Способ получения хлора и раствора гидроксида натрия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК БО 4079 1/4 е . Гф уг туФПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЛЬСТВ ВТОРСКОМУ СВИ Ррастбрев хлорГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И РАСТВОРА ГИДРОКСИДА НАТРИЯ(57) Изобретение относится к производству хлора, водорода и гидроксида щелочного металла в серии электролизеров с фильтрующей диафрагмой и позволяет улучшить качество получаемых продуктов электролиза и повыгсить их выход по току за счет обеспечения возможности работы камеры каждого электролиэера серии в оптимальном режиме. Питание электролизеров серии осуществляют путем смешения двух потоков растворов хлорида, натрия, один из которых содержит соля ную кислоту. Соотношение подаваемых в каждый электролизер потоков поддерживают по формуле Ч . Ч =1- О/8 Р (100 - ВТ - К)3: В/Р Г(100 - ВТ - К), где Ч, и Чсоответственно объемы неподкисленного н подкисленного растворов хлорида натрия дм е - протекаемостьФ Эдиафрагмы, дм /А ч; Г - число Фарадея, равное 26,8 Ач/г-экв; ВТ - выход по току гндроксида натрия приэлектролизе неподкисленного раствора хлорида натрия, Х; Р - коэффициент, равный 0,0304 при концентрациисоляной кислоты в подкисленном потоке 12 г/дм ; 0,0243 при 15 г/дми 0,0182 при 20 н/дм; К - коэффциент, равный 2 АО при использовании металлооксидных анодов и 2(Ас+ А о ) - 2,6 при использовании грасо,фитовых анодов; А и Ас - содержание в анодном газе соответственнокислорода и углекислого газа п иэлектролизе неподкисленноговора хлорида натрия, об,7 Изотение может быть использованоной промышленности для получения.хлора и раствора гндроксида натрия вэлектролизерах с фипьтрукицей диафрагмой. 2 табл, 1407996) соответственно объемы 45неиодкисленного и подгде Ч, иЧ кислецного растворовхлорида натрия, дм;протекаемость диафрагмы, дм /Л ч;число фарадея, равное26,8 Л ч/г-экв;вьжод по току гидроксида натрия при электролизере неподкисленногораствора хлорида натрия, 7;коэффициент, равный0,304 при концентрации 50ВТ 55 Изобретение относится к производству хлора, водорода и гидрооксидащелочного металла в серии электролизеров с фильтрующей диафрагмой.Целью изобретения является увели 5чение выхода по току хлора и гидроксида натрия, а также снижение содержания кислорода в хлоргазе и концентрации натрия в растворе гилроксида 1 Онатрия эа счет обеспечения возможности работы каждого электролиэера сериив оптимальном режиме,П р и м е р 1. В промышленномэлектролизере БГК/25, оснащенном 15анодами ОРТА и асбестовой диафрагмой,проводят электролиэ раствора хлориданатрия с концентрацией 300 г/дм, содержащего 0,05 г/дм ИаОН, при токовой нагрузке 50 кА, плотности тока 201450 А/м и температуре 90 С, Растворхлорида натрия подают в электролизерсо скоростью 600 дм /ч. При этом протекаемость диафрагмы составляет12 дм /кА ч, выход по току гидрооксида натрия 91,57, выход по току хлора91,07, содержание кислорода в хлоргазе 2,3 об.7, концентрация хлоратанатрия в растворе гидроксида натрия0,57 г/дм при концентрации последнего 120 г/дм.Питание электролизера осуществляютпутем смешения двух потоков растворовхлорида натрия, один из которых содержит соляную кислоту, а другой не35содержит, а соотношение подаваемых вэлектролизер потоков поддерживают поформуле соляной кислоты в подкис.пенном потоке 12 г/дм0,0243 - при концентрации соляной кислоты15 г/дм и 0,0182 - приконцентрации солянойкислоты 20 г/дм;К - коэффициент, равный2 А при использованииметаллооксидных анодови равный 2(А о + А О ) -о сО- 2,6 при использованииграфитовых анодов;А и А - соответственно содержао, соние кислорода и углекислого газа в анодном газе при электролизе неподкисленного растворахлорида натрия, об.7.Один из потоков, используемых дляпитания электролизеров, представляетсобой применяемый обычно в промышленности очищенный раствор хлорида натрия с концентрацией 300-320 г/лм, вкотором содержание гидроксида натриялимитировано до 0,05-0, 1 г/дм.Второй поток - это тот же растворхлорида натрия, в который введенасоляная кислота до 12-30 г/дм.После снятия показателей электролиза по формуле определяют цеобхолимоесоотношение потоков неподкисленногои подкисленного до содержания 12 г/дмсоляной кислоты растворов хлориданатрия. Это соотношение равно 1:0,5821,73,Не изменяя общего расхода растворахлорида натрия, с учетом полученногосоотношения в электролизер подают380 дм/ч неподкисленнаго и 220 дм/чподкисленного раствора хлорида натрия.При этом выход по току гилрооксиланатрия возрастает до 98,57., выход потоку хлора - до 98,8 ь, содержаниекислорода в хлоргазе снижается до0,7 об.7 концентрация хлората натрияв растворе гидроксила натрия - до0,15 г/дм при концентрации гилроксира натрия 122 г/дм,П р и м е р2. В промышленномэлектролизере БГКс графитовымианодами и асбестовой диаФрагмой прово.дят электролиз раствора хлорида натрия с концентрацией 300 г/лм, содержащего 0,05 г/дм гидроксила натрия,при токовой нагрузке 50 кА, плотноститока 1450 А/И и температуре 90 С.Раствор хлорида натрия полают в элек(100 - ВТ - Е),0с 1 Р5 Огде 1 и ау - соответственно объемы неподкисленногои подкисленного раствоз.ров хлорида натрия, дмпротекаемость диафрагмы, дм/А чГ - число Фарадея, равное26,8 А.ч/г-экв,;ВТ - выход по току гидроксида натрия при электролитролизер со скоростью 720 дм /ч. При этом протекаемость диафрагмы состанляет 14,4 дм/кА ч, выход по току 95,57, содержание кислорода в хлорга зе 0,9 об.7., содержание углекислого газа в хлоргазе 1,3 об.7, концентрация гидроксида натрия,100 г/дм, концентрация хлората натрия н растворе гидроксида натрия 0,29 г/дм.10После снятия показателей электро,лиза по формуле определяют необходимое соотношение потоков неподкисленного и подкисленного до содержания 12 г/дм соляной кислотой растворов хлорида нат рия. Это соотношение равно 8,23;1. Не изменяя общего расхода раствора хлорида натрия, с учетом полученного соотноч щения в электролизер подают 640 дм /ч неподкисленного и 80 пм/ч подкисленного растворов хлорила натрия. Выход по току гидроксида натрия возрастает до 98,57, выход по току хлора до 98,77., содержание кислорода и углекислого газа в хлоргазе снижается 25 соответственно до 0,1 и 1,0 об.7 концентрация хлората натрия снижается до 0,12 г/дм при концентрации гидроксида натрия 104 г/дм .Результаты испытаний предложенного способа электролиза принедены н табл, 1.В табл. 2 указаны материалы анода и диафрагмы, а также концентрация соляной кислоты в кислом потоке, используемые при пронедении электролиза растворов хлорида натрия (примеры 1 " 13).Примеры, принеденные н табл. иллюстрируют сравнительные данные по 4 О эффективности предложенного способа.При ведении процесса по предложенному способу (примеры 1-7, 10, 11) как в случае использования анодов ОРТА, так и графитового анода наблю дается улучшение всех определяемых показателей электролиза; снижается содержание кислорода н хлоргазе и хлората натрия в электрощелочи, повышается выход по току щелочи и хлора.Увеличение доли кислого потока по сравнению с рассчЕтным не позволяет значительно повысить выход по току гидроксида натрия, а иногда приводит и к снижению выхода по току гидроксида натрия (табл. 1, примеры 8 и 12).Снижение доли кислого потока по сравнению с расчетным не позволяет существенно повысить выход по току процуктон электролиза и значительно улуч. шить их качество (примеры 10 и 13).При эксплуатации электролизерон диафрагмы имеют различную протекаемость и однородность, что связано с невозможностью их точного воспроизнолства, а также с изменением их свойств но времени.Учитывая, что в цехе эксплуатируются электролизеры с разоичным пробегом диафрагмы, с разной протекаемостью и выходом по току продуктов электролиза, при общем подкислении цеха для одних электролизеров вводимое количество кислоты может быть избыточным, Г 4 и других недостаточным и поэтому выход по току хлора и гидроксида натрия для цеха при общем подкислении будет ниже, чем при индивидуальном полкислении электролизерон. Формула изобретения Способ получения хлора и раствора гидроксида натрия путем электролиза раствора хлорида натрия, подкисленного соляной кислотой, в серии электролизеров с диафрагмой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода по току хлора и гидроксида натрия, снижения содержания кислорода н хлоргазе и хлората натрия в растворе гидроксида натрия за счет обеспечения возможности работы каждого электролизера серии в оптимальном режиме, питание каждого электролизера серии осуществляют путем смещения двух потоков растворов хлорида натрия, один из которых содержит соляную кислоту в количестве 12-30 г/дм, а соотношение подаваемых в каждый электролизер потоков поддерживают по фор- муле140799 б 1 О Таблица 1 птноиенне потоков Ч еуе екелочнэвеЬ растворои такие электролнэеров д по току,2 еравние клорга об.й онцентрецин электроеепочи, г/ди теПректи Содервани в клоргаРас- чети нкод по току, 2 нцентра электродеочи, г/ди ское е, об. ОН ЯаС 10 еОН С 1 аОН МаС о, со,кл 91,5 91,0 1, 71 95,3 955 6,23 91,5 91,0 1,22 910 903 1450 87,0 868 1,00 12,0 0,5 1,73 е,оо 2 015 О,98,5 9 Ь,14 0,9 г,эг,а 100 0,29 30 О 98,5 9 Ь,96 5 97,96 Э 97,9 Э,7 95,0 3 923 4 9,42 46 1,ЭО1,501,О 15 О,5 7,56 190 1, 151 50,20 140 0,09 0,2 1,5 988 Фаблиц 2 0,030 ОРТА сбестоя 2 Графи 12 РТА Асбопо- лимерна 2 0,03045 0,0243 ее зе неподкисленного раствора хлорида натрия, 7; Р - коэффициент, равный0,0304, при концентрации соляной кислоты вподкисленном потоке12 г/дм, 0,0243 при15 г/дм и 0,0182 приконцентрации солянойкислоты 20 г/дм; К - коэффициент, равный 2 АО при использовании02.металлооксидных анодови равный 2 ИО +АСО 7 о, со,-2,6 при использованииграфитовых анодов;А и А - соответственно содергаСЭние кислорода и углекислого газа в анодномгазе при электролизе ненеподкисленного раствора хлорида натрия, об,7.,Питание электролиэеров двумн потоканн о,г о,г О,5 0,51 0,45 0,23 02612Электролиэ проводят на электролизере с горизонтальным расположением электродов при токовой нагрузке 8,0 А, плотности тока 2,0 кА/м. Составитель Т. БарабашТехред М,Ходанич Корректор Г. Решетник Редактор Г. Волкова Заказ 3277/30 Тираж 621 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Б, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1011 Графит 13 0,0304 0,0304 0,0304