DE3028171C2 - Elektrolysezelle vom Filterpressentyp - Google Patents
Elektrolysezelle vom FilterpressentypInfo
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- DE3028171C2 DE3028171C2 DE3028171A DE3028171A DE3028171C2 DE 3028171 C2 DE3028171 C2 DE 3028171C2 DE 3028171 A DE3028171 A DE 3028171A DE 3028171 A DE3028171 A DE 3028171A DE 3028171 C2 DE3028171 C2 DE 3028171C2
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- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
- C25B9/75—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having bipolar electrodes
Description
Die Erfindung betrifft den im Oberbegriff des Anspruchs genannten Gegenstand.
Eine Elektrolysezelle vom Filterpressentyp umfaßt im allgemeinen eine aus parallel angeordneten, einander
gegenüberstehenden Elektrodenplatten, um den Umfang verlaufenden Dichtungen zum Absperren einer Elektrolytlösung
sowie Distanzstücken zur Einhaltung eines bestimmten Abstandes zwischen den Elektrodenplatten
bestehende Gruppe und zwei Pressenköpfe an beiden Enden der Gruppe, wodurch die Zuführung und Abführung
der Elektrolytlösung zu und von den Räumen zwischen den Elektrodenplatten durch Löcher erfolgt, die an
den einzelnen Elektrodenplatten vorgesehen sind. Im Vergleich zu Elektrolysezellen von anderer Bauart beispielsweise
einer Elektrolysezelle mit zwei Zitterelektroden oder einer Elektrolysezelle mit Kapillarspalt, sind
die Elektrodenplatten der Elektrolysezelle vom Filterpressentyp von so einfacher Konstruktion, daß Elektrodenplatten
mit größerer verfügbarer Elektrolysefläche leicht herstellbar sind.ferner unterliegt die Elektrolysezelle
vom Filterpressentyp im geringeren Maßstab Betriebsstörungen in der Zufuhr einer Elektrolytlösung zur
Elektrolysezelle, bedingt durch ein System zur getrennten Zuführung einer Elektrolytlösung in die einzelnen
Räume zwischen den Elektrodenplatten von einer Außenleitung für die Elektrolytlösung und ein System zur
Zuführung ei/,er Elektrolytlösung von den Pressenköpfen zu den einzelnen Räumen zwischen den Elektrodenplatten durch Löcher, die an der Innenseite jeder Umfangsdichtung zwischen den Elektrodenplatten vorgesehen
sind. Diese bekannten Systeme haben jedoch die folgenden Nachteile:
Eine Elektrolysezelle des erste™ Systems ist mit Elektroden versehen, wie sie in der japanischen Offenlegungsschrift
4410/72 beschrieben sind und die als geeignet für die großtechnische Durchführung der Koibe-Reaktion
angesehen werden, jedoch sind die einzelnen Elektroden mit einem Eintritt und einem Austritt für die Elektrolytlösung
versehen, und im Inneren der Elektroden sind Räume, die mit diesen Löchern verbunden sind, vorgesehen,
so daß diese Elektroden zwangsläufig eine größere Dicke haben müssen. Somit haben die Elektroden ein
hohes Gewicht und eine komplizierte Konstruktion. Ferner sind so zahlreiche Verbindungen und Anschlüsse
zwischen den Elektroden und der äußeren Leitung für die Elektrolytlösung vorhanden, daß ein großer Arbeitsaufwand
für das Zusammensetzen oder das Auseinandernehmen der Elektrolysezelle erforderlich ist Ferner
besteht die Gefahr einer Explosion, eines Brandes, einer Vergiftung usw. durch Flüssigkeit oder Gas, die an
undichten Stellen an den Verbindungen austreten.
Im Falle einer Elektrolysezelle des zweiten Systems liegen die Verbindungen und Anschlüsse zwischen der
Elektrolysezelle und der äußeren Leitung für die Elektrolytlösung nur am Eintritt und am Austritt für die
Elektrolytlösung, die an den Pressenköpfen vorgesehen sind, so daß die Gefahr, daß Flüssigkeit oder Gas durch
Undichtigkeiten austritt, geringer und die Konstruktion der Elektroden einfacher ist, jedoch besteht noch ein
Problem hinsichtlich der galvanischen Korrosion der metallischen Pressenköpfe. Im allgemeinen ist ein Unterschied
im Potential zwischen den Pressenköpfen und den Elektroden vorhanden, und ein weiterer Strom
zusätzlich zu dem gewünschten elektrischen Strom zwischen den Elektroden fließt durch die Elektrolytlösung
von einer Elektrode, die ein höheres Potential hat als ein Pressenkopf, zum Pressenkopf und von einem
Pressenkopf zu einer Elektrode, die ein niedrigeres Potential hat als der Pressenkopf. Als Folge findet galvanische
Korrosion an den Pressenköpfen statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile der bekannten Elektrolysezellen vom
Filterpressentyp (siehe auch die US-PS 31 19 760, 32 23 612 und 32 35 481) auszuschalten und eine einfach
konstruierte und leicht zu handhabende Elektrolysezelle für die großtechnische Elektrolyse einer Elektrolytlösung
mit verhältnismäßig geringer elektrischer Leitfähigkeit verfügbar zu machen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Elektrolysezelle vom Filterpressentyp gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Elektrolysezelle vom Filterpressentyp gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs.
Eine Ausführungsform der Elektrolysezelle gemäß der Erfindung wird nachstehend ausführlich unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben.
F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Elektrolysezelle gemäß der Erfindung im
auseinandergenommenen Zustand;
Fig. 2 zeigt ein Fließschema für eine Ausführungsform einer Elektrolyse-Anlage unter Verwendung der
Elektrolysezelle gemäß der Erfindung:
F i g. 3 ist ein Querschnittsiinsicht einer Elektrolysezelle im zusammengebauten Zustand, wie sie bei dem im
Beispiel gemäß der Erfindung beschriebenen Versuch verwendet wurde;
F i g. 4 ist eine Draufsicht auf eine Isolierplatte, die erfindungsgemäß verwendet wurde.
Die in Fi g. 1 dargestellten wesentlichen Teile, die die Elektrolysezelle bilden, sind die Elektrodenplatten I12
und 3, die Umfangsdichtungen 4 für die Abdichtung der Umfangsränder zwischen den Elektrodenpiatten, die
Isolierplatten 5 und 6, die Pressenköpfe 7 und 8 zum Festziehen der vorstehend genannten Teile von beiden
Enden beim Zusammenbauen und Distanzstücke zur genauen Einhaltung eines vorbestimmten Abstandes
zwischen den Elektrodenplatten.
Die Zahl der Elektrodenplatten 2 hängt vom gewünschten Produktionsmaßstab ab. Wenn die Elektrodenplatten
klein sind oder ein genauer Abstand zwischen den Elektrodenplatten nicht erforderlich ist, können die
Umfangsdichtungen 4 verwendet werden, um die Rolle der Distanzstücke 9 zu spielen. Wenn die Isolierplatte 5
aus einem schlecht abdichtenden Werkstoff besteht, sind Dichtungen 10 an beiden Seiten der Isolierplatten 5
angeordnet. Die Elektrodenplatten können beliebig senkrecht oder waagerecht angeordnet sein, jedoch wird die
waagerechte Lage aus dem folgenden Grund bevorzugt:
In der waagerechten Lage können die Elektrodenplatten 1,2 und 3 in der vorbestimmten Lage leicht befestigt
werden, indem die Elektrodenplatten lediglich übereinander gelegt werden, so daß keine besonderen tragenden
Teile erforderlich sind. Auch wenn die Pressenköpfe 7 und 8 beim Zusammenbauen oder Auseinandernehmen
gelöst werden, weichen die Umfangsdichtungen 4 und Distanzstücke 9 nie aus ihren ursprünglichen Lagen ab.
Die Form und Größe der Elekirodenplatten I12 und 3 können nach Belieben frei gewählt werden, jedoch ist
im Hinblick auf leichte Handhabung und Produktionsleistung eine im wesentlichen rechteckige oder quadratische
Form mit einer Kantenlänge von 0,2 bis 23 m vorzuziehen.
Die Elektrodenplatten 1 und 2 sind mit Zuflußlöchern 11 und Auslauflöchern 12 für die Elektrolytlösung
versehen. Diese Löcher sind in die Elektrodenplatten an Stellen in der Nähe der Innenkanten der I Jmfangsdichiungen
4 gebohrt. Die Elcktrodenpjatte 3, die von dem Pressenkopf mit dem Eintritt 13 und dem Austritt 114 für
die Elektrolytlösung am weitesten entfernt ist.ijraucht nicht mit Zufluß- und Ablauflöchern versehen tu werden.
In diesem Fall ist die Umfangsdichtung 1OA für die Elektrode 3 an der Seite des Pressenkopfes 8 nicht
erforderlich.
Die bevorzugten Ausführungsformen und Anordnungen der Zuflußlöcher 11 und der Abflußlöcher 12 werden
nachstehend beschrieben.
a) Löcher von gleicher Form und Größe werden an geometrisch gleichen Stellen durch jede Elektrodenplatte
gebohrt.
b) Wenigstens je eines der Zulauflöcher 11 und Abflußlöcher 12 ist an Stellen möglichst nahe an den Umfangsrändern
der parallelen Seiten der im wesentlichen rechteckigen Elektrodenplatte und im wesentlichen über
I die gesamte Länge dieser Ränder gebohrt.
i| Die an der geometrisch gleichen Stelle der einzelnen Elektrodenplatten gebohrten Zulauflöcher 11 und
!£ Abflußlöcher 12 stellen Einlauf- bzw. Ablaufsammelleitungen an Stellen in der Nähe des Innenrandes der
?i Umfangsdichtungen 4 dar, und die Elektrolytlösung fließt im Gleichstrom durch die Räume zwischen den
|J Elektrodenplatten.
ii Bei der Kolbe-Reaktion wird häufig eine große Gasmenge an den Elektrodenplatten gebildet. Hierbei ist es
S notwendig, das Verhältnis von Gas zu Flüssigkeit in den Räumen zwischen den Elektrodenplatten unter einem
-f vorbestimmten Wert und ferner die Zellenspannung möglichst niedrig und möglichst beständig zu halten, um die
J Reaktion fortzusetzen.
·"' In einer Elektrolyse-Zelle, in der eine Elektrolytlösung vom Pressenkopf zugeführt und der elektrochemischen
π Reaktion im ersten Raum zwischen dem ersten Paar der Elektrodenplatten und dann einer elektrochemischen
■| l'olgereaklion in den anschließenden Räumen zwischen aufeinanderfolgenden Paaren der Elektrodenpiatten
I durch Zuführung der Elektrolytlösung zu den hintereinander verbundenen Räumen unterworfen v.ird, ist die
Vi Anzahl der Elektrodenplatten begrenzt, um das Verhältnis von Gas zu Flüssigkeit unter einem vorbestimmten
έ Wert zu halten. Wenn andererseits die Einlauflöcher 11 und die Abflußlöcher 12 durch die Elektrodenplatten so
ρ gebohrt sind, daß die Elektrolytlösung im Gleichstrom durch die Räume zwischen den Elektrodenplatten fließen
I kann, ist die Anzahl der Elektrodenplatten nicht begrenzt, soweit es das Verhältnis von Gas zu Flüssigkeit
K anbelangt.
II Wenn die Formen oder Größen entsprechender Löcher in den einzelnen Paaren von Elektrodenplatten
ϊξ einander geometrisch nicht gleich sind, steigt nicht nur der Strömungswiderstand für die Elektrolytlösung durch
S den durch die Löcher gebildeten Durchgang, sondern es findet auch ein Obergang von Strom zwischen dem in
j! den Durchgang ragenden Teil und dem anderen Teil der benachbarten Elektrodenplatten statt, wodurch ein S5
if erhöhter Elektrolyse-Stromverlust oder galvanische Korrosion der Pressenköpfs verursacht wird.
Il Stillstand der Elektrolytlösung zwischen den Elektrodenplatten kann verhindert werden, indem die Zulauflö-H eher 11 und Ablauflöcher 12 an Stellen, die möglichst nahe an den Rändern der parallelen Seiten der Elektrodenil platten liegen, das heißt an Stellen, die möglichst nahe an den Innenrändern der Umfangsdichtungen 4 liegen, j| gebohrt werden. Ferner kann der Abstand zwischen den Zulauflöchern 11 und den Ablauflöchern 12 hierdurch bo •jl größer gehalten werden, d. h. die verfügbare Elektrodenfläche kann wirksamer ausgenutzt werden. Außer bei »; verhältnismäßig kleinen Elektrodenplatten kann die Elektrolytlösung gleichmäßiger über die volle Breite des H Durchgangs für die Elektrolytlösung im Raum zwischen den Elektrodenplatten strömen, in dem kleine .Julauflö- ρ eher 11 und Ablauflöcher 12 im wesentlichen über die gesamte Länge der parallelen Seiten der Elektrodenplatjfv? ten gebohrt werden, als wenn ein größeres Zulaufloch 11 und ein Ablaufloch 12 darin gebohrt werden. Ferner b5 !■" kann hierdurch die Festigkeit der Elektrodenplatten sichergestellt werden.
Il Stillstand der Elektrolytlösung zwischen den Elektrodenplatten kann verhindert werden, indem die Zulauflö-H eher 11 und Ablauflöcher 12 an Stellen, die möglichst nahe an den Rändern der parallelen Seiten der Elektrodenil platten liegen, das heißt an Stellen, die möglichst nahe an den Innenrändern der Umfangsdichtungen 4 liegen, j| gebohrt werden. Ferner kann der Abstand zwischen den Zulauflöchern 11 und den Ablauflöchern 12 hierdurch bo •jl größer gehalten werden, d. h. die verfügbare Elektrodenfläche kann wirksamer ausgenutzt werden. Außer bei »; verhältnismäßig kleinen Elektrodenplatten kann die Elektrolytlösung gleichmäßiger über die volle Breite des H Durchgangs für die Elektrolytlösung im Raum zwischen den Elektrodenplatten strömen, in dem kleine .Julauflö- ρ eher 11 und Ablauflöcher 12 im wesentlichen über die gesamte Länge der parallelen Seiten der Elektrodenplatjfv? ten gebohrt werden, als wenn ein größeres Zulaufloch 11 und ein Ablaufloch 12 darin gebohrt werden. Ferner b5 !■" kann hierdurch die Festigkeit der Elektrodenplatten sichergestellt werden.
Für die Elektrodenplatten 1,2 und 3 muß der Werkstoff gewählt werden, der für die gewünschte elektroche-
' mische Reaktion geeignet ist. Beispielsweise können im Falle der elektrolytischen Kondensationsreaktion des
Monomethylesters von Adipinsäure durch anodische Oxidation Platin, Rhodium, Ruthenium oder Iridium allein
oder in einer Legierung als Anode und gewöhnlich in galvanisierter Form verwendet werden. Hierbei können
Titan oder Tantal als Substratmaterial für die Galvanisierung verwendet werden.
Bevorzugt als Kathode wird ein Metall mit niedriger Wasserstoffüberspannung, jedoch ist die Kathode nicht
hierauf begrenzt. Beispielsweise können auch Platin, Eisen, nicht rostender Stahl oder Titan verwendet werden.
Besonders bevorzugt wird die Verwendung von nicht rostendem Stahl als Werkstoff für die Elektroderiplattc,
die unmittelbar an den negativen Pol der Elektrolysenstromquelle angeschlossen wird, und von Tisan als
Werkstoff für die anderen Elektrodenplatten, die auf einer Seite mit Platin beschichtet sind, wobei die mit Platin
beschichtete Obearfläche als Anode dient, während die andere Seite, d. h. die Titanoberfläche, als Kathode dient,
ίο Mit anderen Worten, die Elektrodenplatten können in Form von dipolaren Elektrodenplatten verwendet werden.
Bei den dipolaren Elektrodenplatten aus Titan oder Tantal als Elektrodenwerkstoff mit einem Überzug aus
einem Edelmetall wie Platin, Rhodium, Ruthenium oder Indium allein oder in ihren Legierungen kann der mit
dem Edelmetall beschichtete Bereich gewöhnlich auf nur eine Seite der Elektrodenplatte begrenzt werden.
ι; wobei außerdem auf dieser Seite die Aussparung des äußeren Bereichs, der durch die Umfangsdichtung 4
eingenommen wird, und der Umfangsteile der Zulauflöcher 11 und der Ablauflöcher 12 besonders bevorzugt
wird. Dies dient dazu, die Neigung eines Stroms, von den Umfangsteilen der Einlauflöcher 11 und der Ablauflöcher
12 über die benachbarte Elektrodenplatte zu anderen Elektrodenplatten mit niedrigerem Potential und/
oder Pressenkonf 7 zu fließen, zu unterdrücken und hierdurch den Eiektrolysestromverlust und/oder galvanische
Korrosion des Pressenkopfes zu verringern und außerdem teures Edelmetall einzusparen.
Die Dicke des aufzutragenden Edelmetalls hängt von der Zuverlässigkeit und der Verbrauchsrate des Überzugsfilms
ab. Wenn beispielsweise die Elektrodenplatte mit Platin durch Galvanisieren beschichtet wird, entstehen
zahlreiche Poren im Falle einer Dicke von weniger als 1 μίτι, während eine zu große Dicke vom Standpunkt
der Gleichmäßigkeit des Überzugsfilms und der Wirtschaftlichkeit nicht bevorzugt wird. Geignet ist eine Dicke
?i von 2 bis 10 um.
Die Dicke der dipolaren Elcktrodenplatte unterliegt keiner besonderen Begrenzung, jedoch wird die mechanische
Festigkeit im Falle einer Dicke von weniger als 1 mm shlechter, wobei die Gefahr einer Deformierung
während der Handhabung besteht. Eine zu große Dicke erhöht nicht nur die Materialkosten, sondern auch das
Gewicht, so daß die Handhabung beschwerlicher wird. Die Dicke beträgt somit praktisch 1,5 bis 5 mm.
jo Umfangsdichtungen 4 werden zwischen der Elektrodenplatte und der benachbarten Elektrodenplatte, die der
ersteren gegenüber steht, eingefügt, um die Umfangsränder der Elektrodenplatten abzudichten. Die Dichtung
kann aus einem Werkstoff mit hohem spezifischem Durchgangswiderstand, gutem Dichtungsvermögen und
guter Korrosionsbeständigkeit gegen die zu handhabende Elektrolytlösung bestehen. Geeignet als Werkstoff
sind beispielsweise Naturkautschuk, Synthesekautschuk und weiche Kunststoffe.
Die Distanzstücke 9 bestehen aus einem Werkstoff mit geeigneter Festigkeit, Maßhaltigkeit und Isolierfähigkeit
unter den Bedingungen der Handhabung der Elektrolytlösung bei der gewünschten Temperatur. Sie können
beispielsweise aus Polyolefinen. Polyamiden oder Polyestern in Mischung mit einem anorganischen Füllstoff
bestehen. Vorzugsweise werden Distanzstücke in einer Form, mit der ein geringerer Strömungswiderstand auf
den Elektrodenplatten erreicht wird, ohne die verfügbare elektrolytische Fläche der Elektrodenplatten zu
jo verkleinern, beispielsweise Distanzstücke in Bandform verwendet, die parallel zur Strömung der Elektrolytlösung
angeordnet sind, wie in F i g. 1 durch die Bezugsziffer 9 dargestellt.
Der Spann- und Anziehmechanismus der Pressenköpfe kann in üblicher Weise ausgeführt sein. Geeignet ist
beispielsweise ein öl.hydraulischer Mechanismus.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform von waagerecht angeordneten Pressenköpfen ist der feststc-
^j hende Pressenkopf 7 am Boden eines Gebäudes befestigt, während der bewegliche Pressenkopf 8 längs der
Führungsstäbe 23 durch einen ölhydraulischen Zylinder 22, der am oberen Kopf 21 befestigt ist, senkrecht frei
beweglich ist.
Als Werkstoff für die Pressenköpfe 7 und 8 kann ein verhältnismäßig billiges Metall mit guter mechanischer
Festigkeit verwendet werden. Beispielsweise kann der Pressenkopf 8 aus Kohlenstoffstahl und der feststehende
Yi Pressenkopf 7 in Abhängigkeit von der Korrosionswirkung der Elektrolytlösung aus Kohlenstoffstahl oder nicht
rostendem Sf.hl bestehen.
Der Eintritt 13 und der Austritt 14 für die der Elektrolyse-Zelle zuzuführende Elektrolytlösung, die mit einer
Zuführungsleitung bzw. einer Austrittsleitung für die Elektrolytlösung, die außerhalb der Elektrolyse-Zelle
vorgesehen sind, verbunden sind, sind nur an einem der Pressenköpfe, vorzugsweise am feststehenden Pressenkopf
7 angeordnet.
Im Falle einer Elektrolyse-Zelle, in der der Eintritt an einem Pressenkopf und der Austritt am anderen
Pressenkopf angeordnet ist, wird ein Stromkreis mu hoher elektrischer Leitfähigkeit zwischen beiden Pressenköpfen
durch die mit den Pressenköpfen verbundenen oder durch den Boden des Gebäudes geführten äußeren
Leitungen für die Elektrolytlösung gebildet, obwohl die Isolierplatte zwischen der Elektrodenplatte und dem
hf) Pressenkopf vorhanden ist. so daß die galvanische Korrosion der Pressenköpfe nicht wirksam verhindert werden
kann.
Wenn der Eintritt 13 und der Austritt 14 für die Elektrolytlösung am beweglichen Pressenkopf 8 angeordnet
sind, müssen die äußeren Leitungen für die Elektrolytlösung im Falle eines Ausbaues der Elektrodenplatten aus
der Elektrolyse-Zelle von den Anschlußteilen des beweglichen Pressenkopfes gelöst werden, was ein großer
Nachteil ist.
Eine entsprechende Anzahl von Eintrittsöffnungen 13 und Austritt^öffnungen 14 kann durch den Pressenkopf
so gebohrt werden, daß jede Öffnung mit den entsprechenden Zuflußlöchern 15 und den entsprechenden
Abflußlöchern 16 der Isolierplatte in Verbindung stehen, jedoch wird die folgende Ausführungsform des Eintritts
13 und des Austritts 14 zur gleichmäßigen Zuführung und Abführung der Elektrolytlösung zu und von den
Räumen zwischen den Elektrodenplatten bevorzugt:
An der Innenseite des feststehenden Pressenkopfes 7 sind eine mit dem Eintritt 13 für die Elektrolytlösung
verbundene Zulaiifkammer 17 für die Elektrolytlösung und eine mit dem Austritt 14 verbundene Ausflußkammer
18 in einer Größe vorgesehen, die der Breite des Durchgangs für die Elektrolytlösung zwischen den
Elektrodenplatten entspricht.
Die Isolierplatte 5 wird zwischen dem feststehenden Pressenkopf 7 und der dem feststehenden Pressenkopf 7
nächstliegenden Elektrodenplatte 2 eingefügt und ist mit Zulauflöchern 15 und Ausflußlöchern 16 entsprechend
den Zsji'p.uflöchern 11 bzw. den Abflußlöchern 12 der Elektrodenplatte 2 versehen.
Der stationäre Pressenkopf 7 ist an der der Isolierplatte zugewandten Seite mit Zulauflöchern 19, die den
Zulauflöchern 15 der Isolierplatte entsprechen und mit der Zulaufkammer 17 des Pressenkopfes 7 in Verbindung
stehen, und Ablauflöchern 20 versehen, die den Ausflußlöchern 16 der Isolierplatte entsprechen und mit der
Ausflußkammer 18 des Pressenkopfes 7 in Verbindung stehen. Die Elektrolytlösung wird somit der Einlaufkammer
17 aus einer außerhalb der Elektrolyse-Zelle liegenden Leitung durch den Eintritt 13 des Pressenkopfes 7
zugeführt, auf die volle Breite, die derjenigen des Durchgangs zwischen den Elektrodenplatten entspricht, ;?
ausgebreitet und dann durch die Einlauflöcher 19 in die durch die Einlauflöcher 15 und 11 der Isolierplatte und
der Elektrodenplatten bestehenden inneren Sammelrohre geführt und auf die Räume zwischen den Elektrodenplatten gleichmäßig verteilt. Andererseits wird die Elektrolytlösung, die der Reaktion auf den Oberflächen der
Elektrodenplatten unterworfen worden ist, in der gleichen Weise zu einer Leitung außerhalb der Elektrolyse-Zelle
durch die durch die Ausflußlöcher 12 und 16 der Elektrodenplatten 1 und 2 und der isolierplatte 5 und die
Ausflußlöcher 20 gebildeten inneren Sammelrohre, die Ablaufkammer 18 und den Austritt des feststehenden
Pressenkopfes 7 zurückgeführt.
Bei dem Pressenkopf 7, der in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet ist, genügen gewöhnlich ein
Eintritt 13 und ein Austritt 14, jedoch können mehrere Eintritte und Austritte verwendet werden, besonders
wenn ein großes Volumen der Elektrolytlösung gehandhabt werden muß. In jedem Fall haben die einzelnen
Elektrodenplatten keine Verbindungsteile mit der Außenseite, so daß die Gefahr einer Explosion, eines Brandes,
einer Vergiftung usw. durch Flüssigkeit oder Gas, die durch Undichtigkeit austreten, verringert ist. Ferner kann
die Elektrolytlösung gleichmäßig über die volle Breite des Durchgangs für die Elektrolytlösung zwischen den
Elektrodenplatten zugeführt werden.
Für den Pressenkopf 8, der nicht mit einem Eintritt und einem Austritt für die Elektrolytlösung versehen ist,
besteht funktionell keine Notwendigkeit einer Berührung mit der Elektrolytlösung. Er darf daher keinen Teil
aufweisen, der in direkter Berührung mit der dem Pressenkopf nächstgelegenen Elektrodenplatte 3 steht. Daher
wird eine Isolierplatte 6 aus einem Werkstoff, der keine elektrische Leitfähigkeit aufweist, zwischen dem
Pressenkopf 8 und der nächsten Elektrodenplatte eingefügt. Eine Isolierplatte 6. die beispielsweise aus Gummi
oder Kunststoff besteht, kann verwendet werden. 35 j
Dagegen ist der mit dem Eintritt 13 und dem Austritt 14 für die Elektrolytlösung versehene Pressenkopf mit jrj
den Elektrodenplatten 1,2 und 3 durch die Elektrolytlösung elektrisch verbunden, so daß galvanische Korrosion ij
des Pressenkopfes nicht durch die gewöhnliche isolierung, die einen direkten Kontakt des Pressenkopfes mit den ij
Elektrodenplatten ausschließt, verhindert werden.
In der Elektrolyse-Zelle gemäß der Erfindung ist die Isolierplatte 5, die dazu dient, nicht nur eine direkte 40 ψ
physikalische Berührung zwischen Pressenkopf und Elektrodenplatte zu verhindern, sondern auch den Durch- J^
fluß von Strom durch die Elektrolytlösung zum Pressenkopf zu vermeiden, zwischen dem Pressenkopf 7 und der !j
Elektrodenplatte 2 eingefügt. Vi
Um den Stromfluß zwischen dem Pressenkopf 7 und den Elektrodenplatten 1,2 und 3 zu verhindern, erscheint j
es vorteilhafter, den elektrischen Widerstand der Elektrolytlösung in der Nähe der den Stromkreis bildenden 45 fij
Umfangskanten der einzelnen Löcher zu steigern. Das spezifische Leitvermögen einer Elektrolytlösung ist von ä
eigener, unveränderlicher Natur, aber im Falle eines geringen spezifischen elektrischen Leitvermögens einer |]
organischen Elektrolytlösung besteht eine sehr enge Abhängigkeit des Grades der galvanischen Korrosion eines ;|
Pressenkopfes von der Dicke der Isolierplatte, den Beziehungen der Lochgrößen zwischen der entsprechenden |
Isolierplatte und dem Pressenkopf sowie der Elektrodenplatten oder der Lochform der Isolierplatte. 50 |
Die Isolierplatte gemäß der Erfindung hat eine Dicke von 10 bis 40 mm und besteht aus einem elektrisch |
nichtleitenden Werkstoff und ist mit Zuflußlöchern 15 und Abiußlöchern 16 für die Elektrolytlösung versehen, fj
so daß der Pressenkopf 7 und die Eiektrodenplatte 2 einander nicht durch die zwischen ihnen vorhandene
Elektrolytlösung direkt gegenüberliegen. Die Zulauflöcher 15 Uiid die Ablauflöcher 16 der Isolierplatte 5 sind so
gebohrt, daß die Umfangskanten der entsprechenden Löcher der Elektrodenplatten 2 oder des Pressenkopfes 7,
vorzugsweise die Umfangskanten der entsprechenden Löcher sowohl der Elektrodenplatten als auch des Pressenkopfes
von den Umfangskanten der Löcher der Isolierplatte 5 nicht einwärts ragen, falls nicht die Löcher der
Isolierplatte 5 an der Innenseite der Isolierplatte 5 gebogen sind.
Im Falle einer solchen Isolierplatte muß die notwendige Mindestdicke der Isolierplatte nach der spezifischen
elektrischen Leifähigkeit der Elektrolytlösung, der Betriebsstromdichte und der Begrenzung der zulässigen
galvanischen Korrosion experimentell bestimmt werden und kann nicht verallgemeinert werden. Erfindungsgemäß
wird eine Isolierplatte mit einer Dicke von 10 bis 40 mm vom Standpunkt der Festigkeit und leichten
Handhabung eingesetzt; denn bei einer geringeren Dicke wird der Effekt der Verhinderung der galvanischen
Korrosion verschlechtert, während bei einer größeren Dicke das Gewicht erhöht und der Nachteil der beschwerlichen
Handhabung den Effekt der Verhinderung der galvanischen Korrosion überwiegL Die galvanische
Korrosion des Pressenkopfes wird erfindungsgemäß durch die nicht fluchtende Verbindung zwischen den
Öffnungen erzielt, die einerseits an der der Elektrode und andererseits an der dem Pressenkopf zugewandten
Seite der Isolierplatte angeordnet sind.
Diese Konstruktion wird nachstehend beschrieben, und zwar im Zusammenhang mit einem Anstieg der
galvanischen Korrosion des Pressenkopfes 7 auf Grund eines hohen spezifischen elektrischen Leitvermögens
der Elektrolytlösung. Die Isolierplatte 5, deren Zulauflöcher 15 und Ablauflöcher 16 im Querschnitt so abgeknickt
verlaufen, daß keine fluchtende Verbindung zwischen den öffnungen 15/t und 16/4 an der der Elektrode
zugewandten Seite der Isolierplatten mit öffnungen 15ß und 16ß an der dem Pressenkopf zugewandten Seite
besteht, wird, wie in F i g. 1 dargestellt, verwendet, ohne daß die Dicke der Isolierplatte gesteigert wird.
In einer solchen Isolierplatte fließt ein elektrischer Strom, der von einer Elektrodenplatte, die ein höheres
Potential ate der Pressenkopf hat, zum Pressenkopf fließt, und ein Strom, der vom Pressenkopf zur Elektrodenplatte fließ», die ein niedrigeres Potential als der Pressenkopf hat. durch die abgeknickten Öffnungen in der
ίο Isolierplatte, aber der elektrische Durchgang ist wesentlich verengt, und der Weg des Stromflusses ist verlängert.
Hierdurch kann ein bemerkenswerter Effekt hinsichtlich der Verhinderung der galvanischen Korrosion erreicht
werden.
Für die Isolierplatte können Werkstoffe mit guter Beständigkeit gegen die Elektrolytlösung, gutem Isoliervermögen
und einer Druckfestigkeit, die hoch genug ist, um dem Druck des Zusammenpressen zu widerstehen,
is verwendete werden. Beispielsweise können Naturkautschuk, Synthesekautschuk, Polyolefine, Polyamide oder
Polyester verwendet werden, wobei diese Polymerisate außerdem einen anorganischen Füllstoff enthalten
können.
Erfindungsgemäß kann die galvanische Korrosion der Pressenköpfc bei einer Elektrolyse-Zelle vom Filterpressentyp
wesentlich verringert werden, indem der Eintritt und der Austritt für die Elektrolytlösung nur an
einem der beiden Pressenköpfe angeordnet und eine isoliei plane von großer Dicke und spezieller Konstruktion
zwischen Pressenkopf und der dem F ressenkopf nächstgelegenen Elektrodenplatte eingefügt wird, wie vorstehend
beschrieben. Als Ergebnis sind keine Eintritts- und Austrittsöffnungen für die Elektrolytlösung an den
einzelnen Elektrodenplatten erforderlich. Demgemäß kann die Konstruktion der Elektrodenplatten vereinfacht
und gleichzeitig der Zusammenbau und der Ausbau der Elektrodenplatcen auf Grund der geringeren Anzahl von
Anschlüssen an äußere Sammelrohre leicht durchgeführt werden. Ferner wird die Gefahr einer Explosion, eines
Brandes, einer Vergiftung usw. durch Flüssigkeit oder Gase, die durch Undichtigkeiten auftreten, verringert. Da
die Wirkung der Isolierplatte im Falle einer Elektrolytlösung mit niedrigerem spezifischem elektrischem Leitvermögen
stärker ist, ist die Elektrolyse-Zelle gemäß der Erfindung für die großtechnische Durchführung der
Kolbe-Reaktion besonders gut geeignet.
Die Elektrolyse-Zelle gemäß der Erfindung wird im folgenden Beispiel im Zusammenhang mit der Synthese
des Dimethylesters von Sebacinsäure durch die elektrolytische Kondensationsreaktion des Monomethylesters
von Adipinsäure ausführlich beschrieben. Einige Vergleichsbeispiele veranschaulichen die Bedeutung der Erfindung.
Vergleichsbeispiel 1
Der Dimethylester von Sebacinsäure wurde aus dem Monomethylester von Adipinsäure durch elektrochemische
Reaktion in der in F i g. 1 dargestellten Elektrolyse-Zelle hergestellt.
Die Elektrodenplatten 1,2 und 3 bestanden aus Titan. Ihre Außenabmessung betrug 1000 χ 1000 mm und ihre
Dicke 3 mm. Die Elektrodenplatten 2 und 3 waren mit je einem verlängerten Anschluß versehen, wobei der
Anschluß der Elektrodenplatte 2 mit dem positiven Pol der Elektrolysenstromquelle und der Anschluß der
Elektrodenplatte 3 mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden war.
Durch die Elektrodenplatten 1 und 2 waren eine Reihe von acht Zulauflöchern 11 und eine Reihe von acht
Abflußlöchern 12 einer Größe von je 105x40 mm parallel im Abstand von 850 mm zwischen den Reihen
gebohrt. Die Fläche zwischen der Reihe der Zulauflöcher 11 und der Reihe der Ablauflöcher 12 von
940 χ 850 mm war mit Platin in einer Dicke von 3,0 μπι nur an einer Seite der Elektrodenplatten beschichtet. Die
in F i g. 1 dargestellten Zulauflöcher und Ablauflöcher der Elektrodenplatte 3 waren bei dem hier beschriebenen
Versuch nicht erforderlich, so daß die Elektrodenplatte 3 nicht mit Zulauflöchern und Abflußlöchern für die
Elektrolytlösung und ferner nicht mit Platin beschichtet war. Daher wurde bei diesem Versuch auch keine
Dichtung 10A die in Fig. 1 dargestellt ist, verwendet. Drei Elektrodenpiatten 1 waren parallel zwischen den
Elektrodenplatten 2 und der Elektrodenplatte 3 angeordnet. Fünfzehn Distanzstücke 9 aus Talkum enthaltendem
Polypropylen, die 1,0 mm dick, 9 mm breit und 840 mm lang waren, waren bei diesem Versuch im Abstand
von 58 mm zwischen den Elektrodenpiatten angeordnet, obwohl bei der in F i g. 1 dargestellten Elektrolyse-Zelle
sieben Distanzstücke vorhanden sind. Vier aus Naturkautschuk bestehende Dichtungen, die 2,5 mm dick und
8 mm brett waren, waren in Nuten von 1 mm Tiefe und 13 mm Breite, die um die Umfangsränder an beiden
Seiten der einzelnen Elektrodenplatte vorgesehen waren, eingelegt. Eine Isolierplatte 5, die aus Talkum enthaltendem
Polypropylen bestand, eine Dicke von 40 mm hatte und mit Zulauflöchern 15 und Abflußlöchern 16 für
die Elektrolytlösung in gleicher Größe und an den gleichen Stellen wie an der Elektrodenplatte 2 versehen war,
war zwischen dem Pressenkopf 7 und der Elektrodenplatte 2 eingefügt. Die Umfangsränder an beiden Seiten der
ω Isolierplatte waren durch Dichtungen 10 abgedichtet, die aus Naturkautschuk bestanden und eine Dicke von
2,5 mm und eine Breite von 8 mm hatten. Der Pressenkopf 7 bestand aus nicht rostendem Stahl, hatte die
Außenabmessungen 1000 χ 1000 χ 100 mm und war waagerecht auf dem Boden des Gebäudes befestigt Der
Pressenkopf hatte zwei Eintritte 13 und zwei Austritte 14 für die Elektrolytlösung an zwei parallelen Seiten,
wobei die Nenngröße der Eintritte und der Austritte 7,62 cm betrug, eine Zulaufkammer 17 und eine Ablaufkam-
mer 18 im Innern des Pressenkopfes, wobei jede Kammer eine Größe von 980 χ 80 χ 50 mm hatte. Femer war
der Pressenkopf an der der Isolierplatte zugewandten Seite mit acht Zulauflöchern 19 und acht Abflußiöchem 20
versehen. Diese Löcher hatten die gleiche Größe wie die Löcher in der Isolierplatte, nämlich 105 χ 40 mm.
Der bewegliche Pressenkopf 8 ohne Eintritt und ohne Austritt für die Elektrolytlösung bestand aus Kohlen-
stoffstahl. Eine 3 mm dicke Naturkautschukplatte ohne Löcher war zwischen dem beweglichen Pressenkopf 8
und der Elektrodenplatte 3 eingefügt.
Die vorstehend genannten Teile wurden in der in F i g. 1 dargestellten Weise zusammengesetzt, und die
Prcssenköpfe an beiden Enden wurden ölhydraulisch festgezogen. Die verfügbare elektrolytische Fläche einer
Elcktrodenplalte der in dieser Weise zusammengesetzten Elektrolyse-Zelle betrug 64,4 dm2, und die insgesamt
verfügbare elektrolytische Fläche sämtlicher Elcktrodenplalten betrug 273,6 dm:.
Eine Elektrolyse-Anlage bestand aus einer Elektrolyse-Zelle A, einem Behälter B, einer Pumpe C1 einem
Eine Elektrolyse-Anlage bestand aus einer Elektrolyse-Zelle A, einem Behälter B, einer Pumpe C1 einem
. Kühler D, einem Kondensator E und einer Stromquelle F, wie in F i g. 2 dargestellt. Die Elektrodenplalte 2 war
an den positiven PoIf/und die Elektrodenplatte 3 an den negativen Pol G der Stromquelle Fangeschlossen.
Als Elektrolytlösung wurde eine Methanollösung verwendet, die zu Beginn der Elektrolyse 35,7 Gew.-%
Als Elektrolytlösung wurde eine Methanollösung verwendet, die zu Beginn der Elektrolyse 35,7 Gew.-%
·■■.. Monomethylester von Adipinsäure, 5,0 Gew.-% Kaliumsalz des Monomethylesters von Adipinsäure und 1,8
Gew.-% Wasser enthielt. 500 kg Elektrolytlösung der vorstehend genannten Zusammensetzung wurden aus
einer Zuführungsleitung / in den Behälter B gefüllt. Die Elektrolytlösung wurde vom Behälter B zum Kühler D.
zur Elektrolyse-Zelle A und wieder zum Behälter B umgewälzt, indem die Ausflußmenge der Pumpe C auf
23,2 mtyh eingestellt wurde. Hierdurch ergab sich eine Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolytlösung durch η
die Räume zwischen den Elektrodenplatten von 2 m/s. Die Elektrolyse wurde 13,7 Stunden durchgeführt,
während die Elektrolyse-Stromquelle Fso eingestellt war, daß sich eine Stromdichte von 10,3 A/dm2 ergab. Die
Temperatur des Kühlers D wurde so geregelt, daß die Temperatur der Elektrolytlösung im Behälter B bei 55° C
gehalten wurde. Kohlendioxidgas und Wasserstoffgas, die in der Elektrolyse-Zelle gebildet wurden, wurden
j zusammen mit der zurückgeführten Elektrolytlösung in den Behälter B eingeführt und darin von der Elektrolyt :o
( lösung abgetrennt. Das abgetrennte Gas wurde in die Atmosphäre abgeblasen, nachdem die mitgeführten
Methanoldäiripfe vom Gas durch Kondensation im Kondensator E abgetrennt worden waren.JDer Eintrittsdruck der Elektrolyse-Zelle betrug 1,18 bis 137 bar und der Austrittsdruck 0.1 bis 0,196 bar. Die Spannung pro
, Elektrodenplatte wurde von 7,5 bis 5.7 V variiert.
Die Menge der Elektrolytlösung nach Beendigung der Elektrolyse betrug 455 kg. Die Konzentrationen der
einzelnen Komponenten in der Lösung wurden durch Gaschroma'.ographie gemessen. Hierbei wurde gefunden,
daß die erhaltene Lösung 23,0 Gew.-% Dimethylester von Sebacinsäure und 0,01 Gew.-% Monomethylester von
Adipinsäure enthielt. Die Stromausbeute für den Dimethylester von Sebacinsäure betrug 62,2% und die Pro-
■ cluktausbeute 79,8%. Nachdem sechs Chargen der Elektrolyse unter den vorstehend genannten Elektrolysebe-
■:i dingungen unterworfen worder waren, wurde die Elektrolyse-Zelle auseinander genommen und der Pressen- jo
.;·'■ kopf untersucht. Keinerlei galvanische Korrosion wurde festgestellt. Die eingesetzte Gesamtmenge an elektri-
I schcm Strom betrug 57,911 Ah.
,;·.. Vergleichsbeispiel 2
■ Drei Chargen wurden der Elektrolyse in der gleichen Weise und unter den gleichen Bedingungen in der
gleichen Elektrolyse-Zelle, wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, unterworfen, wobei jedoch eine Naturkautschiikplatte,
die eine Dicke von 3 mm und die gleiche Form wie die Isolierplatte im Vergleichsbeispiel 1 hatte,
zwischen der Elektrodenplatte 2 und dem Pressenkopf 7 an Stelle der 40 mm dicken Isolierplatte eingefügt
; wurde. Dichtungen 10 wurden nicht verwendet. Die aufgewendete Gesamtmenge des elektrischen Stroms
I betrug 28.893 Ah. Nach Beendigung der Elektrolysen wurde die Elektrolyse-Zelle auseinandergenommen und
■ der Pressenkopf 7 untersucht. An den Umfangsrändern der Zulauflöcher i9 und der Ablauflöcher 20 für die
Elektrolytlösung wurde deutlich Korrosion festgestellt.
Beispiel gemäß der Erfindung und Vergleichsbeispiel 3
:; Es wurde die in Fig.3 dargestellte Elektrolysezelle verwendet. Die Elektrodenplatten bestanden aus Titan
;.' und hatten ein Außenmaß von 300 χ 80 χ 3 mm. Die Elektrodenplatten 1 und 2 waren beide mit einer Zulauföff-
;., nung 11 und einer Abflußöffnung 12 mit einem Durchmesser von je 40 mm versehen, wobei der Abstand der
;.·'■ Zulauföffnung und der Abflußöffnung 220 mm von Mitte zu Mitte betrug. Die Fläche zwischen der Zulauföffnung
und der Abflußöffnung an einer Seite der Elektrodenplatten und die Seitenwände der Zulauföffnung 11
und der Ablauföffnung 12 waren mit Platin in einer Dicke von 3,0 μίτι beschichtet. Die Elektrodenplatte 3 war
nicht mit Löchern und einer Platinschicht versehen. Die Elektrodenpiatten 2 und 3 waren mit je einem verlänger-
S ten Anschluß versehen. Der Anschluß der Elektrodenplatte 2 war mit dem positiven Pol der Stromquelle und der
§ Anschluß der Elektrodenplatte 3 mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden. Vier Elektrodenplatten 1
;| waren parallel zwischen der Elektrodenplatte 2 und der Elektrodenplatte 3 angeordnet. Distanzstücke 9 aus
il Polypropylen mit einem Außenmaß von 280x60 mm und einer Dicke von 1,0 mm und einer Öffnung in dem
P Bereich, der den Lochteilen und der mit Platin beschichteten Fläche der Elektrodenplatte entsprach, und
H Dichtungen 4 aus Naturkautschuk mit einer Dicke von 1,5 mm und einer Breite von 10 mm rings um die
§ Distanzstücke 9 waren zwischen den Elektrodenplatten angeordnet Eine Isolierplatte 5 aus Polypropylen mit t>o
dem Außenmaß 300 χ 80 mm und der in Tabelle 1 genannten Dicke war zwischen der Elektrodenplatte 2 und
If dem Pressenkopf 7 eingesetzt. Die Zulauföffnung und die Ablauföffnung in der Isolierplatte waren an den
Ip gleichen Stellen in der gleichen Größe wie die Zulauföffnung und die Ablauföffnung in der Elektrodenplatte 2 im
H Falle des Vergleichsbeispiels 3 gebohrt, während im Falle des Beispiels gemäß der Erfindung die Zulauföffnung
|| und die Ablauföffnung im Innern der Isolierplatte geknickt waren, wie in F i g. 3 dargestellt.
ja Die Öffnungen 15Λ und 16Λ an der der Elektrode 2 zugewandten Seite der Isolierplatte und die Öffnungen
Ip 15ß und 165 an der dem Pressenkopf 7 zugewandten Seite der im Falle des Beispiels gemäß der Erfindung
iff verwendeten Isolierplatte hatten sämtlich eine quadratische Form mit gleicher Kantenlänge von 40 mm. Die
Mittelpunkte der öffnungen 15 A und 16A waren auf die Mittelpunkte der Zulauföffnung 11 bzw. der Ablauföf f- ii
nung 12 der Elektrodenplatte Fausgerichtet Die öffnungen 15S und 16ZJ waren an Stellen gebohrt, die parallel fi
und um 40 mm einwärts von den Stellen der Öffnungen 15A bzw. 16A lagen. Sämtliche öffnungen hatten eine |j
Tiefe von 7 mm, und die kleinste Querschnittsfläche der gewinkelten Durchgänge betrug 40 χ 4 mm. t'
Dichtungen 10 in Form von Naturkautschukrahmen einer Dicke von 2^5 m, einer Breite von 15 mm und einer i:\
Außenabmessung von 300 χ 80 mm waren zu beiden Seiten der Isolierplatte 5 angeordnet Ji
Als Werkstoffe für den Pressenkopf 7 wurde eine 3 mm dicke Platte aus nicht rostendem Stahl für den mit der ;;
Elektrolytlösung in Berührung kommenden Teil verwendet Die Rückseite der Platte aus nicht rostendem Stahl :S
war mit einer 16 mm dicken Platte TB aus Kohlenstoffstahl verstärkt £
ίο Der Eintritt 13 und der Austritt 14 des Pressenkopfes 7 waren kreisrund und hatten den in Tabelle I genannten %
Durchmesser. Ihre Lage stimmte mit der Lage der entsprechenden Öffnungen in der dem Pressenkopf züge- H
wandten Seite der Isolierplatte überein. Kurze geflanschte Rohre JA aus 0,5 mm dickem Blech aus nicht
rostendem Stahl waren in den Eintritt 13 und in den Austritt 14 des Pressenkopfes eingesetzt Der Gewichtsverlust
der kurzen geflanschten Rohre wurde gemessen und galt als Verlust durch galvanische Korrosion. Der
Flanschteil des geflanschten kurzen Rohres 7A hatte einen Außendurchmesser von 60 mm, und der kurze
Rohrabschnitt hatte einen innendurchmesser von 15 mm, während die Länge des kurzen Rohres 50 mm betrug.
Als Werkstoff für den Pressenkopf 8 wurde eine 16 mm dicke Kohlenstoffstahlplatte verwendet Eine 3 mm
dicke Naturkautschukplatte 1OA ohne Löcher wurde zwischen Pressenkopf A und Elektrodenplatte 3 eingefügt
Die vorstehend genannten Bauteile wurden auf die in F ϊ g. 3 dargestellte Weise zusammengesetzt und die
Pressenköpfe 7 und 8 an beiden Enden wurden durch Festziehen der Schraubenbolzen 24 dicht angezogen.
In dieser Eiektrolyse-Zcüe betrag die für die Elektrolyse verfügbare Fläche pro Elektrodenpiatte 0,!8 dm2 und
die für die Elektrolyse insgesamt verfügbare Räche 030 dm2.
Die Elektrolyse-Apparatur hatte den gleichen Aufbau, wie in F i g. 2 dargestellt außer daß der Pressenkopf 7
mit dem Eintritt 13 und dem Austritt 14 über den Elektrodenplatten angeordnet war.
Der Dimethylester von Sebacinsäure wurde aus dem Monomethylester von Adipinsäure durch elektrochemische
Reaktion in der vorstehend beschriebenen Apparatur hergestellt
Als Elektrolytlösung dieme jeweils eine Methanollösung, die zu Beginn der Elektrolyse 36+1,0 Gew.-%
Monomethylester von Adipinsäure. 43±0,2 Gew.-% Kaliumsalz des Monomethylesters von Adipinsäure und
l,8±0,2 Gew.-% Wasser enthielt 1400g der Elektrolytlösung der vorstenend genannten Zusammensetzung
wurden in den Behälter B gefüllt und 7,25 Stunden der Elektrolyse unterworfen, während die Strömungsgeschwindigkeit
der Elektrolytlösung zwischen den Elektrodenplatten auf 23 m/s, die Temperatur der Elektrolytlösung
auf 55° C und die Stromdichte auf 20 A/dm2 eingestellt wurden. Stets wurde die vorstehend beschriebene
Elektrolyse dreimal durchgeführt worauf die Elektrolyse-Apparatur auseinander genommen wurde, um die
Gewichtsänderung der kurzen geflanschten Rohre 7A zu messen. Der Wert der Gewichtsänderung wurde durch
den Wert der Gesamtmenge des aufgewendeten elektrischen Stroms dividiert, wobei der galvanische KorrosionsverSust
pro Stromeinheit erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle genannt
Ein Vergleich von Vergleichsbeispiel 3 mit dem Beispiel gemäß der Erfindung zeigt daß bei gleicher Dicke der
Isolierplatten die abgewinkelten Durchgänge der Zuflußöffnung und der Ablauföffnung im Innern der Isolierplatte
zur Vermeidung einer durchgehenden fluchtenden Verbindung zwischen der Elektrodenplatte und dem
Pressenkopf sehr wirksam die galvanische Korrosion des Pressenkopfes unterdrücken.
Beispiel Vergleich 3 gemäß der Erfindung
45 Dicke der Isolierplatte, mm Löcher in der Isolierplatte, mm
Innendurchmesser des kurzen geflanschten Rohres 7A, mm Gesamte Strommenge, Ah
so Gewichtsänderung des kurzen geflanschten Rohres 7A. mg
Verlust durch galvanische Korrosion/Einheit der Strommenge, mg/Ah
b0
65
10 | 10 |
40 (Durchmesser) | 40 χ 40 gewinkelt |
15 | 15 |
78,6 | 79,6 |
-4,2 | -0,7 |
0,053 | 0,0088 |
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Für die Elektrolyse von Carbonsäuren nach Kolbe geeignete Zelle vom Filterpressentyp, die als wesentliche Bestandteile parallele Elektrodenplatten mit Öffnungen für den Zulauf und Ablauf der Elektrolytlösung zu und von den Räumen zwischen den Elektrodenplatten und zwei metallische, an beiden Enden der Gruppe der Elektrodenplatten angeordnete Pressenköpfe, von denen nur einer mit mindestens einem Eintritt und mindestens einem Austritt für die Elektrolytlösung ausgestattet ist, sowie eine Isolierplatte zwischen dem Eintritt und Austritt aufweisenden Pressenkopf und der ihm nächstgelegenen Elektrodenplatte aufweist, deren Zulauf- und Ablauföffnungen wiederum mit den Zulauf- bzw. Ablauföffnungen der einzelnen Elektrodenplatten in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte (5) eine Dick« von 10 bis 40 mm aufweist und daß die Zulauf- und Ablauföffnungen innerhalb dieser Isolierplatte (5|) so abgeknickt verlaufen, daß keine fluchtende Verbindung zwischen den Öffnungen (15Λ, 16Aj an der der Elektrode zugewandten Seite der Isolierplatte mit Öffnungen (15ß, \6B) an der dem Pressenkopf zugewandten Seite der Isolierplatte besteht
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