FI92844B - Process for preparing alkali metal hydroxide, alkali metal chlorate and hydrogen - Google Patents

Process for preparing alkali metal hydroxide, alkali metal chlorate and hydrogen Download PDF

Info

Publication number
FI92844B
FI92844B FI930758A FI930758A FI92844B FI 92844 B FI92844 B FI 92844B FI 930758 A FI930758 A FI 930758A FI 930758 A FI930758 A FI 930758A FI 92844 B FI92844 B FI 92844B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
alkali metal
alkali
neutralization
electrolysis
chlorine
Prior art date
Application number
FI930758A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI92844C (en
FI930758A0 (en
Inventor
Erkki Matti Keskitalo
Original Assignee
Veitsiluoto Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Veitsiluoto Oy filed Critical Veitsiluoto Oy
Publication of FI930758A0 publication Critical patent/FI930758A0/en
Priority to FI930758A priority Critical patent/FI92844C/en
Priority to AU34098/93A priority patent/AU657842B2/en
Priority to AT93103824T priority patent/ATE185855T1/en
Priority to EP93103824A priority patent/EP0560316B1/en
Priority to DE69326788T priority patent/DE69326788T2/en
Priority to ES93103824T priority patent/ES2137203T3/en
Priority to CA002092651A priority patent/CA2092651C/en
Priority to JP5051805A priority patent/JP2755542B2/en
Priority to RU9393004606A priority patent/RU2091509C1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI92844B publication Critical patent/FI92844B/en
Publication of FI92844C publication Critical patent/FI92844C/en
Priority to US08/558,350 priority patent/US5651875A/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

The invention relates to a process for preparing alkali metal hydroxide, alkali metal chlorate and hydrogen by means of chlorine-alkali electrolysis 1, in which process an alkali metal chloride solution is electrolysed for forming alkali metal hydroxide, chlorine and hydrogen, with at least a part of the alkali metal chloride which is consumed in the chlorine-alkali electrolysis being prepared by neutralising 2 alkali metal carbonate with chlorine. <IMAGE>

Description

5 928445,92844

Menetelmä aikaiimetallihydroksidin, -kloraatin ja vedyn valmistamiseksi - Förfarande för framställning av alkalimetall-hydroxid, -klorat och väteProcess for the preparation of early metal hydroxide, chlorate and hydrogen - Preparation of fractions of alkali metal hydroxide, chlorate and hydrogen

Keksintö koskee menetelmää aikaiimetallihydroksidin, -kloraatin ja vedyn valmistamiseksi kloorialkalielektrolyysillä, jossa alkalimetallikloridiliuos elektrolysoidaan alkalime-tallihydroksidin, kloorin ja vedyn muodostamiseksi.The invention relates to a process for the preparation of an alkali metal hydroxide, chlorate and hydrogen by chlor-alkali electrolysis, in which an alkali metal chloride solution is electrolyzed to form an alkali metal hydroxide, chlorine and hydrogen.

1010

Kloorialkaliteollisuuden ongelmana on useissa maissa elektrolyysin päätuotteiden aikaiimetallihydroksidin ja kloorin kysynnän epätasapaino. Tulevaisuudessa on nähtävissä, että tämä epätasapaino pahenee kloorin ja sen jatkojalosteiden 15 käyttöön kohdistuvan ympäristöpaineen vuoksi. Tästä seuraa, että alkalimetallihydroksidien tuottamiseksi on löydettävä muita vaihtoehtoja, koska tavanomaisen kloorialkalielektro-lyysin avulla niitä ei kyetä tuottamaan riittävästi.The problem with the chlor-alkali industry in several countries is the imbalance between the demand for the main metal products of electrolysis, metal hydroxide and chlorine. In the future, it can be seen that this imbalance will be exacerbated by the environmental pressure on the use of chlorine and its downstream products. It follows that other alternatives must be found for the production of alkali metal hydroxides because they cannot be produced sufficiently by conventional chlor-alkali electrolysis.

20 Muita tunnettuja alkalimetallihydroksidien valmistusmenetelmiä ovat mm. seuraavat menetelmät: - soodan kemiallinen dekarbonointi joko kalkkimaidolla tai ammoniakilla, - alkalimetallisulfaatin elektrolyyttinen hajottaminen al-25 kalimetallihydroksidiksi ja rikkihapoksi, - soodan dekarbonointi happamalla alkalimetallisulfaatti-liuoksella ja näin saadun sulfaattiliuoksen elektrolysointi alkalimetallihydroksidiksi, - alkalimetallisulfidin katalyyttinen hajottaminen alkali-30 metallihydroksidiksi ja rikkidioksidiksi, ja - alkalimetallikloraatin elektrolyyttinen hajottaminen ai- : kalimetallihydroksidiksi ja klooridioksidiksi.Other known methods for the preparation of alkali metal hydroxides include e.g. the following processes: - chemical decarbonisation of soda ash with either lime milk or ammonia, - electrolytic decomposition of alkali metal sulphate to al-25 potassium hydroxide and sulfuric acid, electrolytic decomposition of alkali metal chlorate to potassium metal hydroxide and chlorine dioxide.

Kloraattia valmistetaan yleisesti hajottamalla elektrolyyt-35 tisesti alkalimetalliklorideja.Chlorate is generally prepared by the electrolytic decomposition of alkali metal chlorides.

Mikään tunnetuista menetelmistä ei ole nykyisille kloori-alkalin valmistajille haitaton. Yleisimmät vaihtoehtoisten 2 92844 prosessien haitat ovat seuraavat: prosessi tuottaa sivutuotteena rikkiyhdisteitä, joille ei löydy käyttöä suuressa mittakaavassa; prosessi on raaka-aine- ja energiakustannuksiltaan liian kallis tuotteen markkinahintaan nähden; prosessi 5 vaatii suuria investointeja ja tulee näin pääomakustannuksiltaan tuotteen markkinahintaan nähden epäedulliseksi.None of the known methods is detrimental to current chlor-alkali manufacturers. The most common disadvantages of alternative 2,92844 processes are as follows: the process produces sulfur compounds as a by-product that cannot be used on a large scale; the process is too expensive in terms of raw material and energy costs compared to the market price of the product; process 5 requires large investments and thus becomes unfavorable in terms of cost of capital compared to the market price of the product.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä alka-limetallihydroksidin valmistamiseksi, jolla vältetään tun-10 nettujen menetelmien edellä esitetyt epäkohdat ja joka voidaan toteuttaa kloorialkalitehtaissa, jolloin lisäksi kloo-rialkalielektrolyysissä tuotetun alkalimetallihydroksidin ja kloorin suhde voidaan säätää halutuksi, ja joka menetelmä lisäksi tuottaa vetyä ja alkalimetallikloraattia, jotka 15 edelleen voidaan hyödyntää.It is an object of the present invention to provide a process for the preparation of an alkali metal hydroxide which avoids the above disadvantages of the known processes and which can be carried out in chlor-alkali plants, further adjusting the ratio of alkali metal hydroxide to chlorine produced by chlor-alkali electrolysis. which 15 can still be exploited.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.The main features of the invention appear from the appended claims.

20 Keksintö perustuu siihen oivallukseen, että ainakin osa al-kalimetallikloridista, jota kulutetaan kloorialkalielektro-lyysissä, voidaan valmistaa neutraloimalla eli dekarbonoi-malla aikaiimetailikarbonaatti kloorilla, jolloin samanaikaisesti muodostuu alkalimetallikloraattia.The invention is based on the realization that at least a part of the alkali metal chloride consumed in the chlor-alkali electrolysis can be prepared by neutralizing or decarbonizing the early metal carbonate with chlorine, whereby alkali metal chlorate is simultaneously formed.

2525

Aikaiimetallilla tarkoitetaan tässä yhteydessä pääasiassa natriumia ja kaliumia, erityisesti natriumia.The term metal in this context means mainly sodium and potassium, in particular sodium.

Aikaiimetallikarbonaatin neutraloinnin reaktiotuotteet ovat 30 hiilidioksidi, aikaiimetallikloridi sekä -kloraatti.The reaction products for the neutralization of the early metal carbonate are carbon dioxide, early metal chloride and chlorate.

*· Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan neutraloin- tivaiheessa alkalimetallikarbonaatti ja kloori johdetaan reaktoriin, jossa on vettä tai aikaiimetallikloridia tai 35 alkalimetallikloraattia ja alkalimetallikloridia sisältävä liuos. Aikaiimetallikarbonaatin neutraloituessa kloorin avulla syntyy alkalimetallikloridia ja -kloraattia. Liuos muodostuu kloridin suhteen ylikylläiseksi ja näin alkalime-* · According to a preferred embodiment of the invention, in the neutralization step, the alkali metal carbonate and chlorine are introduced into a reactor containing a solution containing water or alkali metal chloride or alkali metal chlorate and alkali metal chloride. When the alkali metal carbonate is neutralized with chlorine, alkali metal chloride and chlorate are formed. The solution becomes supersaturated with chloride and thus alkali

IIII

92844 3 tallikloridi voidaan erottaa liuoksesta kiteisenä pois. Tätä alkalimetallikloridia käytetään sitten perinteisellä tavalla elektrolyysissä kloorin, aikaiimetallihydroksidin ja vedyn muodostamiseksi. Edullisesti ainakin osa kloorista palaute-5 taan edellä mainittuun reaktoriin. Jotta reaktoriliuos ei muodostuisi ylikynaiseksi kloraatin suhteen, otetaan reaktorista sivuvirtaus ulos kloraatin jatkokäsittelyyn.92844 3 Tall chloride can be separated from the solution as crystals. This alkali metal chloride is then used in a conventional manner in electrolysis to form chlorine, early metal hydroxide and hydrogen. Preferably, at least some of the chlorine is returned to the above-mentioned reactor. To prevent the reactor solution from becoming over-penic to chlorate, a side stream is taken out of the reactor for further chlorate treatment.

Reaktorista saatu kiteinen alkalimetallikloridi liuotetaan 10 edullisesti kloorialkalitehtaan liuoskiertoon eli kloorial-kalielektrolyysistä poistuvaan laimeaan alkalimetalliklori-diliuokseen, jolloin saatu liuos on edullisesti lähellä kylläistä kloridin väkevyyttä. Tämä liuos palautetaan puhdistuksen jälkeen kloorialkalielektrolyysiin.The crystalline alkali metal chloride obtained from the reactor is preferably dissolved in the solution circuit of the chlor-alkali plant, i.e. in the dilute alkali metal chloride solution leaving the chlor-alkali electrolysis, the solution obtained being preferably close to the saturated chloride concentration. After purification, this solution is returned to chlor-alkali electrolysis.

1515

Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaan neut-ralointivaiheessa aikaiimetallikarbonaatti ja kloori sekoitetaan kloorialkalielektrolyysistä poistuvaan laimeaan alka-limetallikloridiliuokseen. Alkalimetallikarbonaatin neutra-20 loituessa kloorin avulla syntyy alkalimetallikloridia ja -kloraattia. Saadusta liuoksesta alkalimetallikloraatti poistetaan tai muutetaan halutuksi yhdisteeksi jollakin tunnetulla tavalla, ja näin saatu väkevöity alkalimetalliklori-diliuos palautetaan puhdistuksen jälkeen kloorialkalielekt-25 rolyysiin aikaiimetallihydroksidin, kloorin ja vedyn muodostamiseksi. Edullisesti ainakin osa saadusta kloorista johdetaan edellä mainittuun neutralointivaiheeseen.According to another preferred embodiment of the invention, in the neutralization step, the early metal carbonate and chlorine are mixed with a dilute alkali metal chloride solution leaving the chlor-alkali electrolysis. When the alkali metal carbonate is neutralized with chlorine, alkali metal chloride and chlorate are formed. From the resulting solution, the alkali metal chlorate is removed or converted to the desired compound in a known manner, and the concentrated alkali metal chloride solution thus obtained is, after purification, returned to chlor-alkali electrolysis to form early metal hydroxide, chlorine and hydrogen. Preferably, at least part of the chlorine obtained is passed to the above-mentioned neutralization step.

Kloorialkalielektrolyysiin syötettävän alkalimetallikloridi-30 liuoksen väkevyys on edullisesti lähellä kylläistä kloridin väkevyyttä.The concentration of the alkali metal chloride-30 solution fed to the chlor-alkali electrolysis is preferably close to the saturated chloride concentration.

««

Neutraloinnissa olevan liuoksen pH on edullisesti yli 3 ja erityisesti välillä 3-11.The pH of the solution in neutralization is preferably above 3 and in particular between 3 and 11.

Neutralointi voidaan suorittaa joko jatkuvatoimisesti tai panoksittain laajalla lämpötila-alueella, joka edullisesti on välillä 20°C ja 100°C. Lämpötilalla vaikutetaan ulosotet- 35 92844 4 tavan liuoksen alkalimetallikloraatti ja -kloridipitoisuuk-siin. Neutralointi voidaan suorittaa yhdessä tai useammassa vaiheessa.The neutralization can be carried out either continuously or batchwise over a wide temperature range, preferably between 20 ° C and 100 ° C. The temperature affects the alkali metal chlorate and chloride concentrations of the extracted solution. Neutralization can be performed in one or more steps.

5 Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan alkalimetallikloridi elektrolysoidaan tunnetulla tavalla elektrolyysikennoissa alkalimetallihydroksidin tuottamiseksi. Elektrolysointi voidaan suorittaa elohopeakatodi-, diafragma- tai membraaniken-noissa. Elektrolyysin jälkeen saatava aikaiimetailihydroksi-10 diliuos vastaa perinteisellä elektrolyysimenetelmällä saadun tuotteen laatua.According to the process of the invention, the alkali metal chloride is electrolyzed in a known manner in electrolytic cells to produce alkali metal hydroxide. Electrolysis can be performed in mercury cathode, diaphragm or membrane cells. The time metal hydroxide-10 solution obtained after electrolysis corresponds to the quality of the product obtained by the conventional electrolysis method.

Aikaiimetallikarbonaatin neutralointiin käytettävä kloori valmistetaan edullisesti elektrolyysissä. Kloori dekarbonoi 15 luonnon karbonaatin muodostaen jälleen alkalimetalliklori-dia, alkalimetallikloraattia sekä hiilidioksidia. Hiilidioksidi voidaan edelleen puhdistaa ja nesteyttää tunnetulla tavalla jatkokäyttöä varten. Alkalimetallikloraatti voidaan johtaa alkalimetallikloraatin valmistukseen tai prosessiin, 20 joka kuluttaa alkalimetallikloraattia tai se voidaan muuttaa kloridiliuokseksi suolahapon avulla tai se voidaan hävittää tai se voidaan jatkojalostaa jollakin muulla halutulla tavalla.The chlorine used to neutralize the precious metal carbonate is preferably produced by electrolysis. Chlorine decarbonates 15 natural carbonates, again forming alkali metal chloride, alkali metal chlorate and carbon dioxide. The carbon dioxide can be further purified and liquefied in a known manner for further use. The alkali metal chlorate may be derived from the preparation of an alkali metal chlorate or a process which consumes alkali metal chlorate or may be converted to a chloride solution by hydrochloric acid, or may be disposed of or further processed in any other desired manner.

25 Keksinnön eräänä merkittävänä etuna on, että olemassa olevia mutta vajaakapasiteetillä toimivia kloorialkalitehtaita voidaan hyödyntää prosessissa. Keksinnön mukaisesti voidaan alkalimetallikarbonaatin määrää säätämällä vaikuttaa siihen, paljonko elektrolyysin tuottamasta kloorista jää prosessin 30 myyntituotteeksi. Keksinnön olennaisia piirteitä on nimenomaan se, että kloorin myyntituotannon suhdetta aikaiimetal-- lihydroksidin tuotantoon voidaan säätää portaattomasti noin 0:sta lähes 100 %:iin muuttamalla prosessiin syötettävän aikaiimetallikarbonaatista saadun suolan määrää. Loppuosa 35 elektrolyysin tarvitsemasta alkalimetallikloridista saadaan syöttämällä liuoskiertoon uutta alkalimetallikloridia.One significant advantage of the invention is that existing but undercapacity chlor-alkali plants can be utilized in the process. According to the invention, by adjusting the amount of alkali metal carbonate, it can be influenced how much of the chlorine produced by the electrolysis remains as a sales product of the process 30. The essential features of the invention are precisely that the ratio of chlorine production to time production of time metal hydroxide can be infinitely adjusted from about 0 to almost 100% by changing the amount of time metal salt fed to the process. The remainder of the alkali metal chloride required for electrolysis is obtained by feeding new alkali metal chloride into the solution circuit.

Il 5 92844Il 5 92844

Keksinnön toisena merkittävänä etuna on, että karbonaatin kloorauksessa muodostuu kloraattia, joka on helposti ja taloudellisesti hyödynnettävissä. Reaktorilämpötilaa säätämällä voidaan vaikuttaa saatavan liuoksen kloraatti- ja klori-5 dipitoisuuteen ja näin saada tarkoitukseen parhaiten sopiva liuoksen koostumus.Another significant advantage of the invention is that chlorination of carbonate produces chlorate which is easily and economically exploitable. By adjusting the reactor temperature, the chlorate and chlorine-5 content of the resulting solution can be influenced and thus the composition of the solution best suited for the purpose can be obtained.

Kolmantena etuna keksinnössä on prosessissa muodostuva vety, jota voidaan käyttää kemianteollisuuden raaka-aineena ja 10 ympäristöystävällisesti energian tuotannossa polttoaineena.A third advantage of the invention is the hydrogen formed in the process, which can be used as a raw material in the chemical industry and in an environmentally friendly way in the production of energy as a fuel.

Tämän keksinnön merkittävimmistä eduista olemassa olevien kloorialkalitehtaiden kannalta voidaan mainita seuraavat: Menetelmässä voidaan käyttää halpaa, jopa puhdistamatonta, 15 elektrolyysikäyttöön soveltuvaa alkalimetallikarbonaattia. Menetelmä ei tuota sivutuotteena haitallisia rikkiyhdisteitä. Menetelmässä voidaan hyödyntää täysimääräisesti olemassa olevaa elektrolyysikennokapasiteettia. Menetelmän vaatimat investoinnit olemassa oleviin tehtaisiin ovat erittäin pie-20 net verrattuna vaihtoehtoisiin prosesseihin, joilla on sama alkalimetallihydroksidin tuotantokyky. Menetelmä on erittäin joustava, kun kloorin ja lipeän valmistustarve myyntiin muuttuu. Menetelmän avulla toteutetun alkalimetallihydroksidin valmistuskustannukset ovat alhaiset vaihtoehtoisiin pro-25 sesseihin verrattuna. Menetelmä tuottaa sivutuotteina klo-: raattia ja vetyä, jotka voidaan taloudellisesti hyödyntää ja menetelmä on siten taloudellisesti tasaisempi.The most significant advantages of the present invention for existing chlor-alkali plants are the following: An inexpensive, even crude, alkali metal carbonate suitable for electrolytic use can be used in the process. The method does not produce harmful sulfur compounds as a by-product. The method can make full use of existing electrolytic cell capacity. The investment required by the method in existing plants is very small compared to alternative processes with the same alkali metal hydroxide production capacity. The method is very flexible when the need to produce chlorine and lye for sale changes. The manufacturing cost of the alkali metal hydroxide implemented by the method is low compared to alternative processes. The process produces chlorate and hydrogen as by-products, which can be economically utilized and the process is thus more economically uniform.

Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin viittaamalla ohei-30 seen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää lohkokaaviona erään tämän keksinnön mukaisen ' alkalimetallihydroksidin valmistuksen periaatteet sovellet tuna lipeän valmistukseen, ja kuva 2 esittää lohkokaaviona erään toisen tämän keksinnön 35 mukaisen alkalimetallihydroksidin valmistuksen periaatteet sovellettuna lipeän valmistukseen.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 is a block diagram showing the principles of alkali metal hydroxide preparation according to the present invention applied to lye, and Figure 2 shows block diagram the principles of another alkali metal hydroxide preparation according to the present invention.

6 928446,92844

Kuvassa 1 on elektrolyysi merkitty viitenumerolla 1. Elektrolyysiin syötetään natriumkloridiliuosta puhdistuksen 4 kautta. Elektrolyysistä 1 saadaan haluttua natriumhydroksi-diliuosta ja vetyä, joita voidaan jatkokäsitellä sinänsä 5 tunnetulla tavalla. Elektrolyysin 1 tuottama kloorikaasu johdetaan reaktoriin 2, jonne voidaan kloorikaasu ottaa myös nesteytyksen 6 ja höyrystyksen 7 kautta. Reaktorissa 2 kloorin ja soodan reaktiotuotteena muodostunut natriumkloridiki-de erotetaan pois reaktoriliuoksesta ja liuotetaan elektro-10 lyysistä 1 palaavaan laimeaan suolaliuokseen kyllästysase-malla 3, johon myös tarvittaessa lisänatriumkloridi tuodaan. Kylläinen suolaliuos johdetaan kyllästysasemalta 3 suolaliuoksen puhdistukseen 4, josta edelleen elektrolyysiin 1. Reaktorissa 2 muodostuu myös hiilidioksidia C02 ja natrium-15 kloraattia, jotka johdetaan jatkokäsittelyihin 5 ja 8. Jatkokäsittely 5 voi olla natriumkloraatin erottamista liuoksesta tai sen hyödyntäminen sellaisenaan muissa prosesseissa.In Figure 1, the electrolysis is indicated by the reference number 1. Sodium chloride solution is fed to the electrolysis via purification 4. Electrolysis 1 gives the desired sodium hydroxide solution and hydrogen, which can be further processed in a manner known per se. The chlorine gas produced by the electrolysis 1 is fed to the reactor 2, where the chlorine gas can also be taken in by liquefaction 6 and evaporation 7. In reactor 2, the sodium chloride crystal formed as a reaction product of chlorine and soda is separated off from the reactor solution and dissolved in dilute brine returning from electrolysis 1 at saturation station 3, to which additional sodium chloride is also introduced if necessary. Saturated brine is passed from impregnation station 3 to brine purification 4, from where to further electrolysis 1. Reactor 2 also generates carbon dioxide CO 2 and sodium 15 chlorate, which are passed to further treatments 5 and 8. Further treatment 5 may be the separation of sodium chlorate from solution or its use as such in other processes.

20 Kuvassa 2 elektrolyysiin l syötetään natriumkloridiliuosta puhdistuksen 4 kautta. Elektrolyysistä 1 saadaan haluttua natriumhydroksidiliuosta ja vetyä, joita voidaan jatkokäsitellä sinänsä tunnetulla tavalla. Natriumkarbonaatti ja elektrolyysin 1 tuottama kloori syötetään suoraan kloorial-25 kalielektrolyysin 1 liuoskiertoon reaktorissa 2. Kloorikaasu voidaan myös johtaa reaktoriin 2 nesteytyksen 6 ja höyrystyksen 7 kautta. Reaktorissa 2 liuoskiertoon muodostunut kloraatti muutetaan halutuksi yhdisteeksi tunnetulla tavalla kohdassa 9, josta väkevöity suolaliuos johdetaan puhdistuk-30 seen 4 ja siitä edelleen elektrolyysiin 1. Haluttaessa klooria myyntituotteeksi tuodaan lisänatriumkloridi liuoskier-• toon esimerkiksi kohdassa 2.In Figure 2, sodium chloride solution is fed to electrolysis 1 through purification 4. Electrolysis 1 gives the desired sodium hydroxide solution and hydrogen, which can be further worked up in a manner known per se. Sodium carbonate and the chlorine produced by electrolysis 1 are fed directly to the solution circuit of chlorine-25 potassium electrolysis 1 in reactor 2. Chlorine gas can also be introduced into reactor 2 via liquefaction 6 and evaporation 7. In reactor 2, the chlorate formed in the solution circuit is converted to the desired compound in a known manner at step 9, from which the concentrated brine is passed to purification 4 and further to electrolysis 1. If chlorine is desired, additional sodium chloride is introduced into the solution circuit, e.g.

Prosessin toimivuutta on testattu useilla laboratoriomitta-35 kaavaisilla kokeilla. Niissä on pyritty selvittämään lämpötilan, pH:n ja eri konsentraatioiden vaikutusta reaktion . kulkuun. Tuloksien mukaan kloridia syntyy kloraatin suhteen viisin- tai yli viisinkertainen määrä. Loppu-pH on kloo-The functionality of the process has been tested in several laboratory-scale-35 experiments. They have sought to elucidate the effect of temperature, pH, and various concentrations on the reaction. course. According to the results, five or more times five times the amount of chloride is formed relative to chlorate. The final pH is

IIII

7 92844 rausasteesta riippuen yli 3. Kloraatti/kloridi-liukoisuus-käyrän mukaan lämpötilalla ja konsentraatioilla on riippuvuussuhde, jonka perusteella määräytyy reaktorista poistettavan liuoksen koostumus.7,928,44 depending on the degree of roughness. According to the chlorate / chloride-solubility curve, the temperature and concentrations have a dependence ratio, which determines the composition of the solution to be removed from the reactor.

55

Esimerkki 1Example 1

Otettiin 250 ml liuosta, joka sisälsi NaCl 170 g/1250 ml of a solution containing 170 g / l of NaCl were taken

NaC103 400 g/1 10 Na2C03 50 g/1NaClO3 400 g / l 10 Na2CO3 50 g / l

lämpötila < 30 °Ctemperature <30 ° C

Tämän liuoksen läpi johdettiin kloorikaasua niin kauan, että kaikki natriumkarbonaatti oli reagoinut kloorin kanssa. Saa-15 dusta liuoksesta hävitettiin jäännöskloori sekoittamalla. Kloorattu liuos ja kloorauksessa muodostuneet kiteet analysoitiin. Tuloksena saatiin liuos, jossa oliChlorine gas was passed through this solution until all the sodium carbonate had reacted with the chlorine. The resulting solution was discarded with residual chlorine with stirring. The chlorinated solution and the crystals formed in the chlorination were analyzed. The result was a solution of

NaCl 185,2 g/1 20 NaC103 406,2 g/1NaCl 185.2 g / l NaCl103 406.2 g / l

Kiteistä suolaa saatiin 9,3 g, joka sisälsi 0,42 g NaC103:a ja 8,92 g NaCl:a. Loppu-pH oli 4,7.9.3 g of crystalline salt were obtained, containing 0.42 g of NaClO3 and 8.92 g of NaCl. The final pH was 4.7.

25 Esimerkki 2 ;· 1 litraan vettä liuotettiin 100 g Na2C03:a. Saadun liuoksen pH oli 10,2. Tätä liuosta kloorattiin, kunnes Na2C03 oli kulutettu. Tuloksena saatiin liuos, joka sisälsi 83,9 g NaCl:a, 25,5 g NaC103:a ja 5,5 g aktiiviklooria. Loppu-pH 30 oli 6,2.Example 2: 100 g of Na 2 CO 3 were dissolved in 1 liter of water. The pH of the resulting solution was 10.2. This solution was chlorinated until Na 2 CO 3 was consumed. The result was a solution containing 83.9 g of NaCl, 25.5 g of NaClO3 and 5.5 g of active chlorine. The final pH was 6.2.

Claims (14)

92844 l. Menetelmä alkalimetallihydroksidin, -kloraatin ja vedyn valmistamiseksi kloorialkalielektrolyysillä, jossa alkalime-tallikloridiliuos elektrolysoidaan alkalimetallihydroksidin, 5 kloorin ja vedyn muodostamiseksi, tunnettu siitä, että ainakin osa alkalimetallikloridista, jota kulutetaan kloorialka-lielektrolyysissä, valmistetaan neutraloimalla alkalimetal-likarbonaatti kloorilla.92844 1. A process for the preparation of alkali metal hydroxide, chlorate and hydrogen by chlor-alkali electrolysis, in which an alkali metal chloride solution is electrolyzed to form alkali metal hydroxide, chlorine and hydrogen, characterized in that at least part of the alkali metal chloride consumed as chloroal alkali electrolysis is 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että neutralointi suoritetaan lisäämällä alkalimetalli-karbonaatti veteen tai alkalimetallikloridia tai alkalime-tallikloridia ja -kloraattia sisältävään liuokseen, johon johdetaan kloorikaasua, jolloin muodostuneet alkalimetalli-15 kloridikiteet erotetaan liuoksesta ja johdetaan kloorialka-lielektrolyysistä poistuvaan laimeaan alkalimetallikloridi-liuokseen, joka sitten puhdistuksen jälkeen palautetaan kloorialkalielektrolyysiin.Process according to Claim 1, characterized in that the neutralization is carried out by adding alkali metal carbonate to water or to a solution containing alkali metal chloride or alkali metal chloride and chlorate into which chlorine gas is introduced, the alkali metal chloride crystals formed being separated from the solution and removed from chloroal alkali to an alkali metal chloride solution, which is then returned to chlor-alkali electrolysis after purification. 3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att en 20 del av den vid neutraliseringen bildade klorat-kloridlösnin- gen äteranvänds i neutraliseringen.3. A patent according to claim 2, which is described in Figure 20 for the neutralization of chlorate-chloride solutions in neutralization. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että osa neutraloinnissa muodostuneesta kloraatti-klori-diliuoksesta käytetään uudelleen neutraloinnissa.Process according to Claim 2, characterized in that part of the chlorate-chloride solution formed in the neutralization is reused in the neutralization. 4. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att ätminstone en del av den vid neutraliseringen bildade 25 klorat-kloridlösningen införs i en framställningsprocess för , alkalimetallklorat eller i en process som förbrukar alkali- metallklorat eller den överförs tili en kloridlösning eller den förstörs. 30 5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att neutraliseringen utförs genom att tillsätta aikaiimetailkar-bonatet i en frän kloralkalielektrolysen avgäende utspädd alkalimetallkloridlösning, väri klorgas inleds, och den sä-lunda erhällna koncentrerade alkalimetallkloridlösningen 35 äterförs tili kloralkalielektrolysen.4. A compound according to claims 1 or 2, which comprises the addition of a minimum of the neutralization of the chlorinated chloride process for the production of alkali metal chlorides or a process for the production of alkali metal chlorides or chlorides. 5. A patent according to claim 1, which provides for the neutralization of the genome without the use of chloral alkali electrolysis, the use of alkali metal chlorides, color chlorine inks, and the presence of alkaline earth salts. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että ainakin osa neutraloinnissa muodostuneesta klo- raatti-kloridiliuoksesta johdetaan alkalimetallikloraatin valmistukseen tai prosessiin, joka kuluttaa alkalimetallikloraat-tia tai se muutetaan kloridiliuokseksi tai se hävitetään.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that at least part of the chlorate chloride solution formed in the neutralization is passed to an alkali metal chlorate production or process which consumes the alkali metal chlorate or converts it into a chloride solution or discards it. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että neutralointi suoritetaan lisäämällä alkalimetalli-• karbonaatti kloorialkalielektrolyysistä poistuvaan laimeaan alkalimetallikloridiliuokseen, johon johdetaan kloorikaasua, ja näin saatu väkevöity alkalimetallikloridiliuos palaute-35 taan kloorialkalielektrolyysiin. . 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu sii- » tä, että kloorialkalielektrolyysiin palautettavasta liuok- II 92844 sesta alkalimetallikloraatti muutetaan halutuksi yhdisteeksi jollakin tunnetulla tavalla.Process according to Claim 1, characterized in that the neutralization is carried out by adding an alkali metal carbonate to a dilute alkali metal chloride solution leaving the chlor-alkali electrolysis to which chlorine gas is introduced, and the concentrated alkali metal chloride solution thus obtained is returned to the chlor-alkali electrolysis. . Process according to Claim 5, characterized in that the alkali metal chlorate which is returned to the chlor-alkali electrolysis solution is converted into the desired compound in a known manner. 6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att alkalimetallklorat i lösningen som skall äterföras tili il 92844 kloralkalielektrolysen överförs till en önskad förening pa ett känt sätt.6. A patent according to claim 5, which refers to the use of alkali metal chlorides in the form of an account for 92844 chlor-alkali electrolysis for a self-contained process. 7. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kän-5 netecknat av att koncentrationen hos aikaiimetallkloridlös- ningen som inmatas i kloralkalielektrolysen är närä mätt-nadskoncentrationen för klorid.7. A preferred embodiment of the present invention, which comprises the concentration of chloral alkali electrolysis in a chlorine-alkaline electrolytic process. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel-5 mä, tunnettu siitä, että kloorialkalielektrolyysiin syötettävän alkalimetallikloridiliuoksen väkevyys on lähellä kylläistä kloridin väkevyyttä.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the concentration of the alkali metal chloride solution fed to the chlor-alkali electrolysis is close to the saturated chloride concentration. 8. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kän-10 netecknat av att pH hos lösningen i neutraliseringen är över 3 .8. The first step is to use a patent, the pH of which is equal to the pH of the neutralization solution. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel-10 mä, tunnettu siitä, että neutraloinnissa olevan liuoksen pH on yli 3.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the pH of the solution in the neutralization is greater than 3. 9. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kän-netecknat av att neutraliseringen utförs i ett eller flera 15 steg kontinuerligt eller satsvis.9. An embodiment of a patent according to the invention, which comprises the neutralization of a container or a sleeve. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neutralointi suoritetaan yhdessä 15 tai useammassa vaiheessa jatkuvatoimisesti tai panoksittain.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the neutralization is carried out in one of 15 or more stages continuously or batchwise. 10. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kän-netecknat av att temperaturen vid neutraliseringen är mellan 20°C och 100°C. 2010. A preferred embodiment of the invention, wherein the temperature is neutralized to between 20 ° C and 100 ° C. 20 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neutraloinnin lämpötila on välillä 20°C ja 100°C. 20Process according to one of the preceding claims, characterized in that the neutralization temperature is between 20 ° C and 100 ° C. 20 11. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kän-netecknat av att elektrolyseringen av alkalimetallkloridlös-ningen utförs i en kvicksilverkatod-, diafragma eller mem-brancell. 2511. A method according to the invention, which comprises electrolysis of an alkali metal chloride solution, including a quaternary cathode, a diaphragm or a memory. 25 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalimetallikloridiliuoksen elekt-rolysointi suoritetaan elohopeakatodi-, diafragma- tai mem-braanikennossa. 25Process according to one of the preceding claims, characterized in that the electrolysis of the alkali metal chloride solution is carried out in a mercury cathode, diaphragm or membrane cell. 25 12. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kän- netecknat av att ätminstone en del av den frän elektrolysen av alkalimetallkloridlösningen erhällna kloren införs i neutraliseringen av alkalimetallkarbonatet. 3012. An embodiment of the invention provides a patent for the electrolyzing of alkali metal chlorides and the neutralization of alkali metal carbonates. 30 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa alkalimetallikloridiliuoksen elektrolyysistä saadusta kloorista johdetaan alka-limetallikarbonaatin neutralointiin. 30Process according to one of the preceding claims, characterized in that at least part of the chlorine obtained from the electrolysis of the alkali metal chloride solution is passed to neutralize the alkali metal carbonate. 30 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloorikaasu puhdistetaan, nesteytetään ja höy-rystetään erilleen neutralointia varten.Process according to Claim 12, characterized in that the chlorine gas is purified, liquefied and evaporated separately for neutralization. 14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloorikaasu johdetaan suoraan puhdistamatta al-kalimetallikarbonaatin neutralointiin. 10 92844 l. Förfarande för framställning av aikaiimetailhydroxid, -klorat och väte medelst kloralkalielektrolys, väri en alka-limetallkloridlösning elektrolyseras för bildande av aikaii-5 metallhydroxid, klor och väte, kännetecknat av att atminsto-ne en del av alkalimetallkloriden som förbrukas vid kloral-kalielektrolysen framställs genom neutralisering av alkali -metallkarbonat med klor. 10 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att neutraliseringen utförs genom att tillsätta aikaiimetailkar-bonatet i vatten eller i en lösning som innehäller alkalime-tallklorid eller aikaiimetallklorid och -klorat och väri in-leds klorgas, varvid bildade alkalimetallkloridkristaller 15 separeras ur lösningen och införs i en frän kloralkalielek-trolysen avgäende utspädd alkalimetallkloridlösning, som sedan efter rening äterförs tili kloralkalielektrolysen.Process according to Claim 12, characterized in that the chlorine gas is passed directly to the neutralization of the alkali metal carbonate without purification. 10 92844 1. Fertilizers for the production of alkaiimetalhydroxide, chlorates and derivatives of chloral alkali electrolyte, color and alkali metal chloride electrolysis for the preparation of alkai-5 metal hydroxides, chlorine and derivatives, for the production of atoms kalielektrolysen framställs genom neutralisering av alkali -metallkarbonat med klor. 10 2. A method according to claim 1, which provides for the neutralization of the genome by the addition of an alkali metal chloride or an alkali metal chloride and an alkali metal chloride and a color of the alkali metal, 15 In addition to the chlor-alkali electrolysis process, an alkali metal chloride solution is used, which is then followed by the addition of chlor-alkali electrolysis. 13. Förfarande enligt patentkrav 12, kännetecknat av att klorgasen renas, kondenseras och förängas skilt för neutraliseringen. 3513. A patent according to claim 12, which comprises the use of chlorine, a condenser and a spatula for neutralization. 35 14. Förfarande enligt patentkrav 12, kännetecknat av att klorgasen införs direkt utan rening i neutraliseringen av alkalimetallkarbonatet.14. A patent according to claim 12, which can be used to directly purify and neutralize alkali metal carbonates.
FI930758A 1992-03-13 1993-02-19 Process for the preparation of alkali metal hydroxide, chlorate and hydrogen FI92844C (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI930758A FI92844C (en) 1993-02-19 1993-02-19 Process for the preparation of alkali metal hydroxide, chlorate and hydrogen
AU34098/93A AU657842B2 (en) 1992-03-13 1993-03-09 Method for producing alkaline metal hydroxide
DE69326788T DE69326788T2 (en) 1992-03-13 1993-03-10 Process for the preparation of alkali metal hydroxide
EP93103824A EP0560316B1 (en) 1992-03-13 1993-03-10 Method for producing alkaline metal hydroxide
AT93103824T ATE185855T1 (en) 1992-03-13 1993-03-10 METHOD FOR PRODUCING ALKALINE METAL HYDROXYDE
ES93103824T ES2137203T3 (en) 1992-03-13 1993-03-10 METHOD FOR PRODUCING ALKALINE METAL HYDROXIDE.
CA002092651A CA2092651C (en) 1992-03-13 1993-03-12 Method for producing alkaline metal hydroxide
JP5051805A JP2755542B2 (en) 1992-03-13 1993-03-12 Method for producing alkali metal hydroxide
RU9393004606A RU2091509C1 (en) 1992-03-13 1993-03-12 Method of producing alkali metal hydroxide
US08/558,350 US5651875A (en) 1992-03-13 1995-11-16 Process for producing alkali metal hydroxide

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI930758 1993-02-19
FI930758A FI92844C (en) 1993-02-19 1993-02-19 Process for the preparation of alkali metal hydroxide, chlorate and hydrogen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI930758A0 FI930758A0 (en) 1993-02-19
FI92844B true FI92844B (en) 1994-09-30
FI92844C FI92844C (en) 1995-01-10

Family

ID=8537427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI930758A FI92844C (en) 1992-03-13 1993-02-19 Process for the preparation of alkali metal hydroxide, chlorate and hydrogen

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI92844C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI92844C (en) 1995-01-10
FI930758A0 (en) 1993-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5174868A (en) Chlorine dioxide generation from chloric acid
US5292406A (en) Process for electrolytic production of alkali metal chlorate and auxiliary chemicals
US4036713A (en) Process for the production of high purity lithium hydroxide
CA2071810C (en) Process for the production of chlorine dioxide
CA2162471C (en) Chlorine dioxide generation for water treatment
CA1287596C (en) Production of sodium chlorate
SE462651B (en) CONTINUOUS PROCEDURE FOR PRODUCING CHLORO Dioxide
US5419818A (en) Process for the production of alkali metal chlorate
FI107810B (en) A process for removing sulfate from alkali metal chlorate solutions and a process for preparing such alkali metal chlorates
AU2010305879B2 (en) Process for production of chlorine dioxide
FI92844B (en) Process for preparing alkali metal hydroxide, alkali metal chlorate and hydrogen
JP2755542B2 (en) Method for producing alkali metal hydroxide
US4776930A (en) Process for the preparation of potassium nitrate
TWI623498B (en) Treatment of effluents from production plants of epoxy compounds
US5284553A (en) Chlorine dioxide generation from chloric acid
FI90356B (en) Process for preparing alkali metal hydroxide
US20120186989A1 (en) Process for producing chlorine with low bromine content
FI121076B (en) A process for the preparation of alkali metal chlorate
US8636893B2 (en) Process for producing chlorine with low bromine content
KR830000185B1 (en) Method for preparing chlorine peroxide
UA156473U (en) METHOD OF OBTAINING POTASSIUM CHLORATE FROM SOLUTIONS OF MINERAL SALTS
Hine et al. Combination of the amalgam cell and the membrane cell processes for chlor-alkali production
JPH09111487A (en) Method for preventing increase of chlorate in salt water

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application