SE191524C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: J Schick Prioritet begard Iran den 14 oktober 1961 (F6rbundsrepubliken Tgskland) Uppfinningen avser ett satt att utvinna gasformig klor och gasformigt vate ur saltsyra.

Klorforbrukningen liar senaste tiden stegrats sprangartat i och med den snabba utvecklingen och tillvaxten av plastindustrien. Tendensen fort-salter alltjamt i det att vid framstallningen av plaster klorering intager en betydande plats och medfOr ett standigt vaxande klorbehov.

Vid tekniskt genomfbrd klorering erhaller man som biprodukt stora mangder klorvate, som bildas av inolekylar klor och det vid sadana pro cesser alltid fritt forekommande molekylara vatet.

Den pa detta satt reagerande kloren undandrages kloreringsforfarandet. Dessutom kan den bildade saltsyran icke i erhallen utstrackning tas em hand av handel eller vidarebearbetningsindustrier, da mangden &ray avsevart overstiger .behovet.

For att ekonomiskt nyttiggora saltsyran och atervinna den dari bundna kloren for kloreringsfindamal liar man hittills sonderdelat saltsyran genom det kanda klorvate-elektrolys-forfarandet. Klorvate-elektrolysen är emellertid behaftad med den tungt vagande nackdelen, att icke endast de gasformiga sonderdelningsprodukterna (i fOrsta hand kloren) utan Oven elektrolyten liksom anolyten och katolyten Oro hoggradigt aggressiva.

Detta har vid elektrolys-anlaggningar medfort att saval elektrolys-cellerna som Oven alla gas- och vatskeforande ledningar maste utforas av ett mot aggressiva foreningar bestandigt material. Hartill kommer, att de vid alma sadana anlaggningar niidvandiga tatningarna avenledes utsattas for de aggressiva vatskorna och — enar de i allmanhet ha endast begransad hallbarhet — utgora en standig kalla till farliga driftsstorningar.

Till skillnad harifran absorberas enligt uppfinningen det klorvate, som skall sonderdelas till gasformig klor och gasformigt vate, och neutraliseras densamma medelst alkalilut och den erhallna Dupl. kl. 12 i: 1/01; 12 i: 3 alkalikloridlosningen underkastas klor-alkali-elektrolys ftir elektrolytiskt avskiljande av klor och Ate, varvid den i katolyten erhallna alkaliluten anvandes for nentraliseringen av klorvatet. Genom detta forfarande omvandlas den aggressiva saltsyran kemiskt till en vid elektrolysen och fOr de darvid anvanda anordningarna mycket mindre skadlig, neutralt reagerande kloralkalilosning, som kan sonderdelas i enkla och billiga elektrolysceller. Darvid frigores samtidigt alkalilut i en Inangd, som Or kemiskt ekvivalent med den frigjorda kloren och det bildade valet. Den vid neutraliseringen av den absorberade saltsyran uppstaende saltilisningen Or sasom produkt av en kemisk reaktion hoggradigt kemiskt ren.

For absorbering av klorvatet kan man anvanda anolyten frau klor-alkali-elektrolysen. Enligt en foredragen utfOringsform av fOrfarandet tillfores klorvatet ett i sig sjalvt slutet klor-alkali-elektrolys-kretslopp genom att absorberas i anolyten och neutraliseras medelst den alkalilut innehallande katolyten, varefter den erhallna saltlosningen tillfores elektrolysen, vid vilken klor och vate bildas i mot den absorberade saltsyran svarande mangder, medan anolyten och katolyten efter att ha skilts Iran de gasformiga elektrolysprodukterna aterga till kretsloppet. Detta f Orfarande mbjliggor en sarskilt ekonomisk utvinning av molekylar klor ur saltsyra. Kretsloppet kan med undantag for tillforandet av klorvatet och bortforandet av klor och vate vara fullstandigt sktet, vilket miijliggor en fordelaktig konstruktion och anordning av den for fOrfarandet erforderliga apparaturen. For forfarandets genomforande Or det av stor betydelse, att cirkulationen av saltlosningen, anolyten och katolyten samt den av anolyten absorberade syran kan ske med stor hastighet. Alkaliklorid-koncentrationen i elktrolys-cellen sjunker darigenom endast obetydligt, vadar elektrolytens ledningsformaga forblir hog 2— — och ndrmelsevis konstant. A andra sidan forblir alkalilut-koncentrationen i katolyten sá liten, att sdrskilda skyddsanordningar for de av katolyten genomstrommade rorforbindningarna o. d. vasentligen kunna undvaras. Dessutom motverkas genom elektrolytens hoga stromningshastighet pã ett effektivt sdtt en vandring av hydroxyljoner till anoden. Harigenom kunna elektrolys-cellerna drivas vid hog strOmtathet — exempelvis upp till 20000 A/m2— och salunda annu mera ekonomiskt.

DA Mom industrin det vid ett IdoreringsfOrfarande sasom biprodukt erhdllna klorvdtet skall sonderdelas, kan man foretradesvis ordna sd., att forfarandet enligt uppfinningen genomf Ores i forening med en for kloreringsforfarandet anordnad, klor levererande klor-alkali-elektrolyshuvudprocess.

For startande av den ovan beskrivna cirkelprocessen maste i elektrolys-cellen inforas frammande losning till dess att kretsloppet slutes och vid neutraliseringen en tillrackligt med alkalilut innehdllande katolyt forefinnes.

Neutraliseringen av den absorberade saltsyran är en exoterm process. Den harigenom skeende uppvarmningen av den bildade saltlosningen innebar Item fOrdelar, i det att losningen icke behover sarskilt uppvarmas och en hogre temperatur hos densamma medfor sd.val battre ledningsformaga som minskad upplosning av vid anoden utvecklad klor i elektrolyten.

Det kan vara nodvandigt eller ldmpligt aft fore inforandet i elektrolys-cellen fiiretaga en eftermdttning av den vid neutraliseringen bildade saltlosningen s0 att den Mr hogre koncentration. Detta är sarskilt fallet dâ den gasformiga saltsyran absorberas icke i anolyten utan exempelvis i vatten eller a saltsyran fOreligger i vattenhaltig form. I sistnamnda fall mdste den bildade saltlosningens volym minskas med vattenvoIymen i den vattenhaltiga saltsyralosningen. Darvid kan den avgrenade saltlosningsdelen anvandas for upptagande av saltsyran. Dá gasformig saltsyra foreligger kan absorptionen — istallet for genom anolyten — ske genom en i ett sidokretslopp eirkulerande saltlosning.

Vid varje klor-alkali-elktrolys loses frigjord gasformig klor i anolyten, varvid bl. a. underklorsyrlighet kan bildas. For att undvika alltfor hog koncentration av sadana biprodukter kan ett kloravlagsnande frail exempelvis anolyten vara erforderligt. En fordel med forfarandet enligt uppfinningen Or emellertid just att till foljd av den snabba cirkulationen av elektrolyten saltkoncentrationen forblir relativt hog och ddrigenom — liksom genom den hogre temperaturen — den del av den frigjorda kloren, som loses, blir liten.

For uppfinningens fortydligande hanvisas till bifogade ritning, vars fig. 1-4 dterge typiska scheman for forfarandet.

Fig. 1 visar ett forfarande, vid vilket katolyten Aterfores for neutralisering av den absorberade saltsyran. Absorptionen av klorvdte kan ske pa olika satt, exempelvis med vatten, sahlosning eller med anolyten frau elektrolysen.

I fig. 2 askddliggores en foredragen utforingsform av eirkelprocessen enligt uppfinningen, dar den gasformiga saltsyran absorb eras i anolyten, den darvid bildade syran neutraliseras med hjdlp av katolytens alkali och den erhallna saltlosningen infores i elektrolys-cellen. Symbolen We antyder — liksom i samtliga figurer — tillforsel av elektrisk energi. I fortydligande syfte liar det egentliga kretsloppet omgivits med streckprickad linj e.

Det med en streckprickad linje omgivna kretsloppet Aterfinnes dven i fig. 3, dar fOrfarandet enligt uppfinningen Or kombinerat med ett kloreringsforfarande. Av en for-produkt utvinnes — exempelvis vid plastframstallning — genom klorering en slutprodukt. Den hailer erforderliga kloren levereras av en i huvudsak efter knit schema arbetande anldggning for klor-alkali-elektrolys. Vid kloreringen erhaller man som biprodukt gasformig saltsyra, som tillfores cirkelprocessen enligt uppfinningen. Den vid denna cirkelprocess frigjorda kloren kan omedelbart Ater tillforas kloreringsforfarandet, medan det molekyldra vatet sammanf Ores med det vid huvudelektrolysen alstrade vatet.

Dar sA Or lampligt kan enligt fig. 4 sambandet mellan huvudelektrolysen och forfarandet enligt uppfinningen vara sd intimt, att bada forfarandena arbeta ph ett gemensamt Mudd av alkalilut och endast den utspadda katolytsaltlosningen iterfores till processen enligt uppfinningen. Neutraliseringen av det enligt fig. 4 i vatten absorberade klorvdtet sker med alkalilut, som tillfores frail det gemensamma forradet. Inforandet av en koncentrationshojande station mellan neutraliseringen och elektrolysen vid forfarandet enligt uppfinningen kan ddrvid visa sig ldmpligt.

I samtliga visade exempel har antagits, att alkalit utgores av natrium, i det att fOrfarandet pa brukligt sAtt arbetar med natriumkloridelektrolys.

For att ge en fOrestallning om i vilken utstrackning de olika grundamnena och foreningarna deltaga i forfarandet enligt uppfinningen angives i det foljande de p0 natronlutmangden som enhet baserade mangderna av ovriga grundamnen och foreningar (avrundade) motsvarande deras atomvikter i gram. Ddrav framgar viktsforhallandet mellan de frigjorda gasformiga elektrolys-produkterna och de i sonderdelningsprocessen totalt deltagande viktsmangderna.

Det hela blir annu tydligare genom de Ovenledes angivna kemiska reaktions-ekvationerna for neutraliseringen och elektrolysen och motsvarande pd. natronlut = 1 baserade md.ngdekvationerna.

Viktsdelar (natronlut = 1) Natrium 0,57 Klor 0,886 Syre 0,400 Vate 0,0 Natriumklorid 1,461 Vatten 0,4 Saltsyra 0,911 — —3 Neutralisering NaOHNaC1 1120 1,000 + 0,911 = 1,461 + 0,4 Elektrolys 2 NaCI + 2 H202 NaOH Clzt Hzt 2 x 1,461 + 2 x 0,45 = 2 x 1,000 + 1,772 + 0,0 Genom att multiplicera forhallandetalen med viktsprocentsatserna av de vid genomstromningen genom elektrolys-cellen avskilda mangderna och tiodubbla resultatet erhaller man en direkt uppgift om de per kg cirkulerande losning soliderdelade elektrolys-produkterna (i g/kg Mooning). Da halten av natronlut i katolyten av de ovan ndrmare angivna orsakerna icke bor iiverstiga en viktsprocentsats av 6 %, finner man for detta varde att vid fOrfarandet enligt uppfinningen per kg cirkulerande losning 53,16 g klor frigoras. Has-for mdste 87,66 g natriumklorid och 27,00 g vatten sonderdelas.

Vid beskrivningen av foreliggande uppfinning bar utgatts frail att det ekonomiska intresset for fOrfarandet baserar sig pa fOrhandenvaron av saltsyra i Overskott. For fullstanclighets skull skall darfor tillaggas, att uppfinningen är av betydelse aven i sadana fall, cla man i forsta hand avser att framstalla klor utan erhallande av natronlut.

Claims (7)

Patentansprak:

1. San att utvinna gasformig klor och gasformigt vate av klorvate, kannetecknat darav, att klorvatet absorberas och neutraliseras medelst alkalilut och att den erhallna alkalikloridlosningen underkastas klor-alkali-elektrolys for elektrolytiskt avskiljande av klor och vale, varvid i katolyten bildad alkalilut anvandes for neutralisering av klorvatet.

2. Satt enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att for absorption av klorvatet anvandes anolyten Iran klor-alkali-elektrolysen.

3. Satt enligt patentanspraken 1 och 2, Urinetecknat darav, att klorvatet infores i ett slutet klor-alkali-elektrolys-kretslopp genom att det absorberas i anolyten och neutraliseras medelst den. alkalilut innehallande katolyten samt att den darvid bildade saltlosningen infOres i en elektrolys-cell, i Aiken klor och vate bildas i mangder motsvarande det absorberade klorvatet, varjamte anolyten och katolyten efter att ha skills fran de gasformiga elektrolys-produkterna Aterinforas i cirkelprocessen.

4. Satt enligt patentanspraken 1-3, kannetecknat darav, att klorvatet tillfores frail ett kloreringsforfarande, vid vilket det erhalles som biprodukt.

5. Salt enligt patentanspraket 4, kannetecknat darav, att klor-alkali-elektrolysen genomfores i samband med en klor-alkali-elektrolys-huvudprocess, som levererar klor till kloreringsfOrfarandet.

6. Satt enligt patentanspraken 1-5, kannetecknat darav, att saltlosningen bringas att genomstromma elektrolys-cellen med sadan hastighet, att alkaliluthalten i katolyten icke Overstiger 6 vikts-%.

7. Satt enligt patentanspraken 1-6, kannetecknat darav, att man anvander natriumkloridlbsning och att neutraliseringen av det absorberade klorvatet i enlighet darmed foretages med natronlut. Anfiirda publikationer: