PL56337B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 30.XI.1968 56337 KI. 12 h, 1 MKP B Ol k3foo CZYTELNIA UKD Urredu Patentowego PoUmCj Rzsczypospolilgl Lutowe) Twórca wynalazku: dr inz. Adam Korczynski Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska (Katedra Elektrochemii Tech¬ nicznej), Gliwice (Polska) Sposób prowadzenia elektrolitycznych procesów redukcyjnych Wynalazek dotyczy elektrolitycznych procesów wytwarzania róznych produktów uzyskiwanych droga redukcji substratów, które wprowadza sie do przestrzeni katodowej podczas elektrolizy roz¬ tworu nazywanego elektrolitem podstawowym. Ja¬ ko elektrolit podstawowy stosuje sie roztwory kwasów lub soli. W tego rodzaju procecach otrzy¬ muje sie np. hydroksyle amine z kwasu azotowe¬ go, rózne aminy z nitrozwiazków semikarbazyd z nitromocznika itp.Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadze¬ nia elektrolitycznych procesów redukcyjnych przy zastosowaniu roztworu chlorowodoru lub chlorków jako elektrolitu z zapobieganiem wydzielaniu sie chloru z przestrzeni anodowej elektrolizera.Znane procesy przemyslowe oparte na redukcji elektrolitycznej z reguly posluguja sie roztworami wodnymi kwasu siarkowego jako elektrolitem podstawowym, poniewaz celowo unika sie stoso¬ wania elektrolitów zawierajacych jon chlorkowy.Przy elektrolizie chlorowodoru lub chlorku wy¬ dziela sie na anodzie chlor, którego nie mozna swobodnie wypuszczac, a wobec tego nalezy od¬ bierac, odprowadzac poza pomieszczenie elektroli¬ zy, oczyszczac i w koncu skraplac lub absorbo¬ wac. Zabiegi te sa skomplikowane i wymagaja kosztownych urzadzen. Sa one oplacalne jedynie w tak wielkiej skali przemyslowej, w jakiej pro¬ wadzi sie np. elektrolize roztworu chlorku sodo- 10 15 30 wego. Procesy redukcyjne, których dotyczy wy¬ nalazek, sa prowadzone w przemysle w skali o wiele mniejszej, a wymienione zabiegi z chlorem calkowicie niweczylyby ich rentownosc.Dalsza ujemna cecha wydzielania chloru na anodzie jest jego sklonnosc do rozpuszczania sie w elektrolicie i dyfundowania do przestrzeni ka¬ todowej, gdzie utlenia on wtórnie produkt otrzy¬ many droga redukcji, zmniejszajac tym samym wydajnosc procesu. Ponadto wydzielanie chloru wymaga stalego uzupelniania elektrolitu podsta¬ wowego i doprowadzania go do wymaganego skla¬ du.Stosiowanie w analogicznych procesach roztworu kwasu siarkowego jako elektrolitu podstawowego jest korzystniejsze, gdyz na anodzie wydziela^ sie tlen, którrego rozpuszczalnosc w elektrolicie jest niewielka, zas kwas siarkowy w elektrolicie pod¬ stawowym nie podlega rozkladowi.Gdyby nie wyzej wymienione wady stosowa¬ nia roztworu chlorowodoru lub chlorku, ten elek¬ trolit podstawowy bylby korzystniejszy, gdyz moz¬ na sie przy nim poslugiwac anodami z wegla gra¬ fitowanego — natomiast przy elektrolicie podsta¬ wowym opartym na kwasie siarkowym, a zwlasz¬ cza, gdy przypadkowo pojawiaja sie domieszki np. kwasu azotowego, konieczne jest stosowanie anod platynowych. Ponadto w wielu przypadkach zale¬ zy na otrzymaniu produktu w postaci chlorku 5633756337 3 lub chlorowodorku, a nie w postaci siarczanu.Przy poslugiwaniu sie kwasem siarkowym nie¬ zbedna jest wówczas przeróbka siarczanu na chlorek lub chlorowodorek.Wynalazek usuwa calkowicie wyzej wymienio¬ ne wady stosowania jako elektrolitu podstawo¬ wego roztworów kwasu solnego lub chlorków, nie niweczac korzysci zwiazanych z tym elektro¬ litem. Wynalazek polega na wprowadzaniu amo¬ niaku do przestrzeni anodowej, gdyz jak sie oka¬ zalo, amoniak ulega w srodowisku wodnym utle¬ nieniu do azotu przez chlor in statu nascendi. W wyniku tej reakcji wydzielanie chloru gazowego z przestrzeni anodowej zostaje zastapione przez wydzielanie azotu, jak równiez nie twarzy sie roz¬ twór chloru w elektrolicie.Zastosowanie wynalazku umozliwia realizacje licz¬ nych procesów redukcyjnych przy poslugiwaniu sie roztworem chlorowodoru lub chlorków jako elektrolitem podstawowym z uzyskaniem wyso¬ kich wydajnosci produktów, a w miare potrzeby pozwala na bezposrednie uzyskanie produktów w postaci chlorowodorków.Wedlug wynalazku elektrolize prowadzi sie spo¬ sobem okresowym lub ciaglym w elektrolizerze diafragmowym zaopatrzonym w weglowa grafi¬ towana anode i rteciowa katode. W wiekszosci przypadków najkorzytniejsze jest stosowanie kwa¬ su solnego, jako elektrolitu podstawowego, a moz¬ liwe jest równiez poslugiwanie sie roztworem chlorku. Substrat wprowadza sie do przestrzeni katodowej, z której przy postepowaniu okresowym odbiera sie elektrolit po uzyskaniu dostatecznej koncentracji produktu. W procesie ciaglym odbiera sie elektrolit w sposób ciagly zawracajac go po czesciowym lub calkowitym wydzieleniu pro¬ duktu i po uzupelnieniu jego skladu do skladu wymaganego.Do przestrzeni anodowej doprowadza sie amo¬ niak w sposób ciagly i to niezaleznie od tego, czy proces prowadzony jest sposobem ciaglym, czy okresowym, poniewaz amoniak powinien byc wprowadzany w miare przebiegu elektrolizy w ilosci stechiometrycznej wedlug reakcji: 6C1 + 2NH3 = N2 + 6HC1 5 Amoniak moze byc stosowany w postaci wody amoniakalnej. Korzystniejsze jest stosowanie amo¬ niaku gazowego, aby nie rozcienczac elektrolitu.Przyklad. W winidurowym elektrolizerze io diafragmowym o pojemnosci 2 litry przy zasto¬ sowaniu pólkowej katody rteciowej i anody we¬ glowej grafitowanej redukowano kwas azotowy do hydroksyloaminy w srodowisku kwasu solnego o stezeniu 220 g HC1/1. Kwas azotowy wprowa- 15 dzano do elektrolizera w sposób ciagly utrzymu¬ jac jego stezenie w przestrzeni katodowej na po¬ ziomie 50 g HNOs/l. Utrzymywano temperature 20°, poslugiwano sie pradem o natezeniu 30 A, co dawalo katodowa gestosc pradowa 20 A/dcm2. 20 Podczas elektrolizy stosowano intensywne mie¬ szanie katolitu. Równoczesnie wprowadzano do ko¬ mory anodowej amoniak gazowy z predkoscia oko¬ lo 8 nl/godz. Efekt procesu elektroredukcji ozna¬ czano analitycznie nadmanganometryczna metoda 25 Raschiga, stosujac w próbce wstepna redukcje; wodnego kwasu azotowego do amoniaku. W wy¬ niku tak prowadzonej elektrolizy otrzymywano roztwór chlorowodorku hydroksylaminy w wod¬ nym roztworze kwasu solnego z wydajnoscia pra- 30 dowa powyzej 90% przy czym stezenie chlorowo¬ dorku wzrastalo z szybkoscia okolo 11,5 g/godz. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 35 Sposób prowadzenia elektrolitycznych procesów redukcyjnych polegajacy na doprowadzaniu sub- stratu do przestrzeni katodowej podczas elektroli¬ zy wodnego roztworu chlorowodoru lub chlorku,. znamienny tym, ze do przestrzeni anodowej wpro- 40 wadza sie w sposób ciagly amoniak w ilosci ste¬ chiometrycznej w " stosunku do chloru powstaja¬ cego na anodzie. Dokonano jednej popraw* ki WD A-l. Zam. 1171. Nakt. 290 egz. PL