Способ получения пербората натрия
Авторы патента:
Сущность изобретения: процесс получения пербората натрия ведут в замкнутом циркуляционном контуре. Контур включает электролизеры и кристаллизаторы. Процесс ведут при поддержании соотношения между силой тока электролиза и количеством растворов, подвергающихся электролизу, равном 0,9-18 кА/м3 . 1 табл.
Изобретение относится к производству перекисных соединений, в частности к технологии процесса получения пербората натрия электрохимическим методом.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пербората натрия, заключающийся в том, что электролизу подвергают водный раствор натриевых солей метаборной и угольной кислот на платиновых анодах, выкристаллизовывают перборат натрия из электролита в присутствии твердой фазы затравочных кристаллов, отделяют кристаллический перборат натрия от электролита с соответствующей корректировкой электролита раствором метабората натрия. Процесс ведут в замкнутом циркуляционном контуре, включающем электролизер и кристаллизатор. Недостатком этого способа является невысокий выход целевого продукта (244 кг/ч с пяти электролизеров при силе тока 25 кА) и повышенный расход электроэнергии за счет чрезмерного повышения концентрации пербората натрия в объеме электролита. Цель изобретения повышение выпуска готового продукта и снижение энергозатрат на процесс. Цель достигается тем, что процесс ведут в замкнутом циркуляционном контуре, включающем электролизеры и кристаллизаторы, при поддержании соотношения между силой тока электролиза и количеством растворов, подвергающихся электролизу на уровне 0,9-1,8 кА/м3. По предлагаемому способу электролизу подвергают карбонат-боратный раствор в электролизе, представляющем собой герметичный пакет из чередующихся между собой стальных катодов и титаноплатиновых анодов (на титановые пластины наварены полоски платиновой фольги). Для выделения твердого продукта электролит после электролиза, освобожденный от газов (О2 и Н2), поступает в кристаллизатор, в котором во взвешенном состоянии находится затравка твердого пербората натрия. Образовавшийся кристаллический продукт (ПОБН) выводится из кристаллизатора, а осветленный электролит (маточник), обогатив борсодержащим раствором, направляют в электролизер на очередной цикл, Показатели процесса электросинтеза пербората натрия (выход продукта, энергозатраты) сложным образом зависят от условий протекания двух основных процессов: электролиза и кристаллизации, поэтому при интенсификации технологического процесса электросинтеза пербората натрия необходимо в комплексе учитывать влияние различных факторов. В частности, регулированием соотношения между фронтом электролиза и фронтом кристаллизации можно добиваться положительного эффекта как на стадии электролиза, так и на стадии кристаллизации, а значит, для процесса электросинтеза в целом. Установлено, что положительный эффект при электросинтезе пербората натрия наблюдается, когда соотношение силы тока электролиза I к количеству V раствора, подвергающегося электролизу, поддерживается в пределах 0,9-1,8 кА/м3. Осуществление процесса электросинтеза пербората натрия при соотношении I:V ниже чем 0,9 кА/м3 приводит к снижению скорости кристаллизации пербората натрия и уменьшению выхода кристаллического продукта за счет чрезмерного снижения концентрации перекисного соединения в растворе. Увеличение соотношения I: V сверх 1,8 кА/м3 сопровождается резким возрастанием концентрации перекисного соединения, что отрицательно сказывается на стадии электролиза, возрастают энергозатраты на процесс. Таким образом, создавая условия для эффективного протекания процесса кристаллизации и процесса электролиза одновременно, путем ведения процесса электросинтеза пербората натрия при соотношении I:V, равном 0,9-1,8 кА/м3, можно добиться увеличения выхода целевого продукта и снижения энергозатрат на процесс по сравнению с известными способами. Предлагаемый способ поясняется примерами 1-7. П р и м е р 1. Электросинтез осуществляется в системе, состоящий из электролизера, через который протекает ток силой I 6,25 кА, и кристаллизатора, содержащего 7,0 м3 карбонат-боратного раствора. Электролиз осуществляется непрерывно на титаноплатиновых анодах при плотности тока на анодах 0,4 А/см2. Отношение силы тока I электролиза к количеству V карбонат-боратного раствора соответствует 0,9 кА/м3. За 30 сут непрерывной работы получено 6,8 т пербората натрия. Расход электроэнергии постоянного тока составил 3600 кВт ч/т. П р и м е р ы 2-7. Электросинтез осуществляется в условиях, аналогичных условиям примера 1, при различных соотношениях силы тока I электролиза к количеству V карбонат-боратного раствора, подвергающегося электролизу (см. таблицу). Из данных, представленных в таблице, следует, что при проведении электросинтеза пербората натрия по предлагаемому способу в пределах предлагаемых условий (примеры 1-5) достигнуты высокие выходы продукта (5,3-6,8 т) относительно известного способа (5,1 т, пример 8). При этом также наблюдается снижение энергозатрат на процесс: 4415-3441 кВт ч/т по предлагаемому способу (примеры 1-5) против 4588 кВт ч/т по известному способу (пример 8). Проведение же электросинтеза пербората натрия при более низких или высоких соотношениях I:V, чем предлагаемые, приводит к снижению выхода целевого продукта и увеличению энергозатрат на процесс (примеры 6 и 7). Таким образом, при выходе за пределы предлагаемых условий, положительного эффекта не наблюдается.Формула изобретения
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРБОРАТА НАТРИЯ электролизом карбонат-боратных растворов натрия и последующим выделением продукта кристаллизацией в замкнутом циркуляционном контуре, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса и снижения энергозатрат, электролиз ведут при отношении силы тока к количеству раствора, подвергающегося электролизу, равном 0,9 1,8 кА/м3.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к обработке материалов водородно-кислородным пламенем
Изобретение относится к электрохимической технологии, в частности к способам и устройствам для получения водорода и кислорода электролизом воды, и может быть использовано в химической, электронной, медицинской и других областях промышленности, а также для получения водородно-кислородных смесей для газопламенной обработки материалов
Изобретение относится к охране окружающей среды
Изобретение относится к электрохимии, в частности к электрохимическим окислительно-восстановительным процессам, и может быть использовано при их проведении с целью обезвреживания токсичных компонентов сточных вод, кондиционировании электролитов, в органической электрохимии, топливных элементах
Способ получения гремучего газа // 2033478
Изобретение относится к получению гремучего газа из водных щелочных растворов с использованием нерастворимых электродов, изготовленных из одного и того же металла и разделенных пористой перегородкой, что позволяет снизить энергозатраты на этот процесс
Установка для очистки газовых выбросов // 2033245
Изобретение относится к области охраны окружающей среды
Способ получения фтора // 2032771
Способ обработки воды гипохлоритом натрия и проточный электролизер для получения гипохлорита натрия // 2100483
Изобретение относится к электрохимии и касается способа обработки воды гипохлоритом натрия, производимым на месте потребления путем электролиза водного подземной минерализованной воды с содержанием хлорида натрия от 1,5 до 15 г/л
Способ обработки воды гипохлоритом натрия и проточный электролизер для получения гипохлорита натрия // 2100483
Изобретение относится к электрохимии и касается способа обработки воды гипохлоритом натрия, производимым на месте потребления путем электролиза водного подземной минерализованной воды с содержанием хлорида натрия от 1,5 до 15 г/л
Способ получения раствора фосфита // 2102534
Изобретение относится к электрохимической технологии, к способам получения соединений фосфора, используемых в качестве восстановителей
Изобретение относится к способу регулирования давления в электролизере, который производит водород и кислород при разложении электролитической жидкости с помощью электрического тока, содержащем герметичную, работающую под давлением электролитическую ячейку для получения водорода и кислорода, водородную линию для отвода водорода из ячейки в водородный накопитель, кислородную линию для отвода кислорода из ячейки и средства подачи электролита в ячейку, при этом между давлением кислородной линии и давлением водородной линии поддерживают заданную разность давления при прохождении кислорода/водорода через один или более пружинных перепускных клапанов, причем давление в водородной линии подводят к пружинной стороне перепускного клапана
Электролизер для электрохимического фторирования и способ электрохимического фторирования (варианты) // 2103415
Изобретение относится к способу электрохимического фторирования (варианты) и электролизеру для его осуществления
Электролизер для электрохимического фторирования и способ электрохимического фторирования (варианты) // 2103415
Изобретение относится к способу электрохимического фторирования (варианты) и электролизеру для его осуществления
Изобретение относится к способу получения электролитического диоксида марганца, включающему электролиз раствора, содержащего сернокислый марганец и свободную серную кислоту, при этом для приготовления раствора берут отработанный электролит с концентрацией свободной серной кислоты 300-370 г/л, который после отделения осадка марганца обрабатывают карбонатом марганца из расчета 1,17 кг на 1 кг свободной серной кислоты с последующей фильтрацией электролита.
Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано, в частности, для приготовления катализатора, применяемого для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания и выбросах промышленных предприятий, для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, а также для других индустриальных и природоохранных целей
Фотоэлектрохимическое устройство // 2105087
Изобретение относится к области фотоэлектрохимии (электрохимической физики)