Способ электролиза водного раствора хлористого натрия с ионноообменной диафрагмой

!

О П И С А Н-И Е -(ri)495838

ИЗОБРЕТЕНИЯ союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 07.03.73 (21) 1892548/23-26 (32) Приоритет 09.03.72 (31) 233129 (33) США

Опубликовано 15.12.75. Бюллетень ¹ 46 (51) Ч. Кл. С Olb 7/06

С Old 1/06

В Olk 3/00

Государственный комитет

Сове а Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661 418.1 (088.8) Дата опубликования описания 21.03.77 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Алан Джон Стейси и Рональд Липпевуд Дотсон (США) Иностранная фирма

«Даймонд Шамрок Корпорейшн» (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛ ИЗА ВОДНОГО РАСТВОРА

ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ С ИОНООБМЕННОЙ ДИАГРАММОЙ

Изобретение относится к технологии процесса электролиза водного раствора хлористого натрия с ионообменной диафрагмой для получения щелочи, водорода и хлора.

Известен способ электролиза водного раствора хлористого натрия в четырехкамерном электролизере, в котором анод и катод разделены ионообменной мембраной и двумя асбестовыми диафрагмами. B качестве анолита используют раствор хлористого натрия, католитом служит раствор щелочи. Концентрация гидроокиси натрия в католите составляет до

55 — 60%, концентрация хлористого натрия в анолите — 270 — 290 г/л.

Недостатками известного способа являются: низкий выход по току (35 — 40%), повышен ое напряжение на электролизере (4,0 — 4,1 В при плотности тока 500 А/м ) и значительное содержание хлорида натрия в концентриров а ином каусти ке (до 2 г/л) .

С цель|о устранения указанных недостатков предложен способ, по которому концентрацию хлористого натрия в анолите поддерживают в пределах 120 — 250 г/л и концентрацию гидроокиси натрия в католите поддерживают в пределах 31 — 43, предпочтительно 36 — 38% .

При этом единственным источником воды для католита является вода, транспортируемая через ионообменную диафрагму.

Предложенный способ позволяет получить

36% -ный раствор гидроокиси натрия при вы5 ходе по току 80О/о, содержание хлорида натрия в растворе гидроокиси не более 0,1—

0,5г/л, гипохлорит и хлорат полностью отсутствуют. Напряжение на электролизере 2,6 В при плотности тока 500 А/м .

10 Практическое осуществление предложенного способа иллюстрирует следующий пример.

П р п м е р. Электролизер содержит катодную камеру со стальным сетчатым катодом и анодную камеру с титановым анодом, покры15 тым смесью окислов титана и рутения с мольным соотношением 2TiO> . RuOq. Катодная и анодная камеры разделены катионообменной мембраной „Nafion du Pont", имеющей толщину 0,508 мм, гелевое содержание воды 25% и

20 эквивалентный вес 1150. Катодная камера содержит 36Я>-ный раствор каустической соды. В анодную камеру подают раствор хло. ристого натрия с величиной рН=3,0. Электролиз ведут при анодной плотности

25 1500А/м, при 85 С. Подаваемый рассол со. держит 303 г/л ХаС1 и вводится в анодную камеру со скоростью -358 мл/мин. Средняя

495818

Формула изобретения

Составитель Ф. Львович

Редактор К. Шанау1зова Текред Г. Подуру шина Корректор И. Позняковская

Заказ 339!22 Изд. X: 1082 Тираж 759 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, )К-35, Раучпская иаб., д. 4j5

Типография, ир. Сапунова, 2 концентрация анолпта 287 и/л NaC1. В этих условиях анолит переливается со скоростью

340 мл/мин, в то время как скорость потока из катодной камеры составляет 3,4 мл/мпн.

Концентрация гидроокиси натрия в католите быстро увеличивается, со скоростью приблизительно 4% в день, при этом большая часть цикла происходит в пределе 41 — 54% гидроокиси натрия. Средний выход по току за этот период операции составляет 40,4% .

Второй производственный цикл является идентичным, за исключением того, что в анодную камеру подают рассол, имеющий концентрацию 160 г/л NaC1, со скоростью — 300 мл/мин, что дает среднюю концентрацию анолита 134 г/л NaC1. В этих условиях измеряют скорость переливания анолита—

276 мл/мин и скорость потока католита приблизительно равна 12 мл/мин. Продукт представляет собой 36% -ный раствор гидроокиси натрия, электролизер работает с выходом по току 79,8 /и.

В другом цикле испытаний были получены аналогичные результаты при использовании аналогичной мембраны толщиной 0,508 мм, содержащей 25 д гелевой воды, при средней концентрации анолита 150 г/л NaC1 и концентрации католита 36 /о NaOH, а также при

5 использовании мембраны толщиной 0,1016 мм, имеющей плетеную подложку „ТеПоп" и содержащую 25% гелевой воды, при средней ко щептрации аполита 220 г/л NaC1 и концентрации католита 37 /о NаОН.

1О

Способ электролиза водного раствора хлористого натрия с ионообменной диафрагмой и

15 с использованием раствора хлористого натрия в качестве анолита и раствора гидроокиси натрия в качестве католита, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода по току, снижения напряжения на электролизере и

20 повышения чистоты каустика, концентрацию хлористого натрия в анолите поддерживают в пределах 120 †2 г/л и концентрацию гидроокиси натрия в католите поддерживают в пределах 31 — 43 /о, предпочтительно 36 — 38% .