Электролизер для получения хлора и раствора гидроокиси щелочного металла Советский патент 1984 года по МПК C25B1/46 C25B9/10 C25B13/08 

J ел

со

00

о Изобретение относится к электро химическому производстзу, 8 частности к электролизерам для получения хлора и раствора гидроокиси щелочных металлов электролизом рас вора хлорида щелочного металла с использованием ионообменных мембра Известно применение ионообменно мембраны из фторированного полимера, содержащего сульфонильные груп пы Cl 3-. . Недостатком изв.естной мембраны ляется ее невысокая прочность, что ведет к использованию сравнительно толстых мембран и, следовательно, к повышенным затратам энергии на проведение процесса. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достигаемому результату является электролизер, содержащий корпус, разделен ный на анодную и катодную камеры ионообменной мембраной, причем в к честве мембраны используют пленку типа сэндвич, выполненную из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена и сульфированного окис ла перфторвинила с эквивалентным весом 900-1600 С2. Недостатком известного электролизера является повышенный расход энергии на проведение процесса. Целью изобретения является сниж .ние энергозатрат. Поставленная цель достигается тем, что в электролизере для получения хлора и раствора гидроокиси щелочного металла электролизом рас вора хлорида щелочного металла, со держащем анод и катод, разделенные ионообменной мембраной из фториров ного полимера, содержащего сульфонильные группы, присоединенные к атому углерода с, по крайней мере, одним атомом фтора, присоединенным к нему, используюи ионообменную мембрану из двух слоев полимера, один из слоев, составляющий 1/10-1 толщины мембраны, состоит из слоя полимера с эквивалентным весом на 250-700 ед. большим.эквивалентного веса полимера другого слоя, и мемб рана установлена в электролизере так, что слой с большим эквивалент ным весом обращен к катоду. Ионообменные полимеры имеют дополнительную боковую цепь, содержа щую сульфинильные группы, присоединенные к атомам углерода и имеющие включенными в -них по крайней мере .один атом фтора. Полимеры могут быть изготовлены из мономеров, которые или фторируют ся, или в них атом фтора замещает виниловые соединения. Полимеры могут быть изготовлены, по крайней мере, из двух мономеров, причем, по крайней мере, один мономер выбирается из одной из двух описанных групп. В перв5ю, группу входят фторированные виниловые соединения, например фтористый винил, шестифтористый пропилен, винилфторид, трехфтористый этилен, хлортрифторэтил, исчерпывающее фторированное соединение (алкилдивиниловый эфир), четырехфтористый этилен и их смеси. При использовании сополимеров при электролизе элек1;ролита желательно, чтобы исходный виниловый мономер не содержал водорода . Во вторую группу входят сульфонилосодержащие мономеры, содержащие исходные соединения - SOyF и S02Ce. Предпочтительным сополимером, используемым в пленке, является исчерпывающе фторированный .углеводород/ хотя могут быть использованы и другие сополимеры, содержащие атом фтора, соединенный с атомом углерода, который присоединен к сульфонильной группе полимера. Наиболее предпочтительным сополимером явля- ется сополимер четырехфтористого этилена и исчерпывающе фторированного соединения (3,б-диокси-4-метил7-октенсульфонилфторид), содержащий по весу 10-60%, предпочтительнее 25-50%, последнего соединения. Сополимер изготавливается при помощи известных методов полимеризации, применяемых для гомополимеризации и сополимеризации фторированных этиленов, в частности четырехфтористого этилена. Используют пленку, в которой фторированный полимер составляет не более одной трети толщины пленки и имеет эквивалентный вес, по крайней мере, в 250 раз больше веса остальной части пленки. С увеличением эквивалентного веса полимера удельное сопротивление полимера возрастает до значительной величины, что приводит к потреблению большего количества энергии. Желательно использовать пленку с относительно низким эквивалентным весом. Однако вследствие миграции анионов через пленку в процессе производства гидроокиси металла токовая эффективность уменьшается. Миграция анионов уменьшается за чет тонкого барьерного слоя или болочки, состоящей из имеющего выокий эквивалентный вес полимера, анесенного на находящуюся в электроизёре поверхность пленки, обращеную в сторону катода. Этот слой высоким удельным электрическим опротивлением составляет малую

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И РАСТВОРА ГИДРООКИСИ ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛ Щ электролиэом раствора хлорида щелочного металла содержащий анод и катод, разделенные ионообменной меь/йраной из фторированного полимера, содержащего сульфонильные группы, присоединенные к атому углерода с, по крайней мере, одним атомом фтора, присоединенным к нему, отличающийс я тем, что, с целью снижения энергозатрат, используют ионообменную, мембрану из двух слоев полимера, причем один из слоев, составлякяций 1/JO-1/3 толщины мембраны, состоит из слоя полимера с эквивалентным весом на 250-700 ед. большим эквивалентного, веса полимера другого слоя, и мембрана установлена в О) электролизе так, что слой с большим эквивалентным весом обращен к катоду.