SU1030424A1 - Способ получени хлора и щелочи - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ электролизом С фильтрующей диафрагмой, включаю1ций введение катализатора в питаюйщй рассол, о т л иЧающийс  тем, что, с целью о« вышени  чйстотй продуктов, в качес - . ве Катализатора используют порошок углеродного материала с размерами частиц 1-500 мкм и ввод т его. в количестве 30-650 г на м диафрагмы. 2. Способ по п. 1,отличающ и и с   тем, что в качестве углеродного материала используют активированный антрацит, активированный уголь или ацетиленовую сажу.

Description

4 Ю 4 Изобретение относитс  к электрохимическим производствам и может быть использовано при получении хло ра ч щелочи в диафрагменных электро лизерах дл  снижени  содержани  хло рата в получаемом продукте. Известен способ получени  хлора и щелочи электролизом с фильтрующей диафрагмой, согласно которому получают продукт, .содержащий 0,4 г/л хлората натри  til. Известен также способ получени  хлора и щелочи электролизом с фильт рующей диафрагмой, включающий введе ние катализатора в питающий рассол. В качестве катализатора используют тонкоизмельченный металлический никель или его соединени ..--Последни периодически добавл ют в водный рас вор галогенида щелочного металла,i подаваемого на электролиз дл  сниже ни  содержани  хлората в получаемом продукте. Так,, дл  снижени  содержани  хлората до 0,3 г/л никел добавл ют в количестве 0,6-1,5 мг на см диафрагмы при периодичности ввода 15-30 сут C2J. Известный способ не позвол ет получить продукт с низким содержанием хлората. Так, при концентрации гидроокиси натри  в католите 135 г/ содержание хлората натри  составл е 0,4 г/л. Кроме того, использование в качестве катализатора дорогого и дефицитного никел  или его соединений удорожает процесс. X. Цель изобретени  - снижение содержани  хлоратов в получаемой вделоч и. повыщение экономичности процесса. Поставленна , цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  хлора и щелочи электролизом с фильт рующей диафрагмой, включающему введение катализатора в питающий рассол в качестве катализатора используют порошок углеродного материала с,. размерами частиц 1-500 мкм и ввод т его в количестве 30-650 .г на м- ди фрагмы. Причем в качестве углеродного ма териала используют активированный антрацит, активированный уголь или ацетиленовую сажу. Порошки углеродного материала, облада  высокой удельной поверхностью пор дка 40-178 м /г против 0,5-1 у никел , имеют более высокую каталитическую активность, чей никель, что вызывает более интенсивное разложение гипохлоритов, а следовательно, и более резкое снижение содержани .хлоратов в продукте . Предпочтительно использовать активированный антрацит, активированный УГОЛЬ или ацетиленовуюсажу, так.как они обладают наибольшей каталитичесЬой аг тивностью. Дйсйёр HOCTfe катализатора - 1 - 500 мкм, особенно 1-50 глкм, обеспечивает равномерное распределение катализатора в объеме электролита. . Способ осуществл етс  следующим образом. В водный раствор галогенида щелочного металла добавл ют порошок углеродного материала, например активированного антрацита, активированного угл , ацетиленойой сажи и др., тщательно перемешивают до получени  однородной суспензии, после чего направл ют на электролиз в диафрагменный электролизер. Примен ют порошок углеродного материала дисперсностью 1-500 мкм, предпочтительно 1г50 мкм. После первоначальной добавки катализатора электролизер работает на обычном водном растворе галогенида щелочного металла, а в получаемом при электролизе католите контролируют содержание хлоратов. Дальнейший ввод углеродного катализатора в электролизер осуществл ют периодически, причем в тот период работы электролизера, когда концент раДи  хлоритов в католите превышает допустимую норму (0,3 г/л). . Периодичность ввода в зависимости от концентрации хлоратов в католите и концентрации самого католита мен етс  и может колебатьс  от 15 до 60 суток. Разовый ввод добавки углеродного материала также измен етс  в зависи мости от содержани  хлоратов в като« лйте и составл ет 30-650 г/м поверх ности диафрагмы. Повторный ввод углеродного катализатора производ т в .количестве, меньшем первоначального, поскольку в электролизере обычно остаетс  какое-то количество порошка углеродного мaтeриала .. Ввод добавки углеродного материала производ т ИЛИ в отдельные электроли- зеры, в. которых содержание хлоратов превышает норму ,3 г/л), или в це. на всю серию электролизеров. При м е р 1. Электролиз провод т в .лабораторном электролизере, разделенном на анодную и катодную камеры асбестовой насосной диафрагмой, нанесенной на катодную сетку. В .качестве анода используйт окисно-рутениевый титановый анод в виде перфорированной пластины, катодом служит стальна  сетка, используема  в промышленных электролизерах БГК-50/25. Рабоча  поверхность анода - 35 см , рабоча  поверхность катода и диафрагмы - 40 см2. в анодную камеру в начале электролиза ввод т при перемешивании 200 мл очищенного рассола пова-. ренной соли, содержащего 310 г/лNaci и. О ,3 г/л МздСО, ,при избыточной щелоЧ ности .0,1 г/л и 1 г порошка активированного антрацита фракцией менее 50 мкм. Добавку активированного антрацита ввод т из расчета 25 мг/см поверхности диафрагмы или 5 г/л анолита . В катодное пространство з§ливают 100 мл очищенного рассола поваренной соли. Перепад уровней между анолйтом составл ет 80 мм. Непрерывна  подача рассола в анодную камеру производитс  со скоростью 53 мл/ч. Нагрузка на электролизере - 5,1А, анодна  плотность тока - 14бОА/м2, катодна  плотность тока - 1280 А/м, Температура электролита в.. электролизере - 05°С, Напр жение на электроли зере - 3,5 В, Непрерывный отвод като лита --53 мл/ч. За 10 ч электролиза получают 530 католита следующего состава, г/л: гидроокись натри  140; хлорид натри  180; хлорат натри  О,10;.гипохлорит натри  - отсутствует. Выход по току по щелочи составл ет 97%, полученный хлоргаз содержит 98% хлора, 1,2% кислорода и 0,8% дву окиси углерода, Пример 2. Электролиз провод  на том же лабораторном электроливере что и в иримере 1. В .качестве электролита используют очищенный рассол поваренной соли, содержащий 310 г/л NaC и 0,4 г/л NaэСОз, при и э быточ ной щелоч ностй 0,1 г/л. В 200 мл указанного рассола ввод т при перемешиваний 0,5 г порош ка активированного угл  фракцией л менее 50 мкм из расчета 12,5 мг/,смдиафрагмы . Суспензию заливают в анод ную камеру, В катодную камеру заливают 100 мл рассола Перепад уровней между анолйтом и католитом составл ет 90 мм, непрерывна  подача раСсоЛа поваренной соли в анодное пространст во производитс  со скоростью 57 мп/ч Нагрузка на электролизере, анодйа  и катодна  плотности тока, напр жени на электролизере такое же, как и в примере 1, Температура электролита в электролизере - 80°С, Непрерывный отвод католита из электролизера соетавл ет 57 мл/ч,. За 10 ч электролиза получают 570 мл католита следующего состава г/л: . 130, NaC2 185$. ЫаСЮз 0,08; ISaCeo - отсутствует. П р и м е р 3, Электролиз провод  на том же лабораторном электролизере что и в примере 1, Дл  электролиза используют очищенный рассол таквго же состава, как в примере 2, В 200 мл рассола ввод т 2,5 г активированного антрацита фракций: менее 50 мкм - 70% и 50-500 мкм - 30%, Смесь тщательно перемешивают, после чего суспензию заливают в анодную камеру. Активированный антрацит ввод т.из расчета 62 мг/см диафрагмы, В катодную камеру заливают 100 мл очищенного рассола , перепад уровней между анолйтом и католитом - 60 мл, непрерывна  подача рассола -в анодное пространство производитс .со скоростью 45 мл/ч. Нагрузка на электролизере - 5,lA, Анодна  плотность тока - 14бОА/м2, катодна  плотность тока - 1280А/м, температур; ра электролита в электролизере - 85°С, напр жение на электролизере -. 3,4В, непрерывный отвод католита в среднем составл ет 45 мл/ч. За 10 ч электролиза получают 460 .мл католита, содержащего, г/л: NaOH 160; NaCI 176; NaCPOg 0,15; NaClO - отсутствует, И р и м е р 4, Электролиз провод т на том же лабораторном электролизере, что и в примере 1, Дл  электролиза используют очищенный рассол, как в иримере 2. В 200 мл рассола ввод т 0,12 г ацетиленов.ой сажи, перемешивают и заливают полученную суспензию в анодную камеру электролизера. Сажу в ввод т из расчета 3,0 мг/см диафрагмы,. В катодную камеру заливают 100- мл рассолау перепад уровней между анолйтом и католитом поддерживают 80 мм, непрерывна  подача очищенного рас- . сола в анодное пространство 53 мл/ч. Нагрузка на электролизере - 5,1, анодна  плотность тока - 1460А/М , катодна  плотность тока - 1280 А/м , температура электролита в электролизере - , напр ж.ение на электролизере - 3,5В, непрерывный отвод католита в среднем составл ет бЗ-мл/ч, За 10 ч электролиза получают ... 530 4Л католита состава, г/л: NaOH 140;NaCB 180; 0,20; INaClO - отсутствует. Дл  получени  сравнительных данны 4 параллельно в таком же лабораторном диафратменном электролизере провод т электролиз очищенного рассола : без катализатора и с добавкой никелевого катализатора, В таблице показано вли ние добавок ката 1изатора на содержание хлората Натри  в католите.

Cl 1 -Не вводитс  2 Никель, соли

1,5-7,7

никел 

в пересчете

на никель

riopoDJoK активированного

3-65 антрацита

Порошок ак-- : тивированного угл 

Ацетиленова  сажа Как видно из таблицы, при осуществ лении диафрагменного электролиза вод ного раствора хлорида -.поваренной соли с добавкой порошка углеродного материала получают гидроокись натри  с низким содержанием хлората натри , не превышающим 0,3 г/л даже при концентрации гидроокиси натри  в католите 150-160 г/л, тогда как при таких же концентраци х гидроокиси натри  в католите содержание хлората натри  в гидроокиси натри , полученной без добавки катализатора, составл ет 0,9-1,2 г/л, ас добавкой никелевого катализатора 0,65-0,85 г/л. Применение порошков, размер час-, тиц которых выходит за рамки предлагаемых значений, а также введение их в количествах менее 30 г/м приводит к увеличению содержани  хлоратов до уровн  известного способа. Использование в хлорной промышленч ности предложенного способа получени  гидроокиси щелочного металла обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:получение достаточно чистой в отношении хлоратов гидроокиси щелочного металла

0,4 0,7 , 0,9 1,2

0,25 0,43 0,65 0,85

0,08 0,10 0,13 0,15

0,08 0,11 0,14 0,16

0,10 0,20 0,25 0,30 непосредственно в процессе диа фрагменного электролиза, не прибега  к опера Л ци м по ее дополнительной очистке в специальных очистных установках возможность производства гидроокиси щелочного металла с низким содержанием хлоратов при высоких концентраци х . гйдроокисей щелочных металлов, вплоть до 160 г/л, в католите, что значительно расшир ет область использовани  получаемой гидроокиси щелочного металла ,, способствует экономии пара и интенсификации процесса последующей после электролиза стадии выпарки католита . . По предварительным расчетам, ож1 даемый экономический эффект дл цеха диафрагменного электролиза проИзвЪдительностью 150 тыс..-т гидроокиси щелочного металла в год составит 1,2 млн. руб. по сравнению с промаое ленным диафрагменным методом без добавки катализатора, и около 300 тыс. руб. по сравнению с известным спосо брм за счет снижени  стоимости катализатора , уменьшени  расхода пара и повышени  производительности при выпарке католита.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ электролизом с фильтрующей диафрагмой, включающий введение катализатора в питающий рассол, о т лича ю щи й с я тем, что, с целью по** вышения чистотй продуктов, в качест- . ве катализатора испрльзуют порошок углеродного материала с размерами частиц 1-500 мкм и вводят его. в количестве 30-650 г на м² диафрагмы.

2.Способ по п. ^отличающийся тем, что в качестве углеродного материала используют активированный антрацит, активированный уголь или ацетиленовую сажу.