркуляционном контуре на второй стадии предотвращает потери роданистоводородной кислоты и улетучивание. высокотоксичного НСМ. .За счет ретура роданистоводородной кислоты, роданистого аммония к др; значительно повышается выход ксанта-. новодорода и степень использования сырья. 30В табл. 1-3 приведены данные, подтверждающие оптимальность парамет ров предлагаемого технологического режима к его преимущества перед известным. 15П р и м е р 1. Концентированный раствор роданистого аммония (3 г-экв/л) с рн 4 подвергают электрохимическойобработке в электролиз.ном устройстве вертикального типа - на первой стадии при плотности тока на графитовом аноде 0,05 А/см к линейной скорости движения раствора О,3 м/с, а на второй стадии при анодной плотности тока 0,35 А/см и скорости движения циркулирующего раствора 1,2 м/с. Концентрация рода. нистоводородной кислоты (РВК) в растворе, выходящем из нижнего патрубка устройства, составляет 4,8, а в электролите на второй стадии - 11,2. Образующийся суспендированный ксантановодород непреоывно отделяется от раствора, проходя через кльтрующее устройство, которое совмещено с закрытым циркуляционным контуром. Среднее напряжение на электролизере 3,1 В, выход продукта 95,3 от теоретического. Продукт имеет следующие показатели; содержание основного вещества 99,1, зольность 0,05, т.пл. (разл.) 183-184 С.П р и м е р 2. В условкях приме- , а 1 проводят серию опытов, изменяя ,только скорость циркуляции электролита от 0,8 до 2,0 м/с. Результаты приведены в табл. 1.П р и м е р 3. Показатели технологического процесса получения ксантановодорода при различной скоростк движения раствора на первой стадии (0,05-0,6 м/с) и плотности тока в пределах 0,01-0,05 А/см 2 приведены в табл. 2.Преимущества изобретения в .срав ненни с известным способом приведены в табл. 3.Производительность процесса по РВК увеличивается в 1,2-1,5 раза.Как видно иэ табл. З,.отличия и преимущества изобретения по сравнению с известным способом обеспечивают улучшение технологических и вольтамперных характеристик и за счет ихповышение производительности процесса и чистоты продукта, снижение экер- гозатрат,0,05 т. пл. (раэл.), С 183-184 179-184 Таблица 2 Показатели 0,05 0,1 0,3 0,6 12,5 3,8 11,23,1 9)6 2,9 3,4 3,1 93,1 92,8 94,7 95,3 90,6 98,0 98,999,1 99,3 Таблица 3 Параметры технологического режима известного Показатели предлагаемого Плотность тока, А/см 1 стадия 0,01-0,052 стадия 0,35-0,5 0,05-0,5 Энергоэатраты (среднее напряжение на ванне, В) 4,0 3,5 8-10 10-15 85"91 93-96 Зеленовато-желтая Ярко-желтая окраска содержание основноговещества В До 97,8 99)2-99)4 0,3 0,05 167-184 183-184 Степень использованиясырья (роданид), В Менее 92,0 99,0 ВНИИПИ Заказ 2058/44 Тираж 641 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 Напряжение на электродах, ВВыход продукта, % (от теор.)Показатели качества: Производительность процесса