Способ получения хлора

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11)

Р1> 4 С 25 В 1/46 ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3 728622/23-26 (22) 25.04.84 (46) 30.08.86. Бюл. У 32 (72) В.В.Городецкий, Н.Я.Бунэ, С.В.Евдокимов, М.М.Печерский, А.А.Дыбцын, E.В.Юкляевский, В.Л.Кубасов, А.Ф.Мазанка, Ф.И.Львович, В.Б.Буссе-Мачукас, О.П.Ромашин и Я.M.Kîëîòûðêèí . (53) 661 .41&.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 369923, кл. В 01 К 3/06, 1973. (54) (57) 1 . .СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА и хлоркислородных соединений электролизам водного раствора хлорида щелочнсго металла с испольэванием окисно-металлического анода, о т л и— ч а ю шийся теи, что, с целью повышения стойкости анода, в него вводят фосфат-ионы в количестве

0,06-2,0 г/л.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся теи, что в .раствор дополнительно вводят сульфат-ионы в количестве 1-10 г/л.

i2

Изобретение относится к технологии элехтрохичических производств, конкретно к получению хлора, например к процессам получения хлора и каустической соды по диафрагменному или мембранному методам.

Целью изобретения является повь1шение коррозионной стойкости металлоокисных анодов. особенно при снижении содержания хлоридч в анолите.

П р и и е р I. Окисный рутениевотитановый анод (ОРТА) с активным покрытием на 30 мол.% Ru0> и 70 мол.%

Т1.0 ., нанесенных ма титан термическим разложением солей, облучают в ядерном реакторе потоком нейтронов

3 ° lО нейтронов/си ° с В течение

1 г — 200 ч. Такой электрод помещают в электрохимическую ячейку проточного типа, в которой катодное и анодное пространства дополнительно разделяются ионно-обменной мембранои для устранения всякой возможности попадания католита в анодное пространство ячейки и изменения в результате этого рН раствора. В ходе опыта в ячейку иэ вспомогательного сосуда непрерывно подают с постоянной скоростью (80 мл/ч) исследуемый раствор

Вытекающий анолит собирают и перно;:;ически измеряют его радиоактивность„

Отдельно измеряют ". àêæ,å радиоактивность раствора из специальной с.;лянЙи, "заполненной концентрированной соляной кислотой, и которой осуществлялось поглощение рутения, уносимого иэ ячейки вместе с хлором В виде RuOg. Все величины приведенных скоростей коррозия ОРТА отражают суммарные потери рутения с электрог да и выражень1 в г/см ч.

Кроме того, из ячейки периодически отбирают. пробы газа и хроматографически определяют содержание в них

51061 Ъ кислорода. Зти Велн%4инь(Выражень.. в объемнь1х г роцеятах -Пе рис дически

KQHTpc .I1èpуют потенциал зх ек трода и рН pacraopa 1 "II. таблицу,, опыт 5) .

Ф* Карэн BpBoI. особенностью поведения ОРТА при анодной поляризации

В хлоридных растворах является медленность установления стационарного состояния (стационарной скорости

Я коррозии), Нe сразу устанавливается стационарная скорость коррозии и при замене исходного раствора ЧаС1 на соответстВующий раствор, содержащий добавку На РО, Поэтому каждый

15 опыт проводят следуюиРм образом.

Пе рВ онач аль чо ЗГЖ к трод Вводят В с та ционарное состояние путем поляризации его в исследуемом растворе г

NaC1 при плотности тока 0,2 А/см и

26 температуре 87 в течение приблизительно ЗОО ч и измеряют стационарные скорость коррозия и содержание кислорода в хлоре. Затем без прерывания поляризации осуществляют за25 мену электролита в ячейке на раствор

NaC1, содержащий соответствуощее количество фосфата„ в котором электрод также выдерживают не менее 100 ч.

làñëa этж-о переходят к измерениям с более высокой концентрацией фосфа-ов, Y, ëaa )-етодика проведения опы7ов га рг н а иръ ет измерение с òaö÷oöla Вных 1."елн :.ин скорости коррозии, o держания кислорода в хлоре и потенциала электрода. Р ультаты таких

35 измерен Я представлены в таблице.

Велячи-,ы ЬЕ отражают Возрастание потенциала электрода при увеличе нии концентрации Иа 1 О в анолите ф) по сравнению с соответствующим раствором НаОТ беэ фосфата. Б тех слугаях„когд; величина g Е не пре1- 1ьппала 5 мВ,, î<а в таблице не приВодится. е

Ю с

» 4 о

У C»C

Ю Ю о

4«i

Ю о

Ю о

° »» 4 е о е Ю

»Р»

Ю

Ф

»4Ъ

»Р а о

Ю о ь о

° Ф с4

Ф»Ъ ф»»»ф

Е 44

«. »

М о о

Э о

Ю

Ф

Io е

Ю o

ЧЭ

У

Ю4

»»

В о

Ю

Io

Фф о

»Э

Io

44\

Ю

44 й

Ю

Ф. фм в

РЪ

Ю o

»ф

Ю

»4Ъ

O фМ

Ф Ф CO е ° a

О . »»»Ъ.о

Ф о

O ь ъ

Ю4Ъ С4

° В

4»д

М

ФМ м а 44 о о

4о

С4С

И э

С4С

«»» м

С»»»

»4Ъ

Ю

Io

Ю

Ю

ФЪ

»В

ФЪ

3 125

Как видно из таблицы, при всех концентрациях NaCl и исследованных рН анолита введение в аналит фосфатионов (PO ) в концентрации 0,06—

2,0 приводит к снижению скорости коррозии OPTA. Ингибирующее действие фосфата тем сильнее, чем ниже концентрация NaC1 в аколите. В результате, если при уменьшении концентрации НаС1 в исходном, не содержащем фосфата растворе от

300 до 50 г/л, скорость коррозии

ОРТА увеличивается примерно в 4 раза (см. таблицу, опыты 1 и 6 беэ фосфата), то аналогичное изменение концентрации NaC1 в присутствии

0,17 г/л РС < не вызывает возрасгания

Ъ скорости коррозии ОРТА (см. таблицу, опыты 1 .и 6 без концентрации

PO 0,18 г/л). В результате в растворе ИаС1 50 г/л + 0,18 г/л РО скорость коррозии ОРТА оказалась практически такой же, как в растворе NaC1

300 г/л, не содержащем фосфатов (см. таблицу, опыт 6 с концентрацией

РО 0,18 г/л и опыт 1 без фосфата), Оптимальной концентрацией .РО в рассоле с точки зрения скорости коррозии содержания кислорода в хлоре и потенциала электрода является концентрация 0,6 г/л. При концентрации РО< в растворе ниже 0,06 г/л фосфаты не оказывают влиячия на протекающие

s на электроде процессы. При увеличении концентрации фосфат-ионов выше

2,0 г/л происходит увеличение содержания кислорода в хлоре и потенциала электрода. Постепенно возрастает также скорость коррозии ОРТА (см. таблицу. опыт 1 и ?).

Пример 2. Измерения,аналогичные примеру 1, проводят также в растворах НаС1, в которые одно-временно вводят сульфат- и фосфатионы в концентрации 1-10 и 0,18-2,0 г/л соответственно. При одновременном введении в хлоридные растворы фосфат- и сульфат-ионов наблюдается снижение скорости коррозии OPTA и содержания кислорода в хлоре. Например, в растворе NaC1 150 r/л при

4061 6 одков ременном введении 1 0 г! л S04 и только 0,18 r/л ионов РО скорость коррозии снижается примерно в 2 раза (от 2 10 до 9 10 г/см ° ч), а —.8 г содержание кислорода в хлоре умень-! шается от 1,4 до l,OX. Таким образом, если присутствие в хлоридных растворах сульфат-ионов в концентрации

10 г/л приводит к увеличению содержания кислорода в хлоре и возрастанию в определенных условиях скорости коррозии анодов (3), то при одновременном введении в хлоридные растворы фосфат- и сульфат-ионов происходит снижение скорости коррозии и содержания кислорода в хлоре., Полученные результаты показывают, что введение фосфат- и сульфат-ионов в хлоридные растворы оказывается особенно полезным при проведении электролиза хлоридных растворов с низкой концентрацией NaC1, Введение фосфатов в аколит при проведении хлорного электролиза

25 мембранным и диафрагменным методами может позволить значительно полнее вырабатывать 11аС1 нз поступающего на электролиз электролита, что дает в принципе возможность существекко уменьшить обьем оЧистных

ЗО сооружений для приготовления рассола. Это особенно экономически целесообразно в случае мембранного электролиза, учитывая высокие требования, предъявляемые к очистке рассола.

Снижение концентрации NaC1 от 300 до 150 г/л приводит к снижению электропроводкости электролита приблизительно в 2 раза. Однако в случае мембранного электролиза это не вызовет существенного увеличения напряжения на ванне, вследствие малого расстояния между мембраной и анодом, При этом сопротивление самой мембраны не увеличится и возрастет перенос воды из анодного пространства в катодное, что снизит расход воды, цеобходимой для подпитки катодкого пространства электролизера, и еще больше увеличит полноту использования поступающего на электролиз рассола, Заказ 4691/32 Тираж 615 Подписное

Произв.-пол тр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная„4