Способ получения щелочного раствора пероксида водорода Советский патент 1988 года по МПК C25B1/32 

со

;О

СО 00

ел

вання по контурам 7 и 10 со скоростью too мл/мин. Электролиз проводят при катодной гшотности тока 1000 А/м и анодной 6000 Через 4 ч работы

электролизера получают в объеме като- лита lOj 27 г или 5,1%-ный раствор и в объеме анолита после гидролиза пероксодисерной кислоты

IP 7,8 г . Выход по току на катоде 81%5 на аноде выход пероксодисерной кислоты 76%J а выход 78%. Расход электроэнергии на получение 1 т ,, 5895 кВт-ч против

15 10009 кВт Ч по известному способу.

Пример 2, Поступают как описано в прш-iepe i j но продувают кислородсодержащий газ через газодиф- фузконный катод с избытком 100% от теоретического. Через 4 ч электролиза получают в объеме католита 10,27 г , или 551%-ный раствор и в объеме анолита после гидролиза перокт содисерной кислоты 7,8 г . Выход

20

Изобретение относится к способам получения неорганических веществj в частности к электрохимическим способам получения перокси да водорода.

Цель изобретения -- увеличение выхода по току пероксвда водорода и снижение расхода электроэнергии Продувание избытка кислорода или кислородсодержащего газа через га.зо. ди(1)фузионньш углеграфитовый катод в количествах свыше 100% от TeopeTi wec- кого п озволяет вызвать перемешивание, католита в перовом объеме электрода и увеличить скорость выноса перокси - да водорода из электрода в объем электролита. Организация перемешива-- кия католята в поровом объеме злакт - рода позволяет усреднить содержание пероксида водорода по толщине электрода, недопустить пересыщения щелоч- ного католита по перокск,д--иону в глубине пор и избежать выпадения твердого осадка на поверхности электрокатализатора,, Таким обг-|75 по току на катоде 81%, на аноде разом, ускорение л чмитнрующей стадии выход пероксодисерной кислоты 76%, позволяет проводить процесс электровосстановления кислорода при болеа вь сокой плотности тока, например 500- 1200 A/M S т«е., интенсифицировать процесс и уменьшить потери пероксида водорода за счет каталитического разложения на поверхности электрока- тгшизатора.

На чертеже изображена схема установки для получения пделочного раствора пероксида водорода, реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит камеру 1 для подачи кислорода к тьшьной стороне газодиффузионного катода 2j катионог- обменную мембрану Зэ платиновый анод 4э католитнуго 5 и анолитную 6 каме- объеме анолита получают 3s9 г с pbif католитньга контур 7 с насосом выходом по току 78%, Расход электро- 8 и холодильником 9. анолнтны11 контур . энергии на получение 1 т

10 с насосом 8 и холодильником -и

источник и постоянного

Пример 1 в Заполняют католит- ную камеру 5 200 мл 0,5 н, раствора .NaOH, подают кислород или кислородсодержащий газ в камеру 1 к тыльной сторона углеграфитового катода 2 с избытком 200% от стехиометрии, помещают в анолитную камеру 6 гладкий платиновый анод 4 и заливают 200 мл 50%

HjSO, Пропускают через электролизер 55 работы электролизера получают в обье от источника 1 постоянный ток в 5А„ ме католита 11,85 г ,, или 5,9%- Поддерживают температуру католита и ный щелочной раствор , выход по анолита, равную 2() С, путем прокачи току 78%, В объеме анолита полу30

40

а выход 78%, Расход электроэнер гни на получение 1 т . 5895 кВт. ч против 10009 кВт.ч по известному способу.

Пример 3, Постз пают как описано в примере 1, с тем отличием, что продувают кислород или кислородсодержащий газ через газодиффузионный катод с избытком в 100% от теоретичен ского 3 пропускают через электролизер ток в 2j5 А, поддерживают катодизгю плотность тока 500 А/м и температуру католита 5°С. Ползгчают через 4 ч работы электролизера в объеме католина 5,81 г 1-ши 2,,9%-ный раствор , выход по току ,, 9ij5%o В

5664 .

Прим ер.4с Поступают как описано в примере 1j с тем отличием, что продувают кислород или кислородсодержащий газ через газодиффузионный катод с избытком в 400% от теоретического, пропускают через электролизер постоянный ток в 6 А, поддерживают катодную плотность тока 1200 А/м , температура католита 30°С, Через 4 ч

вання по контурам 7 и 10 со скоростью too мл/мин. Электролиз проводят при катодной гшотности тока 1000 А/м и анодной 6000 Через 4 ч работы

электролизера получают в объеме като- лита lOj 27 г или 5,1%-ный раствор и в объеме анолита после гидролиза пероксодисерной кислоты

P 7,8 г . Выход по току на катоде 81%5 на аноде выход пероксодисерной кислоты 76%J а выход 78%. Расход электроэнергии на получение 1 т ,, 5895 кВт-ч против

5 10009 кВт Ч по известному способу.

Пример 2, Поступают как описано в прш-iepe i j но продувают кислородсодержащий газ через газодиф- фузконный катод с избытком 100% от теоретического. Через 4 ч электролиза получают в объеме католита 10,27 г , или 551%-ный раствор и в объеме анолита после гидролиза перокт содисерной кислоты 7,8 г . Выход

0

5 по току на катоде 81%, на аноде выход пероксодисерной кислоты 76%,

5 по току на катоде 81%, на аноде выход пероксодисерной кислоты 76%,

объеме анолита получают 3s9 г с выходом по току 78%, Расход электро- . энергии на получение 1 т

0

0

а выход 78%, Расход электроэнер гни на получение 1 т . 5895 кВт. ч против 10009 кВт.ч по известному способу.

Пример 3, Постз пают как описано в примере 1, с тем отличием, что продувают кислород или кислородсодержащий газ через газодиффузионный катод с избытком в 100% от теоретичен ского 3 пропускают через электролизер ток в 2j5 А, поддерживают катодизгю плотность тока 500 А/м и температуру католита 5°С. Ползгчают через 4 ч работы электролизера в объеме католина 5,81 г 1-ши 2,,9%-ный раствор , выход по току ,, 9ij5%o В

объеме анолита получают 3s9 г с выходом по току 78%, Расход электро- энергии на получение 1 т

-и

работы электролизера получают в обье ме католита 11,85 г ,, или 5,9%- ный щелочной раствор , выход по току 78%, В объеме анолита полу5664 .

Прим ер.4с Поступают как описано в примере 1j с тем отличием, что продувают кислород или кислородсодержащий газ через газодиффузионный катод с избытком в 400% от теоретического, пропускают через электролизер постоянный ток в 6 А, поддерживают катодную плотность тока 1200 А/м , температура католита 30°С, Через 4 ч

1393850 .

чают 9,3 г выход по току Н О газодиффузионный катод более 400%

78%. Расход электроэнергии на получе-от теоретического и при температуре

ние 1 т 6240 кВт-ч.католита более 30°С также невозможно

Пример 5. Поступают как опигполучить положительный эффект по

сано в примере , с тем отличием,, сравненг-по с известным способом, так

что кислород или кислородсодержащийкак потоком газа вытесняется электгаз продувают через газодиффузионныйролит нз порового объема электрода

катод с избытком в 450% от теоретиче Кроме того, наблюдается снижение

ского, пропускают через электролизер Qвыхода по току псроксида водорода в

постоянный ток в 6,5 А, поддерживаютсвязи с возрастанием скорости его

.температуру католита 35 Cj катоднуюкаталитического разложения,

плотность тока 1300 Через 4 ч. Одновременно окисление до

работы электролизера получают в рбъ-H S Og на платиновом аноде в одном

еме католита 9,82 г или 4,9%- IP.электролизере позволяет получить

ный щелочной раствор Выходцелевой продукт на обоих электродах,

по току 59,5%, Получают в объемечто обеспечивает снижение расхода

анолита 10,4 г H-jO-j , выход по токуэлектроэнергии на перокси78%, Расход электроэнергии на 1. тда водорода практически в 2 разсЧ. 7163 кВт-ч. Положительный эффект 2о Использование способа получения

достигается только частично - по.щелочного раствора пероксида водороуменьшению расхода электроэнергии,да позволяет интенсифицировать проПример 6, Поступают какцесс катодного восстановления кисло- описано в примере 1j с тем отличием,рода до пероксида водорода, напри- что продувают кислород или кислород- 25мер увеличить катодную плотность то- содержащий .газ через газодиффузионньшка от 500 до 1200 А/м по сравнению катод с избытком 50% от теоретичес-с 400 А/м по известному способу, н кого, пропускают через электролизерувеличить выход по току пероксида постоянный ток в-2,О А, Поддерживают водорода, например, от для 5, катодную плотность тока 400 А/м, зп- О о раствора Н О до 78% для 5,9%- поддерживают температуру католита 3 Свнего раствора KjO против 63% -для 5%- После 4 ч работы электролизера напря-ного раствора и 46% для 855%- жение на нем првьшается за счетного раствора по известному поляризации катода. В объеме католитаспособу. Кроме того, достигается сни- получают 3,2 г , выход по токужение расхода электроэнергии на полу- HjOg в католите 63%, В объеме анолита ченке 1 т Н,(),, практически в 2 раза, получают 3,12 г с выходом по например 5895 кЗт-ч по предлагаемому току 78%о Расход электроэнергии наспособу против 10009 кВт-ч по извест- 1 т H-jOj 6989 кВт ч. Положительныйному способу,

эффект достигается только частично, Q Из сопоставительного анализа вида именно по снижению расхода электро-но, что по предлагаемому способу ка-:энергии, но не достигается ни по ин-..тодный процесс проводят при более

тенсификации процесса, ни по увеличё-высокой плотности тока с более высонию выхода по току на катоде,кгда выходом по току и с меньшим расKajc видно из представленных данных д ходом электроэнергии, при количестве продуваемого кислорода или кислородсодержащего газа черезФормула изобретения газодиффузионный катод менее 100% от теоретического и при температуре ниже 1, Способ получения щелочного

5 С невозможно обеспечить интенсифи- „раствора пероксида водорода в диа5

кацию процесса восстановления кисло- фрагменном электролизере катодным вес- рода до пероксида водорода и увели-становлением кислорода на углеграфи- - чение его выхода по току в связи стовом газодиффузионном гидрофобизиро- тем, что электрод значительно поляри-ванном электроде при подаче кислорода зуется за счет вьшадения твердого к тьшьной- стороне катода, о т л и - соединения пероксида натрия на по- чающийся тем, что, с целью верхности электрокатализатора,увеличений выхода по току и снижения

При избытке продуваемого кислородарасхода электроэнергии, кислород проили кислородсодержащего газа черездувают через катод в количестве 100513938506

400% от стехиометрии и электролиз 2, Способ по п,1, отличаю- ведут при катодной плотности тока щ и и с я тем, что на аноде проводят: 500 - 1200 А/м .окисление серной кислоты.

Изобретение относится к способам получения неорганических веществ, в частности к электрохимическим способам получения пероксида водорода,и позволяет увеличить выход по току пероксида водорода и снизить расход электроэнергии. За счет того, что в способе получения щелочного раствора пероксида водорода в диафрагменном электролизере катодным восстановлением кислорода на углеграфитовом га- ;зодиффузионном гидрофобизированном электроде при подаче кислорода на тьшьную сторону катода кислород про,- дувают через катод в количестве 100- 400% от стехиометрии и электролиз ведут при катодной плотности тока 500-1200 А/м , при этом на аноде проводят окис-пение серной кислоты. з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л

Ог

-d:

-t

7

}(

8