Электролизер для получения ароматических кислот Советский патент 1975 года по МПК C25B9/10 C25B3/04 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ КИСЛОТ

1

j Изобретение относится к устройствам, используемым при электрохимическом получении ароматических кислот с ааосвязью путем восстановления нитроароматических кислот. Чистые ароматические кислоты с азосвязью являются исходными полупродуктами для синтеза полимерных материалов.

Известен электролизер для получения (ароматических кислот, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, мешалки, элект родные комплекты и анодные камеры в виде керамических пористых цилиндров, выполняющих роль диафрагмы. Металлический корпус электролизера одновременно служит катодом, для увеличения его рабочей поверх ности к корпусу приварены лопасти.

Однако в известном электролизере невозможно получать чистые продукты, так как взаимное расположение катода, анода и мешалок не обеспечивает равномерного покрытия катода губчатым свинцом, что является основным условием синтеза чистого продукта. Кроме того, электрохимические характеристики процесса невысоки из-за несовершенства керамической диафрагмы,

1которая не препятствует диффузии промежуточных и конечных продуктов восстановлени в анодную камеру и к аноду, где происходит их непроизводительное окисление, кера- 1ическая диафрагма в ходе процесса забивается продуктами электролиза, что приводит к повышению напряже1шя на электролизере.

С целью интенсификации процесса электрохимического восстановления и повышения чистоты получаемого продукта, предлагается электролизер, в котором катоды выполнены плоскими и размещены горизонтально под соответствующими анодами, диафрагмы изготовлены из ионообменного материала и закреплены на корпусах анодных каме1з, изготовленных из электроизоляционного материала, например из фторопласта, лопасти мешалки расположены в межэлектродном пространстве между катодом и диафрагмой.

На чертеже изображен предлагаемый электролизер, продольный разрез.

Электролизер состоит из эмалированного корпуса 1 с рубашкой 2 и крышкой 3.

3

К крышке крепятся анодные камеры, 4, Анодные камеры изготовлены из элект роизоляционного материала, устойчивого в растворах минеральных кислот и щелочей, например из фторюпласта, и снабжены ионообменными диафрагмами 5. Диафрагма может служить дном анодной камеры и крепится накидной гайкой 6. В анодных

камерах помещены свинцовые аноды 7.

- :

Электрический ток к анодам подводится анодной шиной 8. Анодная камера снабжен штуцером 9 для отвода газа.

На крышке 3 смонтирован катодный блок, содержащий штангу 1О, на конце которой укреплена кольцевая штанга 11 с расположенными на ней плоскими катодами

12,выполненными, например, из стали Х18Н10Т (2) в виде диска. Катоды располагаются строго против анодов. Электриче ский ток подводится к катодам 12 щиной

13,Шишл 8 и 13 изолированы кожухом

14,В крышке 3 находится штуцер 15 для заливки катопита и штуцер 16 для выхода водорода из катодной камеры. Через гидро затвор 17 проходит вал 18 лопастной меи.алки 19 к электродвигателю 2 О. В днище корпуса находится штуцер 21 для слив реакционного раствора.

Электролизер работает следующим

обрагюм, В анодные камеры 4 заливают водный раствор серной кислоты. В корпус 1, который является катодной камерой, заливают щелочной раствор Ш1троароматической кислоты, например П-нитробензойной с добавкой ионов свинца. Раствор нагревают до рабочей температуры при помощи теплоносителя, подаваемого в ру6aiiJKy 2 и, включая электродвигатель 20, приводят во вращение вал 18 с лопастной мешалкой 19.

При достижении рабочей температуры от источника тока через шины 8 и 13 и штанги 10 и 11 подается напряжение на катоды 12 и на аноды 7. При этом на

4

катодах, расположенных строго против анодов, образуется равномерный осадок свинца в виде губки, на которой Происходит электровосстановление ннтроароматической кислоты до соответствующего гидроксиламина, который мешалкой 19 отводится ;вглубь раствора, где, реагируя с исходной 1 кислотой, образует азоксикислоту. Последняя мешалкой 19 доставляется вновь к катодам 12, где восетанавливается в конечный продукт - гидроазоароматическую, . кислоту.

Часть нитро- и азоксикислот под действием электрического тока может двигаться по направлению к аноду 7, однако они , будут оседать на ионообменной диафрагме 5, которая препятствует их проникновению в анодную камеру 4. Поток жидкости, направляемой мешалкой 19, смывает этот осадок и доставляет его к катоду. По окончании процесса электровосстановления реакцио1шый раствор сливают из корпуса 1 через штуцер 21. Образующийся в процессе синтеза водород удаляют через штуцер 16.

Предмет изобретения

Электролизер для получения ароматических кислот, включающий цилиндрический корпус с крышкой, лопастную мешалку, электродные комплекты и анодные камеры с диафрагмами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса электрохимического восстановления и повышения чистоты получаемого продукта, катоды выполнены плоскими и размещены горизонтально под соответствующими анодами, диафрагмы выполнены из ионообменного материала и закреплены на корпусах анодных камер, изготовленных из электро-{ изоляционного материала, например из фторопласта, лопасти мешалки расположены в межэлектродном пространстве между като- дом и диафрагмой.