RU1815262C - Способ получени пероксиугольной кислоты - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : продукт - пе- роксиугольна  кислота. Реагент 1 - роданид кали . Реагент 2 - диоксид углерода. Услови  реакции: количество роданида кали  0,5-1,5 г/л, плотность анодного тока 0,05- 0,4 А/см2, давление диоксида углерода 2-23 атм. 2 табл.

Description

Насто щее изобретение относитс  к усовершенствованному способу получени  пероксиугольной кислоты.

Целью изобретени   вл етс  увеличение производительности процесса и повышение выхода по току.

Согласно изобретению поставленна  цель достигаетс  способом получени  угольной кислоты путем электролиза водного раствора, содержащего в качестве промо- тирующей добавки 0,5-1,5 г/л роданида кали  при непрерывном бэрботаже через раствор диоксида углерода при плотности анодного тока 0,05-0.4 А/см2, а отличительной особенностью  вл етс  то, что процесс провод т при давлении диоксида углерода 2-23 атм.

При растворении С02 в воде устанавливаетс  равновесие Н20+ С02 НСОз + ОН (11

При атмосферном давлении (1,01 -10 Па) равновесие реакции (1) смещено влево. При повышении давлени  диоксида углерода повышаетс  его растворимость в электролите и вместе с тем равновесие реакции (1) смещаетс  вправо. При этом электропроводность раствора возрастает.

При увеличении давлени  СОз концентрационна  пол ризаци  по НСОз-ионам

уменьшаетс . Анодные плотности тока при этом достигают больших значений. При высоких плотност х анодного тока ускор етс  процесс окислени  НСОз-ионов по уравнению реакции

2НСОз-2е С042 +2Н +С02,

т.е. возрастает производительность процесса .

Дл  проведени  процесса окислени  НСОз в бездиафрагменном электролизере необходимо исключить восстановление образующихс  пероксокарбонат ионов на катоде. Этого можно достигнуть уменьшением катодной плотности тока в 100 и более раз, т.е. на два пор дка по сравнению с анодной плотностью тока. При таких услови х повышаетс  и выход по току нэдуголь- ной кислоты из-за значительного подавлени  побочных реакций: анодного выделени  кислорода и катодного восстановлени  пе- роксомокарбонат-иона.

Пример1.В бездиафрагменный электролизер в форме стакана емкостью 0.5 л наливают 200 мл дистиллированной воды, содержащей в качестве промотирующей добавки 0,1 г роданида кали  (концггнтр.чци 

Ё

00

СП

N3

о ю

роданида кали  0,5 г/л). Анодом служит платинова  пластинка, вставленна  в крышку электролизера.Катод- корпус электролизера , т.е. внутренн   поверхность титанового электролизера, соприкасающа с  с раствором . Плотность анодного тока составл ла 0,1 А/см2, а катодного 0,01 А/см2.

Диоксид углерода под давлением подают в электролизер из баллона с СОа. Давление С02 в электролизере измер ют манометром, установленным в крышке электролизера. Давление С02 составл ет 12 атм. Электролиз провод т в течение одного часа. Напр жение на электролизере составл ет 10,5 В. Температура исходного раствора составл ет 10°С, а конечного продукта 25°С. Температура электролита не оказывает вли ни  на выход конечного продукта. Выход по току пероксиугольной кислоты составл ет 88%.. П р и м е р 2. Электролиз провод т аналогично примеру 1 с той разницей, что плотность анодного тока составл ет 0,1 А/см2, а катодного - 0,05 А/см2 (50 А/м ). Напр жение на электролизере составл ет 11,0 В. Выход потоку пероксиугольной кислоты равен 65%.

П р и м е р 3. Электролиз провод т также, как и в примере 1 с той разницей, что плотность анодного тока составл ет 0,1 А/см2, а катодного - 0,001 А/см2 (10 А/м2). Напр жение на электролизере составл ет 9,6 В. Выход по току пероксиугольной кислоты равен 90%.

Из данных примеров осуществлени  способа видно, что при соотношении плотностей анодного и катодного токов в пределах 0,01-0,001:1 выход по току высок. При значении катодной плотности тока больше 0,01 А/см2 выход по току уменьшаетс .

Примеры4 и 5. Процесс ведут как и в примере 1 при атмосферном давлении (пример 4 - сравнительный п.о прототипу) и при давлении СОа 10 атм (пример 5). Услови  ведени  процесса и полученные результаты приведены в табл. 1.

За одно и то же врем  электролиза концентраци  кислоты, получаемой поданному

0

5

0

5

0

5

0

5

способу в три раза больше, чем по прототипу .

Примеры 6-14. Процесс провод т как и в примере 1 при концентрации роданида кали  1,5 г/л. Результаты ведени  процесса приведены в табл.2.

Как видно из табл, 2, с повышением давлени  С02 выход по току повышаетс , а напр жение на электролизере уменьшаетс . С повышением давлени  растворимость CQ2 возрастает, соответственно увеличиваетс  и константа гидролиза С02. Понижение напр жени  обусловлено ростом электропроводности в результате гидролиза С02 и накоплени  НСОз и ОН ионов. При давлени х выше 23 атм выход по току уменьшаетс , напр жение на электролизере возрастает. При давлени х выше 23 атм выход по току уменьшаетс , напр жение на электролизере возрастает. При давлени х выше 23 атм растворенный С02 сохран етс  в молекул рной форме, что оказывает сопротивление электрическому току. Кроме того С02 экранирует поверхность электрода, адсор- биру сь в молекул рной форме и тем самым снижает выход основного продукта.

Данный способ по производительности эффективнее известного, что видно из табл. 1. Он позвол ет проводить процесс вбезди- афрагменном электролизере, что делает его менее энергоемким. Выход по току возрастает с 65% до 95%.

По данному способу пероксиугольную кислоту получают .непосредственно из С02, без промежуточных продуктов, т.е. проводитс  пр ма  утилизаци  С02.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  пероксиугольной кислоты путем электролиза водного раствора , содержащего в качестве промотирую- щей добавки 0,5-1,5 г/л роданида кали , при непрерывном барботаже через раствор диоксида углерода при плотности анодного тока 0,05-0,5 А/см2, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  производительности процесса и повышени  выхода по току, процесс провод т при давлении диоксида углерода 2-23 атм.

   Таблица

   Табл и ца2