CS217263B1 - Process for the production of perexuleucines, in particular hydrogen perexide, by cathodic oxygen reduction - Google Patents
Process for the production of perexuleucines, in particular hydrogen perexide, by cathodic oxygen reduction Download PDFInfo
- Publication number
- CS217263B1 CS217263B1 CS564181A CS564181A CS217263B1 CS 217263 B1 CS217263 B1 CS 217263B1 CS 564181 A CS564181 A CS 564181A CS 564181 A CS564181 A CS 564181A CS 217263 B1 CS217263 B1 CS 217263B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- electrolyzer
- peroxide
- production
- perexide
- particular hydrogen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Vynález se detýká eberu anerganické technelegie a řeší způsob výroby perexesleučenin, zejména perexidu vodíku, katodickou redukcí kyslíku na plynových porézních elektredách. Podstata vynálezu spečívá v tem, že se de elektrolytu· vstupujícího de elektrelyzéru nebe přímé de elektrelyzéru přidávají alkalické křemičitany v množství udpevídajícím stelárnímu poměru křemičitanu k leuhu 0,1 :,1 až 5:1.·The invention relates to the field of inorganic technology and provides a method for producing peroxide compounds, in particular hydrogen peroxide, by cathodic reduction of oxygen on gas porous electrodes. The essence of the invention lies in the fact that alkali silicates are added to the electrolyte entering the electrolyzer or directly to the electrolyzer in an amount ensuring a silicate to alkali ratio of 0.1:1 to 5:1.
Description
Vynález se týxá způsobu výroby perexesleučenin, zejména peroxidu vodíku, katodickou redukcí kyslíku na plynových porézních elektrodách.The present invention relates to a process for the production of peroxy compounds, in particular hydrogen peroxide, by cathodic reduction of oxygen on gas porous electrodes.
Alkalické rozteky peroxidu vodíku lze s výhodou vyrábět katodickou redukcí kyslíku.Alkaline hydrogen peroxide solutions can advantageously be produced by cathodic oxygen reduction.
Při tomto postupu ae kyalík, nebo plyn obsahující kyslík, uvádí do porézní elektrody nobe do zkrápěného lože, kde probíhá reakce:In this process, the alkali or oxygen-containing gas is introduced into the porous electrode or into a trickle bed where the reaction proceeds:
02 + H20 + 2 o -? H02 + OH”0 2 + H 2 0 + 2 o -? H0 2 + OH ”
Ha anodě se při použiti roztoků hydroxidu vylučuje kyslík:On the anode, oxygen is excreted when using hydroxide solutions:
OH” —> 02 + 2 H20 + 4 ·OH ”-> 0 2 + 2 H 2 0 + 4 ·
Elektrolyt (vědný roztok KOH nebo NaOH) se obvykle uvádí do anodového prostoru elektrolyzéru, prochází diafragmeu do katodového prostoru, kde se obohacuje o vznikající peroxid a dále z elektrolyzéru vytéká.The electrolyte (KOH or NaOH) is usually introduced into the anode compartment of the electrolyzer, passes through the diaphragm into the cathode compartment, where it is enriched for the formation of peroxide, and further flows from the electrolyzer.
Výsledný děj probíhající v elextrolyzéru lze vyjádřit rovnicí 1/2 02 + OH—^H0ř The resulting process taking place in the electrolyzer can be expressed by the equation 1/2 0 2 + OH - ^ H0 ř
Perhydroxylové ionty tedy vznikají na úkor hydroxylevých ientů.Thus, perhydroxyl ions are formed at the expense of hydroxyl ions.
Vzhledem k nízkému napětí na elektrolyzéru je spotřeba elektrické energie v elektrelyzéru třikrát až čtyřikrát menší než při klasické výrobě peroxidu před perexedisírany, Určitým omezením tohoto procesu je, že probíhá při dobrých technicke-ekenemických parametrech jen v alkalickém prostředí, z něhož lze koncentiavané roztoky čistého peroxidu získat jen několikastupňovými výrobními postupy. V některých oblastech průmyslu však lze zředěné alkalické roztoky peroxidu vodíku přímo použít, například pro bělení vláknin v průmyslu papíru a celulózy, v textilním průmyslu, při čistění odpadních vod, apod. V tomto případě •dpupdají náklady na destilaci zředěných roztoků peroxidu.Due to the low voltage on the electrolyzer, the power consumption of the electrolyzer is three to four times less than that of conventional peroxide production prior to perexedisulphates. A certain limitation of this process is that in good technical-ecenemic parameters it only takes place in alkaline environment from which concentrated pure peroxide solutions can only be obtained by means of several-stage production processes. However, in some areas of the industry, dilute alkaline hydrogen peroxide solutions can be directly used, for example, for bleaching pulp in the paper and pulp industry, in the textile industry, in wastewater treatment, etc. In this case, the costs of distillation of dilute peroxide solutions increase.
Pro bělení jsou obecně používány roztoky, v nichž je molární poměr peroxidu k louhu okolo jedné, tedy poměr, jehož při elektrolytické přípravě alkalických reztoků peroxidu vodíku redukcí kyslíku v roztocích alkalických hydroxidů nelze dosáhnout. Laboratorní výzkumy totiž ukázaly, že lze sice získat alkalické reztoky obsahující až 10 % hmdnesti peroxidu, avšak nelze docílit molárníhe poměru peroxidu k leůhu vyššího než 0,6 až 0,7·For bleaching, solutions are generally used in which the molar ratio of peroxide to caustic is about one, a ratio which cannot be achieved in the electrolytic preparation of alkaline hydrogen peroxide solutions by reducing oxygen in alkaline hydroxide solutions. Indeed, laboratory investigations have shown that although alkaline solutions containing up to 10% by weight of peroxide can be obtained, a molar ratio of peroxide to weight higher than 0.6 to 0.7 cannot be achieved.
Pro průmyslovou aplikaci z toho vyplývá, že při výrobě bělicích louhů katodickou redukcí kyslíku by bylo nutno bui přidávat k elektrolytu vytékajícímu z elektrelyzéru roztek čistého peroxidu vodíku nebe část hydroxidu v elektrolytu neutralizovat kyselinou. Oba postupy jsou však nevýhodné, neboť znamenají buS přísadu dražšího čistého peroxidu nebe potřebu kyseliny a navíc ztrátu části hydroxidu.For industrial applications, this implies that in the production of bleach liquors by cathodic oxygen reduction, it would be necessary either to add a solution of pure hydrogen peroxide to the electrolyte flowing from the electrolyzer or to neutralize some of the hydroxide in the electrolyte with acid. However, both processes are disadvantageous, since either the addition of the more expensive pure peroxide or the need for acid and, moreover, the loss of part of the hydroxide.
Uvedenou obtíž řeší způsob výroby peroxosloučenin, zejména peroxidu vodíku, katodickou redukcí kyslíku na plynových porézních elektrodách, jehož podstata spečívá v tem, že se do elektrolytu vstupujícího de elektrolyzéru, nebo přímo de elektrolyzéru, přidávají alkalické křemičitany v množství odpovídajícím melárnímu poměru xřemičitanu k louhu 0,1 : 1 až 5 : 1.This difficulty is solved by a process for producing peroxy compounds, in particular hydrogen peroxide, by cathodic reduction of oxygen on gas porous electrodes, which consists in adding alkali silicates to the electrolyte entering the electrolyzer or directly de electrolyzer in an amount corresponding to the molar ratio of silicate to lye. , 1: 1 to 5: 1.
Výhodou vynálezu je, že křemičitan je obvyklou komponentou peroxidových bělicích lázní, do nichž se přidává pro zpomalení rozkladu peroxidu,, nepředstavuje jeho přídavek do elektrolytu před vstupem do elektrolyzéru nebo přímo do elektrolyzéru žádnou přídavnou investici.An advantage of the invention is that silicate is a common component of peroxide bleach baths to which it is added to retard peroxide decomposition, its addition to the electrolyte prior to entering the electrolyzer or directly into the electrolyzer does not involve any additional investment.
Vliv křemičitanů na průběh elektrolýzy lze vysvětlit na základě následujícího rozboru poměrů v elektrolyzéru.The effect of silicates on the electrolysis process can be explained on the basis of the following analysis of the conditions in the electrolyser.
V katodovém prostoru elektrolyzéru roste se stupněm konverze hydroxylových iontů na perhydroxylové podíl perhydroxylových iontů, které jsou migrací a difúzí odvedeny z katodového prostoru před diafragmu do anodového prostoru,, což má za následek pokles proudových výtěžků peroxidu. Při stupních konverze blízkých jedné klesá podíl hydroxylových iontů v katolytu k nule a proudové výtěžky peroxidu klesají pod únosnou mez. V elektrolytu obsahujícím alkalický křemičitan v množství srovnatelném s počáteční koncentrací hydroxidu je část proudu vedena katiónty a anionty křemičitanu, takže podíl proudu vedeného perhydroxylovými ionty, a tedy i ztráty peroxidu migrací jsou podstatně menši než v případě, kdy elektrolyt obsahuje pouze, alkalický hydroxid.In the cathode space of the electrolyzer increases with the degree of conversion of hydroxyl ions to perhydroxyl portion of perhydroxyl ions, which are migrated and diffused from the cathode space before the diaphragm to the anode space, resulting in a decrease in peroxide current yields. At conversion rates close to one, the proportion of hydroxyl ions in the catholyte decreases to zero and the peroxide current yields fall below the carrying limit. In an alkali silicate-containing electrolyte in an amount comparable to the initial hydroxide concentration, part of the current is fed through cations and anions of silicate, so that the proportion of the current fed by perhydroxyl ions and hence the loss of peroxide by migration is considerably less.
S rostoucím stupněm konverze, který udává poměr celkového obsahu peroxidu ke koncentraci vstupního louhu, se objevuje další nepříznivý jev - růst napěťových ztrát v elektrolyzéru, způsobený v katolytu náhradou velmi pohyblivých hydrosylových iontí. málo pohyblivými perhydroxylovými ionty, a v anolytu poklesem koncentrace hydroxyluvýcn ientůj v diafragmě se pak oba vlivy uplatňují současně. Za přítomnosti alkalického křemičitanu se zvyšuje vodivost katolytu i anolytu, a to jednak o příspěvek způsobený pohyblivosti kationtů i aniontů křemičitanu, jednak o příspěvek způsobený pohyblivostí hydroxylových iontů, které při poklesl alkality vznikají hydrolýzou křemičitanu:With the increasing degree of conversion, which indicates the ratio of total peroxide content to the concentration of the feed liquor, there is another unfavorable phenomenon - the increase in voltage losses in the electrolyzer, caused in the catholyte by the replacement of highly mobile hydrosyl ions. Both the low-mobility perhydroxyl ions and the anolyte by decreasing the concentration of hydroxyl-extinguishing agent in the diaphragm then both effects are applied simultaneously. In the presence of an alkali silicate, the conductivity of both the catholyte and the anolyte increases, both by the contribution caused by the mobility of cations and silicates, and by the mobility caused by the hydroxyl ion mobility, which is caused by hydrolysis of the silicate when the alkalinity has decreased:
sío3+ &2o Si^O^ + 2 OH 'sieve 3 + & 2 o Si ^ O ^ + 2 OH '
Tímto dějem lze vysvětlit i další příznivý účinek alkalických kře.ičitanů, kterým je zvýšení stability niklové anody. Jak bylo totiž pozorováno, je niklová anoda, na níž přebíhá vylučování kyslíku, dostatečně korozně odolná jen při koncentracích hydroxylových iontů v anolytu vyšších než 0,3 - 0,5 mol/drn? Pr©v!ádí-li se elektrolýza ve zředěnějších roztocích alkalických peroxidů (například 1 to-KOH), dochází při vyšších stupních konverze k poklesu koncentrace hydroxylových iontů v anolytu pcd tuto mez a anoda pak velmi rychle zkoroduje. Přítomný alkalický křemičitan působí v tomto systému jax® pufr, Který dodává hydroxylové ionty a tím brání poklesu alkality.This can also explain the other beneficial effect of alkaline silicates, which is to increase the stability of the nickel anode. Indeed, as observed, is the nickel anode on which oxygen deposition occurs is sufficiently corrosion resistant only at hydroxyl ion concentrations in the anolyte of greater than 0.3 - 0.5 mol / sod? Pr © v ! If electrolysis is carried out in dilute alkaline peroxide solutions (e.g. 1 to-KOH), at higher conversion stages, the hydroxyl ion concentration in the pcd anolyte decreases, and the anode corrodes very rapidly. The present alkali silicate acts in this system jax® buffer, which delivers hydroxyl ions and thus prevents the decrease in alkalinity.
Dále jsou uveutny příklady provedení způsobu poule vynálezu.The following are examples of embodiments of the method of use of the invention.
Příklsd 1Example 1
Laberaterní elektrolyzér pro přípravu peroxidu obsahoval porézní uhlíkatou katodu • obrysové ploše 8 cm^, d® niž byl uváděn čistý kyslík, nikovou anodu, na níže se vyvíjel kyslík, a filtrující éiafragmu z porézního PVC. Elektrolyt byl přiváděn d© anodového prostoru, procházel filtrující diaPragmeu a po obohacení perhydroxylovými ionty v katodovém prostoru vytékal z elektrolyzéru. D© elektrolyzéru byl nejprve uváděn 1 to-KOH. Snižováním průtočné rychlosti elektrolytu při konstantním preudevém zatížení (0,3 A) zprvu rostla koncentrace perexidu, růst se však pestupně zpomaloval a blížil se limitní hednetě 0,81 mel/dnA V tabulce I jeeu pře různé průtečné rychlosti (v) uvedeny desažené koncentrace perexidu na výtoku (ο^θ^), preudevé výtěžky perexidu ( a sverkové napětí elektrelyzéru (E).The peroxide-containing electrolyser contained a porous carbon cathode with a contour area of 8 cm @ 2 with pure oxygen, a nickel anode, oxygen below, and a porous PVC PVCphragm filtering. The electrolyte was fed through the de-anode space, passed through a filtering diaPragme and, after enrichment with perhydroxyl ions in the cathode space, exited the electrolyzer. The electrolyzer was first introduced with 1 to-KOH. By decreasing the electrolyte flow rate at a constant pre-external load (0.3 A), the perexide concentration initially increased, but the growth slowed progressively and approached a limit hedge of 0.81 mel / day. at the effluent (ο ^ θ ^), the perevide yields (and the electrolyzer clamp voltage (E)).
Tabulka 1Table 1
Když byl de elektrelyzéru uváděn roztok · sležení 1 iá-KOH + 1,64 iž-K^SiOj, byla mežne desáhneut podstatně vyšší koncentrace perexidu a při všech průtocích byl vyšší proudový výtěžek perexidu a napětí na elektrelyzéru nižší (viz Tabulka II).When introducing a 1? -KOH + 1.64? -K? SiO 2 solution in the electrelyser, a significantly higher perexide concentration could be achieved and at all flow rates the higher perexide current yield and electrolyzer voltage were lower (see Table II).
Tabulka IITable II
Příklad 2Example 2
Byla převáděna další měřeni v 1 M-KOH, ve 3 iu-KOH a ve smíšených roztocích 1 M-KOH + + 0,64 lú-K^SiO-j a 1 M-KOH + 1,64 M-K^SiOj. Experimentální podmínky byly stejné jaké v příkladu 1. Pe vyhednecení byly získány hednety preudevých výtěžků perexidu a napětí elektrelyzéru v závislosti na stupni keíiverze, které jsou uvedeny v Tabulce III.Further measurements were carried out in 1 M-KOH, in 3 µ-KOH and in mixed solutions of 1 M-KOH + + 0.64 L-K 2 SiO 2 and 1 M-KOH + 1.64 M-K 2 SiO 2. The experimental conditions were the same as those in Example 1. The equilibrium hedge yields of the perexide yield and the electrelyser voltage were obtained depending on the degree of conversion shown in Table III.
Živetnest niklové anedy činila v 1 hí-ΚΟΓ. při stupni kenverze 0,63-0,75 jen 200 až 600 h, v rezteku 1 ift-KOH + 1,64 M-K^iOj však byla anoda pe 500 h převezu při stupni kenverze 0,6-1, zcela nedotčená a teprve de dalších 100 h převezu při stupni konverze 1,6-2,0 se anoda naruší la. V rezteku 1 ift-KOH + 0,64 ift-K-SiO^ byla anoda pe 340 h převezu při stupni kenverze 0,9-1 nedotčená, teprve pe delších 500 h při stupni *onverze 0,7-1,2 začala viditelně keredovat.The life of the nickel aneda was 1 hi-ΚΟΓ. at a kenver degree of 0.63-0.75 only 200 to 600 h, but at an outlet of 1 ift-KOH + 1.64 MK ^ 10, the anode pe of 500 h was transferred at a kenver degree of 0.6-1, completely untouched and only for an additional 100 hours of transfer at a conversion rate of 1.6-2.0, the anode is disrupted 1a. In the 1 ift-KOH + 0.64 ift-K-SiO ^ residue, the anode pe 340 h of transport at the 0.9-1 kenver stage was unaffected, and only for longer than 500 h at the 0.7-1.2 inversion stage * started visibly keredovat.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS564181A CS217263B1 (en) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | Process for the production of perexuleucines, in particular hydrogen perexide, by cathodic oxygen reduction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS564181A CS217263B1 (en) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | Process for the production of perexuleucines, in particular hydrogen perexide, by cathodic oxygen reduction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS217263B1 true CS217263B1 (en) | 1982-12-31 |
Family
ID=5401640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS564181A CS217263B1 (en) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | Process for the production of perexuleucines, in particular hydrogen perexide, by cathodic oxygen reduction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS217263B1 (en) |
-
1981
- 1981-07-23 CS CS564181A patent/CS217263B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4456510A (en) | Process for manufacturing chlorine dioxide | |
| SE9200804D0 (en) | PROCESS AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF SULPHURIC ACID AND ALKALI METAL HYDROXIDE | |
| US4059496A (en) | Process for the preparation of sulfuric acid from sulphur dioxide | |
| IE922602A1 (en) | Electrochemical process | |
| US4451338A (en) | Process for making a calcium/sodium ferrate adduct by the electrochemical formation of sodium ferrate | |
| TW201831729A (en) | Method of producing ammonium persulfate | |
| US4425202A (en) | Method of making and color stabilization of choline base | |
| CN1369576A (en) | Reverse electrolyzer with dual membranes and three chambers | |
| JPH11511204A (en) | Electrochemical production method combining sodium peroxodisulfate and caustic soda solution | |
| US4191619A (en) | Process for conversion of materials in electrolytic solution | |
| Beck | A contribution to the theory of electrolytic chlorate formation | |
| JP3115440B2 (en) | Electrolysis method of alkali chloride aqueous solution | |
| JPH07507535A (en) | Method for producing chlorine dioxide | |
| CA2194609C (en) | Process for production of chlorine dioxide | |
| CN101935847A (en) | Method for removing trace iodine in brine used for electrolytic production of caustic soda | |
| Lisitsyn et al. | Electrochemical amination. synthesis of aniline in aqueous–acetonitrile solutions of sulfuric acid | |
| CN106083674A (en) | A kind of reduce the production method of carbonate in methionine saponification liquor | |
| US2830941A (en) | mehltretter | |
| US4159929A (en) | Chemical and electro-chemical process for production of alkali metal chlorates | |
| CS217263B1 (en) | Process for the production of perexuleucines, in particular hydrogen perexide, by cathodic oxygen reduction | |
| SU1720495A3 (en) | Method of reducing iron (iii) ions | |
| RU1836493C (en) | Method of production of chlorine dioxide | |
| US2569329A (en) | Operation in electrolytic alkali chlorine cells | |
| PL81620B1 (en) | ||
| JP4880865B2 (en) | Process for simultaneous electrochemical production of sodium dithionite and sodium peroxodisulfate |