NO180326B - Fremgangsmåte for fremstilling av en vandig natriumhydroksyd-lösning - Google Patents
Fremgangsmåte for fremstilling av en vandig natriumhydroksyd-lösning Download PDFInfo
- Publication number
- NO180326B NO180326B NO932432A NO932432A NO180326B NO 180326 B NO180326 B NO 180326B NO 932432 A NO932432 A NO 932432A NO 932432 A NO932432 A NO 932432A NO 180326 B NO180326 B NO 180326B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- acid
- aqueous solution
- sodium
- solution
- sodium hydroxide
- Prior art date
Links
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 81
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 62
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 56
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 29
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 41
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000031 sodium sesquicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000018341 sodium sesquicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- WCTAGTRAWPDFQO-UHFFFAOYSA-K trisodium;hydrogen carbonate;carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].OC([O-])=O.[O-]C([O-])=O WCTAGTRAWPDFQO-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 11
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 9
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 4
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 3
- -1 sodium cations Chemical class 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241001625808 Trona Species 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003935 Flemion® Polymers 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- VAOCPAMSLUNLGC-UHFFFAOYSA-N metronidazole Chemical compound CC1=NC=C([N+]([O-])=O)N1CCO VAOCPAMSLUNLGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229940071207 sesquicarbonate Drugs 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/14—Alkali metal compounds
- C25B1/16—Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/445—Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D1/00—Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D1/04—Hydroxides
- C01D1/28—Purification; Separation
- C01D1/38—Purification; Separation by dialysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av en vandig løsning av natriumhydroksyd.
Mer spesielt angår den en fremgangsmåte for fremstilling av natriumhydroksyd ved elektrodialyse.
Elektrodialyse er en velkjent teknikk for fremstilling av vandige løsninger av natriumhydroksyd. I US-A 4 238 305 be-skrives, således en fremgangsmåte hvor det i en elektrodialyse-celle som omfatter alternerende kationiske membraner føres inn vann eller en fortynnet vandig natriumhydroksyd-løsning i kamrene som er anordnet mellom en kationisk membran og den anioniske front av en bipolar membran, og en vandig natriumkarbonat -løsning føres inn i kamrene som er anordnet mellom en kationisk membran og den kationiske front av en bipolar membran. I denne kjente prosess opprettholdes en alkalisk pH-verdi i kamrene som tilføres vann eller natriumhydroksyd-løs-ningen, og en sur pH-verdi opprettholdes i kamrene som tilfø-res natriumkarbonat-løsningen. På denne måte genereres karbondioksyd i de sure kammere.
I denne kjente prosess medfører genereringen av karbondioksyd i elektrodialyse-cellen ulemper. I realiteten dannes de bipolare membraner som anvendes i disse kjente prosesser ved sammenføyning av en anionisk membran og en kationisk membran på en slik måte at dersom karbondioksyd dannes i porene av den kationiske front av den bipolare membran, er det en risiko for at de to membraner blir skilt fra hverandre. Videre utsetter gassen som produseres på denne måte membranene for mekaniske påkjenninger som kan ødelegge dem, og i tillegg økes i betyde-lig grad elektrolyttens elektriske motstand og således også forbruket av elektrisitet.
En fremgangsmåte for fremstilling av natriumkarbonat fra trona (mineral omfattende natriumkarbonat) ved hjelp av elektrodialyse er beskrevet i US-A 4 592 817. I denne kjente prosess unngås dannelsen av karbondioksyd i det sure kammer i elektrodialyse-cellen ved at det for tilførsel til cellen anvendes en natriumsulfat-løsning som er oppnådd ved dekomponering av natriumkarbonat med en løsning av svovelsyre. Ettersom dekomponeringen av natriumkarbonatet gjennomføres ved å blande natriumkarbonatet med løsningen av svovelsyre i en reaktor utenfor elektrodialyse-cellen, kommer det karbondioksyd som dannes i reaktoren ikke inn i elektrodialyse-cellen. I praksis er imidlertid anvendelsen av denne kjente fremgangsmåte funnet å være vanskelig, ettersom en ubeleilig frigivning av karbondioksyd i elektrodialyse-cellen er uunn-gåelig i tilfelle av ufullstendig dekomponering av natriumkarbonatet .
Oppfinnelsen er rettet mot å avhjelpe ulempene ved disse kjente prosesser ved å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte som gjør det mulig å fremstille en vandig løsning av natriumhydroksyd fra natriumkarbonat i en elektrodialyse-celle hvor det ikke er noen risiko for at det dannes karbondioksyd i elektrodialyse-cellen.
Oppfinnelsen angår derfor en fremgangsmåte for fremstilling av en vandig løsning av natriumhydroksyd, karakterisert ved at den omfatter
sirkulering av en vandig løsning av natriumkarbonat og en vandig løsning av en syre med en pK-verdi lavere enn pK-verdien for karbonsyre på hver sin side av en kationisk membran, for ved dialyse gjennom den kationiske membran å produsere en vandig løsning av et natriumsalt avledet fra
syren, og
elektrodialyse av den vandige løsning av natriumsaltet i en elektrodialyse-celle som inneholder bipolare membraner.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen må syren som anvendes være en syre som er vannløselig og som danner et vann-løselig natriumsalt. Den velges videre fra syrer som har en pK-verdi som er lavere enn pK-verdien for karbonsyre. For dette formål velges syren generelt fra syrer hvor pK-verdien i vandig løsning ved 25°C er lavere enn 6,35, som er den generelt aksepterte verdi for pK-verdien for karbonsyre i vandig løsning ved 25°C. (D.D. Perrin: "Dissociation constants of inorganic acids and bases in aqueous solution", International Union of Pure and Applied Chemistry, Butterworths, 1969, s. 152). I det følgende vil de angitte pK-verdier være å anse som verdiene for syren i vandig løsning ved 25°C.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anbefales spesielt de syrer som har en pK som ikke overskrider 4. Syrer med en for høy dissosiasjonskonstant (for lav pK) bør unngås for under elektrodialysen å kunne begrense strømmen av protoner inn i den vandige løsning av natriumhydroksyd som skal fremstilles . For dette formål anbefales det å velge syren blant slike hvor pK-verdien er høyere enn 0, fortrinnsvis minst 1. Foretrukne syrer er de som har en pK på l til 3.
Syren kan være såvel en uorganisk syre som en organisk syre. Det er foretrukket å velge en uorganisk syre, så som f.eks. svovelsyre eller fosforsyre. Selv om svovelsyre (pK = 1,96) er egnet, foretrekkes fosforsyre (pK = 2,15).
Natriumkarbonat-løsningens opprinnelse er ikke kritisk. Den kan f.eks. oppnås ved at vannfritt natriumkarbonat løses opp i vann. I en alternativ form" kan den også fremstilles ved å dispergere natrium-seskvikarbonat i vann, f.eks. seskvikarbonat ekstrahert fra en trona-avsetning, idet dispergeringen eventuelt etterfølges av filtrering for å fjerne uløselige bestanddeler, spesielt natriumbikarbonat.
Løsningen av syre og løsningen av natriumkarbonat kan være fortynnede løsninger eller konsentrerte løsninger. Konsentrerte løsninger er foretrukket. De respektive konsentrasjoner av de to løsninger må imidlertid være kompatible med løseligheten av produktene som dannes i reaktoren (spesielt løseligheten av natriumbikarbonat og av natriumsaltet av syren) for å unngå at det dannes faste utfellinger i reaktoren. I praksis avhenger derfor den optimale konsentrasjon av de to løsninger av forskjellige parametere, spesielt tempera-turen, membranens art og av den valgte syre. I hvert enkelt tilfelle kan de bestemmes ved rutine-laboratoriearbeid. Når det gjelder natriumkarbonat-løsningen, er generelt vektkonsen-trasjoner på minst 10% natriumkarbonat ved 20°C egnet. Den optimale konsentrasjon av syreløsningen vil naturlig nok av-henge av den syre som velges. Når det gjelder løsninger ved 20°C, er det fordelaktig med minst 10 vekt% når det gjelder en løsning av svovelsyre og minst 4 vekt% i tilfelle av en løs-ning av ortofosforsyre. For det tilfelle hvor elektrodialysen gjennomføres ved høy temperatur, kan de respektive konsentrasjoner av natriumkarbonat-løsningen og av syreløsningen være høyere. I tilfelle av en temperatur på minst 50°C kan f.eks. natriumkarbonat-løsningen med fordel ha et vektinnhold på minst 12% natriumkarbonat, og syreløsningen kan med fordel ha et vektinnhold av syre på minst 20% (i det tilfelle hvor den valgte syre er svovelsyre) eller 10% (i det tilfelle hvor den valgte syre er ortofosforsyre).
I henhold til oppfinnelsen sirkuleres hhv. natriumkarbonat-løsningen og løsningen av syre med pK lavere enn 6,35 på hver sin side av en kationisk membran, slik at det ved dialyse gjennom den kationiske membran foregår en migrering av natriumioner fra natriumkarbonat-løsningen mot syreløsningen og en migrering av protoner fra syreløsningen mot natriumkarbonat -løsningen. Dialyse er en teknikk som i seg selv er velkjent og de optimale driftsbetingelser som skal anvendes ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan lett bestemmes ved laboratorie-rutinearbeid (Journal of Membrane Science, 48
(1990), Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam, sider 155 - 179, Eleanor H. Cwirko & Ruben G. Carbonnel: "A theoretical analysis of Donnan dialysis across charged porous membranes") . En vandig løsning av natriumsaltet av syren med pK lavere enn 6,35 og som er fri for natriumkarbonat kan således utvinnes. I samsvar med oppfinnelsen føres den inn i elektrodialyse-cellen. Under elektrodialysen føres det til elektrodialyse-cellen på den ene side løsningen av natriumsaltet av syren med pK lavere enn 6,35 og på den andre side vann eller en fortynnet vandig løsning av natriumhydroksyd. Med en fortynnet vannet løsning av natriumhydroksyd menes en umettet løsning. Natriumhydroksyd-konsentrasjonen i den vandige løsning bestemmes av nødvendigheten av å unngå at membranene ødelegges av natrium-hydroksydet. For dette formål anbefales det å velge en konsentrasjon av natriumhydroksyd som er lavere enn 10 mol pr. liter, fortrinnsvis lavere enn 5 mol pr. liter, idet konsentrasjoner som ikke overskrider 2,5 mol pr. liter er spesielt an-befalt. I praksis oppnås gode resultater ved å velge vandige løsninger hvor natriumhydroksyd-konsentrasjonen er høyere enn 0,2 mol pr. liter, fortrinnsvis minst 0,5 mol pr. liter, idet foretrukne konsentrasjoner ligger mellom 1 og 2 mol pr. liter. Elektrodialysen kan gjennomføres i enhver elektrodialyse-celle med bipolare membraner og av den type som vanligvis anvendes for fremstilling av vandige løsninger av natriumhydroksyd, f.eks. en celle av to-kammertype eller en celle av tre-kammertype, så som de som er beskrevet i patentskriftene'US-A 4 238 305 og US-A 4 592 817. I en fordelaktig utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes en elektrodialyse-celle som mellom en anode og en katode omfatter minst to kammere som er avgrenset av hhv. en kationisk membran og to bipolare membraner som er anordnet på hver side av den kationiske membran og som hver har en anionisk frontside rettet mot anoden, idet den vandige løs-ning av natriumsaltet føres inn i det av de to kammere som er nærmest anoden, og vann eller en fortynnet vandig natriumhydroksyd- løsning føres inn i det andre kammer. En kationisk membran skal forstås som betegnelse for et tynt, ikke-porøst ark som er selektivt gjennomtrengelig for kationer og ugjennomtrengelig for anioner. De kationiske membraner som kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen må være laget av et materiale som er inert overfor vandige natriumhydroksyd- løsninger . Kationiske membraner som kan anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er f.eks. ark laget av fluorpolymer som inneholder kationisk funksjonelle grupper avledet av sulfonsyrer, karboksylsyrer eller fosfonsyrer, eller blandinger av slike funksjonelle grupper. Eksempler på membraner av denne type er de som er beskrevet i patentskrif-tene GB-A 1 497 748, GB-A 1 522 877 og GB-A 1 402 920. Membraner som er spesielt egnet for denne anvendelse av cellen ifølge oppfinnelsen er de som er kjent under navnene "Nafion"
(Du Pont) og "Flemion" (Asahi Glass Company Ltd.).
De bipolare membraner er membraner som på den ene frontside oppviser egenskapene for en kationisk membran og på den andre frontside egenskapene for en anionisk membran,- en anionisk membran er pr. definisjon et tynt, ikke-porøst ark som er selektivt gjennomtrengelig for anioner og ugjennomtrengelig for kationer. De bipolare membraner kan generelt oppnås ved å forene en kationisk membran og en anionisk membran ved at det for dette formål f.eks. anvendes de teknikker som er beskrevet i britisk patentsøknad GB-A 2 122 543 og i internasjonal pa-tentsøknad WO 89/1059. Anioniske membraner som kan anvendes for å lage bipolare membraner som kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ark laget av et polymert materiale som er inert når det gjelder vandige løsninger av natriumhydroksyd og som omfatter kvaternære ammoniumgrupper som virker som permanente anioniske steder.
I praksis er kationiske membraner ikke ideelt ugjennomtrengelige for anioner, og anioniske membraner er ikke ideelt ugjennomtrengelige for kationer. Pr. definisjon er strøm-virk-ningsgraden for en kationisk membran den molare andel kationer som i virkeligheten går gjennom membranen under påvirkning av én faraday. På tilsvarende måte er strøm-virkningsgraden for en anionisk membran den molare andel av de anioner som i virkeligheten går gjennom membranen under påvirkning av én faraday.
Spesielle trekk og detaljer ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av vedlagte tegning, som skjema-tisk viser et anlegg for gjennomføring av en spesiell utførel-se av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Anlegget som er vist i figuren omfatter en elektrodialyse-celle 1 og en dialysereaktor 2.
Elektrodialyse-cellen 1 er av to-kammertypen. Den omfatter, i rekkefølge mellom en anode 3 og en katode 4, en bipolar membran 5, en kationisk membran 6 og en andre bipolar membran 7. De bipolare membraner 5 og 7 er anordnet i cellen på en slik måte at de har den anioniske side rettet mot anoden. Membraner 5, 6 og 7 definerer således to kammere 8 og 9 i cellen.
I praksis inneholder industrielle elektrodialyse-celler et stort antall (generelt flere titalls) kammere så som 8 og 9 .
Reaktoren 2 omfatter en beholder som er delt inn i to kammere 10 og 11 ved hjelp av en kationisk membran 12.
Når anlegget som er vist på figuren anvendes, sirkuleres en vandig løsning av natriumkarbonat 13 i kammeret 11 i reaktoren 2. Samtidig sirkuleres en vandig løsning av fosforsyre 14 i kammeret 10 i reaktoren 2. Den vandige løsning av fosforsyre kan eventuelt inneholde natriumfosfat. Under sirkulasjo-nen av de to løsninger 13 og 14 i reaktoren 2 migrerer natriumkationer fra kammeret 11 og inn i kammeret 10 gjennom den kationiske membran 12; samtidig migrerer protoner fra kammeret 10 inn i kammeret 11 gjennom membranen 12, slik at løsningenes ioniske likevekt i de to kammere opprettholdes. En vandig løs-ning av natriumfosfat 15 utvinnes fra kammeret 10 og karbondioksyd og en vandig løsning av natriumbikarbonat 17 fra kammeret 11.
Den vandige løsning av natriumfosfat 15 føres inn i kammeret 8 i elektrodialyse-cellen 1. Samtidig føres vann (eller en fortynnet løsning av natriumhydroksyd) 18 inn i kammeret 9
i cellen. I de ytre kammere 19 og 20 som inneholder elektrodene 3 og 4 sirkuleres en vandig elektrolytt, hvis sammenset-ning ikke er kritisk. Under påvirkningen av forskjellen i po-tensiale mellom elektrodene 3 og 4 finner vandig dissosiasjon sted på de bipolare membraner 5 og 7, noe som er årsak til dannelse av protoner i kammeret 8 og av hydroksylioner i kammeret 9. Samtidig migrerer natriumkationer fra kammeret 8 inn i kammeret 9, idet de går gjennom den kationiske membran 6. Således dannes natriumhydroksyd i kammeret 9 og fosforsyre i kammeret 8. En vandig løsning av natriumhydroksyd 21 utvinnes så fra kammeret 9 og en vandig løsning 22 av fosforsyre fra kammeret 8. Løsningen 22 (som vanligvis kan inneholde oppløst natriumfosfat) kan resirkuleres til reaktoren 2, hvor den så utgjør utgangsløsningen 14 av fosforsyre.
Den vandige løsning 21 av natriumhydroksyd kan anvendes som den er. Alternativt kan den først gjennomgå delvis fordamping for å konsentrere innholdet av natriumhydroksyd i løsningen.
Karbondioksydet som utvinnes fra reaktoren 2 kan f.eks. anvendes i et ammoniakk/soda-anlegg.
Den vandige løsning av natriumbikarbonat 17 som utvinnes fra kammeret 11 i reaktoren 2 kan gjennomgå en fordamping for å krystallisere natriumbikarbonat som kan anvendes som det er.
Claims (10)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av en vandig løsning av na t r iumhydrok syd,
karakterisert ved at den omfatter sirkulering av en vandig løsning av natriumkarbonat og en
vandig løsning av en syre med en pK-verdi lavere enn pK-verdien for karbonsyre på hver sin side av en kationisk membran, for ved dialyse gjennom den kationiske membran å produsere en vandig løsning av et natriumsalt avledet fra syren, og
elektrodialyse av den vandige løsning av natriumsaltet i
en elektrodialyse-celle som inneholder bipolare membraner .
2. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at syren velges fra syrer hvor pK-verdien ved 25°C er lavere enn 6,35.
3. Fremgangsmåte ifølge krav l eller 2, karakterisert ved at syren velges fra slike syrer hvor pK-verdien ikke overskrider 4.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at syren velges fra slike syrer som har en pK-verdi på 1 til 3.
5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at syren velges fra uorga-niske syrer.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at syren som velges er fosforsyre.
7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at den vandige løsning av syre er en løsning som utvinnes fra elektrodialysen.
8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at den vandige løsning av natriumkarbonat oppnås ved å løse opp natrium-seskvikarbonat i vann.
9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at elektrodialyse-cellen (1) mellom en anode (3) og en katode (4) omfatter minst to kammere (8, 9) avgrenset mellom hhv. en kationisk membran (6)
og to bipolare membraner (5, 7), som er anordnet på hver side av den kationiske membran (6) og som hver har en anodisk for-side som er rettet mot anoden, idet den vandige løsning av natriumsaltet (15) føres inn i det av de to kammere som er nærmest anoden, og vann eller en fortynnet vandig løsning av natriumhydroksyd (18) føres inn i det andre kammer.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,
karakterisert ved at den sure løsning er en vandig løsning som utvinnes fra kammeret (8) som tilføres den vandige løsning av natriumsaltet.Alternativt kan det føres til et ammoniakk/soda-anlegg.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9200622A BE1006054A3 (fr) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | Procede de fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO932432D0 NO932432D0 (no) | 1993-07-02 |
| NO932432L NO932432L (no) | 1994-01-04 |
| NO180326B true NO180326B (no) | 1996-12-23 |
| NO180326C NO180326C (no) | 1997-04-02 |
Family
ID=3886352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO932432A NO180326C (no) | 1992-07-03 | 1993-07-02 | Fremgangsmåte for fremstilling av en vandig natriumhydroksyd-lösning |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5395497A (no) |
| EP (1) | EP0577207B1 (no) |
| JP (1) | JPH0692627A (no) |
| AT (1) | ATE146097T1 (no) |
| BE (1) | BE1006054A3 (no) |
| CA (1) | CA2098344A1 (no) |
| CZ (1) | CZ288500B6 (no) |
| DE (1) | DE69306484T2 (no) |
| DK (1) | DK0577207T3 (no) |
| ES (1) | ES2098646T3 (no) |
| FI (1) | FI933061A (no) |
| HU (1) | HU210311B (no) |
| NO (1) | NO180326C (no) |
| PL (1) | PL172325B1 (no) |
| SK (1) | SK280865B6 (no) |
| TR (1) | TR27183A (no) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5766270A (en) | 1996-05-21 | 1998-06-16 | Tg Soda Ash, Inc. | Solution mining of carbonate/bicarbonate deposits to produce soda ash |
| US6322767B1 (en) | 1996-05-21 | 2001-11-27 | Fmc Corporation | Process for making sodium carbonate decahydrate from sodium carbonate/bicarbonate liquors |
| US5955043A (en) | 1996-08-29 | 1999-09-21 | Tg Soda Ash, Inc. | Production of sodium carbonate from solution mine brine |
| IT1287127B1 (it) * | 1996-10-31 | 1998-08-04 | Solvay | Procedimento di fabbricazione di una soluzione acquosa di idrossido di sodio |
| GB9705349D0 (en) * | 1997-03-14 | 1997-04-30 | Ici Plc | Treatment of effluent streams |
| JP2970670B1 (ja) | 1998-02-25 | 1999-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 肉盛合金およびエンジンバルブ |
| US6193882B1 (en) | 1998-06-15 | 2001-02-27 | Rswc Inc. | Pressurized brining system |
| JP3596751B2 (ja) | 1999-12-17 | 2004-12-02 | トヨタ自動車株式会社 | 焼結合金配合用硬質粒子、耐摩耗性鉄基焼結合金、耐摩耗性鉄基焼結合金の製造方法及びバルブシート |
| JP4127021B2 (ja) | 2002-11-06 | 2008-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | 硬質粒子、耐摩耗性鉄基焼結合金、耐摩耗性鉄基焼結合金の製造方法及びバルブシート |
| DE102007027705A1 (de) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Ziemann Ludwigsburg Gmbh | Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten führenden Anlagen, insbesondere von Brauerei- und Getränkeanlagen, und deren Teile, und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
| CN101918318A (zh) * | 2007-06-28 | 2010-12-15 | 阿舍·维特纳有限公司 | 生产钛盐的方法 |
| WO2014086941A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Solvay Sa | Process for producing sodium carbonate from an ore mineral comprising sodium bicarbonate |
| DE102015208690A1 (de) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Elektrodialytische Herstellung von Phosphorsäure und Vorrichtung |
| WO2021144042A1 (en) | 2020-01-15 | 2021-07-22 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Water treatment process |
| CN112675709B (zh) * | 2020-12-07 | 2024-07-05 | 河北工业大学 | 一种用于海水固碳制碱浓溶液的双极膜电渗析装置及方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4636289A (en) * | 1983-05-02 | 1987-01-13 | Allied Corporation | Solution mining of sodium minerals with acids generated by electrodialytic water splitting |
| US4629545A (en) * | 1984-08-10 | 1986-12-16 | Allied Corporation | Electrodialytic water splitter and process for removal of SO2 from gases containing same and for recovery of SO2 and NaOH |
| US4584077A (en) * | 1984-08-13 | 1986-04-22 | Allied Corporation | Process for recovering sodium carbonate from trona and other mixtures of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| US4592817A (en) * | 1984-12-03 | 1986-06-03 | Allied Corporation | Electrodialytic water splitting process for gaseous products |
| DE3831848A1 (de) * | 1988-09-20 | 1990-03-29 | Basf Ag | Verfahren zur abtrennung von salzen mittels elektrodialyse |
| AT392735B (de) * | 1989-10-31 | 1991-05-27 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zur stufenweisen elektrodialyse von alkalisulfathaeltigen waesserigen loesungen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
-
1992
- 1992-07-03 BE BE9200622A patent/BE1006054A3/fr not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-06-08 US US08/073,735 patent/US5395497A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-14 CA CA002098344A patent/CA2098344A1/fr not_active Abandoned
- 1993-06-25 AT AT93201850T patent/ATE146097T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-06-25 EP EP93201850A patent/EP0577207B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-25 ES ES93201850T patent/ES2098646T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-25 DE DE69306484T patent/DE69306484T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-25 DK DK93201850.0T patent/DK0577207T3/da active
- 1993-06-28 SK SK675-93A patent/SK280865B6/sk unknown
- 1993-06-28 CZ CZ19931289A patent/CZ288500B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-06-29 PL PL93299512A patent/PL172325B1/pl unknown
- 1993-06-30 TR TR00547/93A patent/TR27183A/xx unknown
- 1993-07-02 NO NO932432A patent/NO180326C/no unknown
- 1993-07-02 FI FI933061A patent/FI933061A/fi unknown
- 1993-07-02 HU HU9301940A patent/HU210311B/hu not_active IP Right Cessation
- 1993-07-05 JP JP5165493A patent/JPH0692627A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0577207A1 (fr) | 1994-01-05 |
| HU9301940D0 (en) | 1993-09-28 |
| PL172325B1 (pl) | 1997-09-30 |
| DE69306484T2 (de) | 1997-06-12 |
| EP0577207B1 (fr) | 1996-12-11 |
| CZ128993A3 (en) | 1994-02-16 |
| NO932432L (no) | 1994-01-04 |
| FI933061A0 (fi) | 1993-07-02 |
| HUT66107A (en) | 1994-09-28 |
| DK0577207T3 (da) | 1997-06-16 |
| TR27183A (tr) | 1994-11-28 |
| SK67593A3 (en) | 1994-01-12 |
| FI933061A (fi) | 1994-01-04 |
| NO180326C (no) | 1997-04-02 |
| US5395497A (en) | 1995-03-07 |
| BE1006054A3 (fr) | 1994-05-03 |
| CZ288500B6 (cs) | 2001-07-11 |
| CA2098344A1 (fr) | 1994-01-04 |
| DE69306484D1 (de) | 1997-01-23 |
| HU210311B (en) | 1995-03-28 |
| SK280865B6 (sk) | 2000-08-14 |
| ATE146097T1 (de) | 1996-12-15 |
| NO932432D0 (no) | 1993-07-02 |
| ES2098646T3 (es) | 1997-05-01 |
| PL299512A1 (en) | 1994-01-10 |
| JPH0692627A (ja) | 1994-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO180326B (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av en vandig natriumhydroksyd-lösning | |
| US4238305A (en) | Electrodialytic process for the conversion of impure soda values to sodium hydroxide and carbon dioxide | |
| US3884777A (en) | Electrolytic process for manufacturing chlorine dioxide, hydrogen peroxide, chlorine, alkali metal hydroxide and hydrogen | |
| US5928488A (en) | Electrolytic sodium sulfate salt splitter comprising a polymeric ion conductor | |
| US5932085A (en) | Chlorine dioxide generation for water treatment | |
| US2700063A (en) | Source of current | |
| JPH05504170A (ja) | 塩素酸・アルカリ金属塩素酸塩混合物の電気化学的製造方法 | |
| CN109772169A (zh) | 一种双极膜电渗析系统及其制备氢氧化锂的方法 | |
| KR930016433A (ko) | α-글리코실-L-아스코르브산 고함유물의 제조방법 및 그 제조를 위한 분리 시스템 | |
| NO310284B1 (no) | Fremgangsmåte ved fremstilling av kloridoksyd | |
| WO1993019227A1 (en) | Process and apparatus for the production of sulphuric acid and alkali metal hydroxide | |
| US5308455A (en) | Process for the manufacture of sodium hydroxide | |
| US4647351A (en) | Process for generating chlorine and caustic soda using a membrane electrolysis cell coupled to a membrane alkaline fuel cell | |
| KR900001884A (ko) | 이산화염소와 수산화나트륨의 제조방법 | |
| JPH10291808A (ja) | 過酸化水素水の製造方法及び装置 | |
| US5888368A (en) | Process for manufacturing an aqueous sodium hydroxide solution | |
| US5407547A (en) | Process for production of acidified process streams | |
| JPH0558601A (ja) | 硫酸塩の再生方法 | |
| US6554990B1 (en) | Process for the manufacture of alkali metal hydroxide | |
| JPH07126997A (ja) | 酸とアルカリの製造方法 | |
| SE517708C2 (sv) | Förfarande för framställning av kaliumformiat III | |
| JPS56123386A (en) | Method and apparatus for electrolysis of salt | |
| DE50111075D1 (de) | Chloralkalielektrolyse-Verfahren in Membranzellen unter Elektrolyse von ungereinigtem Siedesalz | |
| Gómez et al. | Recovery of weak organic acids by electroneutralisation. Electroneutralisation of sodium acetate. |