Способ получения щелочного раствора пероксида водорода

(59 4 С 25 В 1/3 БРЕТ яльству в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕн двтосном сви(46) 07.0588. Бюл.У 1771) Институт химии и химической технологии СО АН СССР и Сибирский научно-исследовательский институт целлюлозы и картона.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНОГО РАСТВОРА ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА57) Изобретение относится к способамполучения неорганических веществ, нчастности к электрохимическим спосо бам получения пероксида водорода,ипозволяет увеличить выход по токупероксида водорода и снизить расходэлектроэнергии. За счет того, чтоспособе получения щелочного растворапероксида водорода в диафрагменномэлектролизере катодным восстановлением кислорода на углеграфитовом газодиФфузионном гидройобизированномэлектроде при подаче кислорода натыльную сторону катода кислород про;дувают через катод в количестве 1004003 от стехиометрии и электролизведут при катодной плотности тока500-1200 А/м , при этом на аноде проводят окисление серной кислоты,1 з,п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к способамполучения неорганических веществ вчастности к электрохииичаскртм спосо"бам получения пероксида водороца.Цель изобретения - увеличениевыхода по току пероксида водородаи снккениа расхода элактроэнерги:л.Продувание избытка кислорода иликислородсодержащего гязя через газо-:диффузиончый углеграфитовыи катод вколичествах свы 1 е 100% от теоретичес-кого позволяет вызвать перемешиваниекатолитя в поровом объеме электродаи увеличить скорость выноса пероксДа ВОДородя из электрода в объемэлектролита, Организация парамащивя-ния католкта в поровом объме электрода позволяет усраднить содержаниепероксида водорода по толщине элект прода, недопустить паресыщекия щелоч"ного католита по пероксид-иону вглубине пор и избежать выпадениятвердого осадка Иа Ог ЯН О на поверхности электрокатализатора, Таким об-,;разом, ускоренна лимитирующей стадиипозволяет проводить процесс эпектровосстановления кислорода при болеевысокой плотности тока, например 5001200 А/мг, т.а интепсифицироватзпроцесс и умекьщить потери пероксицаводорода за счет каталитическогоразложения на. поверхности электрокятализатора.На чертеже изображена схема у:тановки для получения щелочного ра:тво-ра пероксида воцорода, реализующейпредлагаемый способ,Установка содержит камеру 1 дляподачи кислорода к тыльной сторонегазодиффузионкого катода 2 катионо-.обменную мембрану 3, платиновый анод4, католиткую 5 и анолитную б камеры, католитный контур 7 с насосом8 и холодильником 9, яколитный контур10 с насосом 8 и холодильником 9,источник 11 постоянно о тока,П р и м е р 1. Заполняют католитную камеру 5 200 мл 0,5 н, раствора.ЫаОН, подают кислород или кислородсодержящий газ в кгмеру 1 к тыльнойсторона углегряфитового катода 2 с избытком 200% от стехиоматрии, помеща-ют в анолитную камеру б гладкии пла тиновьй анод 4 и заливают 200 мл 50%РНгЯО, Пропускают через электролизег.от источника 11 постоянный ток в 5 А,Поддерживают температуру католита ианолита, равную 20 С, путем прокачивакия по контурам 7 и 10 со скоростью100 ил/мик. Злектролиз проводят пригкятодной плотности тока 1000 А/м ианодной 6000 А/:г, Через 4 ч работыэлектролизера получаот в объеме католита 10, 27 г Н г или 5,1%-ный раствор Нг и в объема анолита послегидролиза пероксодисерной кислоты7,8 г Н Ог. Выход по току Н,О кя катоде 8.%, на анода выход пероксодисерной кислоты 76%, а выход Н О 78%.Расход электроэнергии на получение1 т Н О 5895 кВт ч против10009 кВ гч по известному способу.П р и м е р 2, Поступают какописано в примере 1, но продуваюткислорсдсодержащий газ через газодиффузиоккый катод с избытком 100 Х оттеоретического. Через 4 ч электролизаполуча 1 от в объеме католита 10 27 гНгОг кпи 5,1%-ный раствор Н Ог и Вг гобъеме аколита после гидролиза перок .содисерной кислоты 7,8 г Н Ог . Выходпо току Н Ог ня катоде 81%, на анодевыход пероксодисеркой кислоты 76%,а выход НгОг 78 Х Расход электроэнер.гии ня получение 1 т Н Ог 5895 кВт чпротив 10009 кВт.ч по известному способу,П р и и е р 3, Поступают какописано в примере 1, с тем отличием,что продувают кислород или кислородсодаржащий газ через газодиффузионныйкатод с избытком в 100% от теоретиче-.ского, пропускают через электролизерток в 2,5 А, поддерживают катоднуюплотность тока 500 А/м и температуруокатолита 5 С. Получают через 4 ч работы электролизера в объеме католика5,81 г Н Ог или 2,9%-кый растворНгОгвыход по току Н Ог 915 Хо Вобъеме анолитя получают 3,9 г К Ог свыходом по току 78%. Расход электроэнергии на получение 1 т Н Ог5664 кВт"ч.П р и м е р . 4. Поступают какописанс в примере 1, с тем отличием,что продувают кислород или кислородсодержащий газ через газодиффузионныйкатод с избытком в 400 Х от теоретического, пропускают через электролизерпостоянный ток в б А, поддерживаютгкатодную плотность тока 1200 А/мтемпература католита 30 С, Через 4 чработы электролизера получают в объеме католита 185 г НгОг или 5,9%кыи целочнои раствор НгОг Выход потоку Н О, 78%. В объеме янолита полу504газодиффузионный катод более 400%ат теоретического и при температуреокаталита более 30 С также невозможнополучить положительный эффект посравнению с известным способам, таккак потоком газа вытесняется электролит из поравога объема электрода,Кроме того, наблюдается снижениевь.хада по току пероксида водорода всвязи с возрастанием скорости егокаталитического разложения.Одновременно окисление Н 2 БО доН Я 08 на платиновом аноде в одномэлектролизере позволяет получитьеленой продукт на обоих электродах,чта обеспечивает снижение расходаэлектроэнергии на получение пероксида водорода практически в 2 раза.Использование способа получениящелочного раствора пероксида водорода позволяет интенсиФицировать процесс катоднага восстановления кислорода да пероксида водорода, например увеличить катадную платность тока ат 500 до 1200 А/м па сравнениюс 400 А/м па известному способу, иувеличить выход па току пероксидаводорода, например, ат 8% для 5,1%ного аас".вара Н О; да 8% для 5,9%нага ааствава ГО против 63% для 5%нага раствора Н,О и 4 Ь% для 8,5%нага раствора Н О по известномуспособу. Кроме того, достигается снигение расхода электроэнергии на получение 1 т Н О практически в 2 раза,например 5895 кЗт ч па предлагаемомуспособу против 0009 кВт ч по известному способу,з сопоставительного анализа видна, что по предлагаемому способу ка-,тодый процесс проводят при болеевысокой плотности тока с более высоким выходам по таку и с меньщим расходом электроэнергии. Ф р и у л а 13938 чают 9,3 г НОвыход по току Н Ой 78%. Расход электроэнергии на получение 1 т Н О 6240 кВт.ч.П р и м е р 5. Поступают как опи-. сана в примере 1, с тем отличием,5 чта кислород или кислародсодержащий газ продувают через газодиффузионный катод с избытком в 450% от теоретиче-. ского, пропускают через электролизер постоянный так в 6,5 А, поддерживаютотемпературу каталита 35 С, катодную плотность тока 300 к(м . Через 4 ч работь электролизера получают в объеме католита 9,82 г НО, или 4,9%- ный щелочной раствор Й О , Выход по току 59,5%. Получают в объеме анолита 10,4 г Н 02, выход по току 78%. Расход электроэнергии на 1. т Н.О 7163 кВт ч, Положительный эффект 20 достигается только частично - по уменьшению расхода электроэнергии.П р и м е р б. Поступают как описано в примере 1, с тем отличием, что продувают кислород или кислород содержащий .газ через газодиффузионный катод с избытком 50% ат теоретического, пропускают через электрализер постоянный ток в 2,0 А. Поддерживают катодную плотность тока 400 А/мО попдерживают температуру католита 3 С. После 4 ч работы электролизера напряжение на нем повышается за счет поляризации катода. В объсме католита получают 3,2 г Н О , выход по току35 НО в католите 63%. В объеме анолита получают 312 г Н О с выходом потоку 78%. Расход электроэнергии на 1 т Н О 6989 кВт ч. Положительный эффект достигается только частично, а именно по снижению расхода электроэнергии, но не достигается ни по ин- . тенсификации процесса, ни по увеличению выхода по току Н О на катоде.Как видна из представленных данных)45 при количестве продуваемого кислорода или кислородсодержащего газа через газодиффузионный катод менее 100% ат теоретического и при температуре нижеа5 С невозможно обеспечить интенсифи 50 кацию процесса восстановления кислорода до пероксида водорода и увеличение его выхода по току в связи с тем, что электрод значительно поляризуется за счет выпадения твердого соединения пероксида натрия на по 55 верхности электракатализатора.При избытке продуваемого кислорода или кислородсодержащега газа через и з а б р е т е н и я 1. Способ получения щелочного раствора пероксида водорода в диаФрагменном электрализере катодным восстановлением кислорода на углеграфитовам газодиффузионном гидрофабизиро ванном электроде при подаче кислорода к тыльной стороне катода, а т л и - ч а ю щ и й с я тем, чта, с целью увеличени выхода па току и снижения расхода электроэнергии, кислород продувают через катод в количестве 001393850 Составитель О,ЗобнРогулич Техред М.Ходанич едактор Коррект рни Закаэ 1941 27 Подписн комитета СССР и открытий5 нская наб., д Проиэводст ул. Проектная, 4 риятие, г. Уж но-полиграфическое 400 Х от стехиометрии и электролиэведут при катодной плотности тока500 - 1200 А/м Тираж б 21ИИПИ Государственнопо делам иэобретени5 Москва, Ж, Ра 2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на аноде проводят, окисление серной кислоты.