Способ получения хлора и щелочи Советский патент 1983 года по МПК C25B1/46 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ

Изофетение относится к химической промьшиюнности и может быть исполь эвано в пршзводстве хлора и едкой шелочи, в частности эаектрсщизом раствора хлористогю натрия или калия в электролизере с катйснообменвой мембраной. . Известен способ получения хлора и шелочи электрохимическим методом с применением катионообменной мембраны, разделякяцей анолит и католит, ло которому для достижения высокой концентрации щелочи электролиз -ведут без подпитк католита всщой, причем обеднение рассола в анодном пространстве происходит до 2 моль/л ЫаСб (12О г/л) яри рН 1-6, предпочтительно при i равном . . Однако при этом в анодном пространстве образуется большое количество побочных продуктов (гипохлорита, хлората и кислорода). Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения хлора и щелочи электролизом водного раствора хлорида щелочного металла в электролизере с катионообменной мембраной, разделявэщей католит и анолит, при котором высококонцентрированная щелочь получается при концентрации NaC€ в анолите 2,О-2,7 моль/л НаСС (126-16О г/л) при значении рН 1-5,5 преимущественно 2,0-3,5 практически без регулирования его в процессе электролиза 23 . Недостатком этого способа 5шляется офазование больщого количества побочных продуктов, в том числе хлоратов (до 4О%), что приводит к снижению выхода по току хлора.. Цель изобретения - увеличение выхода по току хлора, улучшение качества целевых продуктов и снижение затрат на проведение процесса за счет сокращения расхода питающего раствора. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения хлора и щелочи

электролизом водного раствора хлорида щелочного металла в .электролизере с катвонробленвой мембраной, раздел11к шей католит и анопит, согласно изофе тению электролиз ведут при подде пкании рН анолита 1,5-2,5 и концентрации хлорида щелочного металла в нем 0,9.3,5 мопь/л.

Снижение рН ниже 1,5 приводит к необоснованному расходу 1а1слоты; при рН порядка 1,2 и ниже происходит разрущение анода.

При уменыиешга концентрации хлорцда натрия до О,85 моль/л начинает увеличиваться содержание кислорода в хлоргг1зе.

При увеличении концентрации хлорида натрия вьше 3,5 моль/л существенно увеличивается расход рассола, хотя другие показатели не ухудшаются. Так, для поддержания в анолит концентрации jHaC{ 3,5 моль/л необходимо подавать на электролиз 14 м/ч питающего оасПо предлагаемому способу

сола, а для поддержания концентрации WaCf 4,0 моль/л - 21 рассола. Пример. Электролиз раствора хлористого натрия осуществляют в электролизере с катионообменной мембраной из сополимера тетрафторэтилена и перфторсульфоновой кислоты толщиной 2 6,2 мм при плотности тока О,25 А/м и температуре 8ОС; при этхяи используют

анод с токопроводящей основой из титана и активной массой, содержащей окислы рутения и титана, и катод из стали - 3. Питание электролизера осуществл5аот раствором хлористого натрия концентрацией ЗОО г/л, подкисленного соляной кислотой. Электролиз проводят с непрерывной циркуляцией анолита в течение всего опыта. За счет изменения скорости циркуляции анолита b анодном пространстве меняют степень разложения рассола.

В таблице представлены условия и результаты опыта.

Как видно из таблицы, при осуществлении электролиза согласно изобретению выход по току побочных продуктов составляет не более 2,5%.

П р и м е р 2. Проводят электролиз раствора хлористого калия в том же электролизере и при техже условиях, что и в примере 1, при кониентрашга хлористого калия в питающем рассоле 360 г/л. Концентрация хлористого каЛИЯ в анолите поддерживаете я 1,5 моль/л рН анолита - 1,7; концентрация полученной щелочи 16%. При этом выход по току хлора составляет 97,7%, а побочных прояук-шв (хлората и кислорода) суммарно - 2,3%,

Предлагаемый способ позволяет увеличить выход по току хлора на 5-10% и еньшить содержание гипохлорита и хлората в анолите на один, два порядка, что в свою очередь приводит к пoвышef ншб чистоты продуктов: снижению содержания кислорода в хлоргазе и хлората в шелочи.

Благодаря малому содержанию гипохлорита и хлората в циркулирующем анолите облегчается проведение ётадии обесхдоривания анолита. Существенным преимуществом изобретения является taK же то, что при осуществлении электролиза при низкой концентрации NaCP в анопите в несколько раз снижается расход питающего рассола, чтх в свою очередь позволяет значительно снизить мощность установки по насыщению и очистке рассола.

.Формула изобретения

Способ получения хлора и щелочи электролизом водного раствора хлорида щелочного металла в электролизере с катионоо енной мембраной, раздёляк щей катрлит и анолит, отличающийся тем, что, с целью повыщения выхода по току хлора, улучшения качества продуктов и снижения затрат на проведение процесса за счет сокращения расхода питающего раствора, электролиз ведут при поддержании рН анолита 1,52,5 и концентрации хлорида щелочного металла в нем 0,9-3,5 моль/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США №,4025405, кл. 2О4-Э8, 1977 (прототип).