Способ получения пероксиугольной кислоты

 

Сущность изобретения: продукт - пероксиугольная кислота. Реагент 1 - роданид калия. Реагент 2 - диоксид углерода. Условия реакции: количество роданида калия 0,5-1,5 г/л, плотность анодного тока 0,05- 0,4 А/см2, давление диоксида углерода 2-23 атм. 2 табл.

СОКЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 07 С 409/24, 407/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЛЯД

4яДЦ цу

ТГ,.;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889815/04 (22) 13.12.90 (46) 15.05.93. Бюл. М 18 (71) Дагестанский государственный университет им. В.И. Ленина (72) Ш.Щ-. Хидиров и 3.M. Алиев (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1669151, кл. С 07 С 409/24, 1989.

Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу получения пероксиугольной кислоты.

Целью изобретения является увеличение производительности процесса и повышение выхода по току.

Согласно изобретению поставленная цель достигается способом получения угольной кислоты путем электролиза водного раствора, содержащего в качестве промотирующей добавки 0,5-1,5 г/л роданида калия при непрерывном барботаже через раствор диоксида углерода при плотности анодного тока 0,05-0,4 А/см, а отличительг ной особенностью является то, что процесс проводят при давлении диоксида углерода

2-23 атм.

При растворении СОг в воде устанавливается равновесие НгО+ СОаИН СОз+ ОН (11

При атмосферном давлении (1,01 . 10

Па) равновесие реакции (1) смещено влево.

При повышении давления диоксида углерода повышается его растворимость в электролите и вместе с тем равновесие реакции (1) смещается вправо. При этом электропроводность раствора возрастает.

При увеличении давления СОг концентрационная поляризация по НСОз-ионам

„„. >0„„1815262 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИУГОЛЬНОЙ КИСЛОТЫ (57) Сущность изобретения: продукт — пероксиугольная кислота, Реагент 1 — роданид калия. Реагент 2 — диоксид углерода. Условия реакции: количество роданида калия

0,5 — 1,5 г/л, плотность анодного тока 0,05—

0,4 А/см, давление диоксида углерода 2 — 23 г атм. 2 табл, уменьшается, Анодные плотности тока при этом достигают больших значений. При высоких плотностях анодного тока ускоряется процесс окисления НСОз-ионов по уравнению реакции

2НСОз-2е=С04 +2Н +СОг, I»

I» т.е. возрастает производительность процесса. еВ

Для проведения процесса окисления

НСОз в бездиафрагменном электролизере «© необходимо исключить восстановление образующихся пероксокарбонат ионов С04 «Л на катоде. Этого можно достигнуть умень- Я шением катодной плотности тока в 100 и 0 более раз, т.е. надва порядка по сравнению ) с анодной плотностью тока. При таких усло виях повышается и выход по току надугольной кислоты из-за значительного подавления побочных реакций: анодного выделения кислорода и катодного восстановления пероксомокарбонат-иона.

Пример 1. В бездиафрагменный электролизер в форме стакана емкостью 0,5 л наливают 200 мл дистиллированной воды, содержащей в качестве промоти рукицей добавки 0,1 r роданида калия (онцентп. гция

1815262 пряжение на электролизере уменьшается. С

10 повышением давления растворимость COz возрастает, соответственно увеличивается и константа гидролиза COz. Понижение напряжения обусловлено ростом электропроводности в результате гидролиза С02 и накопления НСОз и ОН ионов, При давлениях выше 23 атм выход по току уменьшаетТабл ица1

Объем кислоты, мл

Напряжение на электрол изере, В

Конц. кислоты, М

Плотность анодного тока

А/см

Давление

COz, атм.

Электролиз водного раствора

СО с добавлением KSCN из расчета 1 г/л

Выход

Пример по массе, r по току,%

18

100

0,2

0,2

0,02

0,06

3,2

4.3

95 по прототипу по данному способ

10 роданида калия 0,5 г/л). Анодом служит платиновая пластинка, вставленная в крышку электролизера. Катод- корпус электролизера, т.е. внутренняя поверхность титанового электролизера, соприкасающаяся с раствором. Плотность анодного тока составляла

0,1 А/см, а катодного 0,01 А/см .

Диоксид углерода под давлением подают в электролизер из баллона с СО2. Давление СО в электролизере измеряют манометром, установленным в крышке электролизера. Давление СО составляет 12 атм. Электролиз проводят в течение одного часа. Напряжение на электролизере составляет 10,5 В, Температура исходного раствора составляет 10 С, а конечного продукта

25 С. Температура электролита не оказывает влияния на выход конечного продукта.

Выход по току пероксиугольной кислоты составляет 88%.

Пример 2. Электролиз проводят аналогично примеру 1 с той разницей, что плотность анодного тока составляет 0 1

А/см, а катодного — 0,05 А/см (50 А/м ).

Напряжение на электролизере составляет

11,0 В. Выход по току пероксиугольной кислоты равен 65%, Пример 3. Электролиз проводят также, как и в примере 1 с той разницей, что плотность анодного тока составляет 01

А/см, а катодного — 0,001 А/см (10 А/м ).

Напряжение на электролизере составляет

9,6 В. Выход по току пероксиугольной кислоты равен 90%.

Из данных примеров осуществления способа видно, что при соотношении плотностей анодного и катодного токов в пределах 0,01 — 0,001:1 выход по току высок. При значении катодной плотности тока больше

0,01 Аlсм выход по току уменьшается.

П р и M е р bl 4 и 5. Процесс ведут KGK u в примере 1 при атмосферном давлении (пример 4 — сравнительный по прототипу) и при давлении СО 10 атм (пример 5). Условия ведения процесса и полученные результаты приведены в табл. 1.

3а одно и то же время электролиза концентрация кислоты, получаемой по данному

45 способу в три раза больше, чем по прототипу, Пример ы 6-14. Процесс проводят как и в примере 1 при концентрации роданида калия 1,5 г/л. Результаты ведения процесса приведены в табл. 2.

Как видно иэ табл. 2, с повышением давления COz выход по току повышается, а нася, напряжение на электролизере возрастает

При давлениях выше 23 атм выход по току уменьшается, напряжение на электролизере возрастает. При давлениях выше 23 атм растворенный С02 сохраняется в молекулярной форме, что оказывает сопротивление электрическому току. Кроме того COz экранирует поверхность электрода, адсорбируясь в молекулярной форме и тем самым снижает выход основного продукта.

Данный способ по производительности эффективнее известного, что видно из табл.

1, Он позволяет проводить процесс в бездиафрагменном электролизере, что делает его менее энергоемким. Выход по току возрастает с 65% до 95%.

По данному способу пероксиугольную кислоту получают. непосредственно из COz, без промежуточных продуктов, т,е. проводится прямая утилизация СОг.

Формула изобретения

Способ получения пероксиугольной кислоты путем электролиза водного раствора, содержащего в качестве промотирующей добавки 0,5-1,5 г/л роданида калия, при непрерывном барботаже через раствор диоксида углерода при плотности анодного тока 0 05-0 5 Аlсм, отличающийся г тем, что, с целью увеличения производительности процесса и повышения выхода по току, процесс проводят при давлении диоксида углерода 2-23 атм, 1815262

Таблица2

Составитель Ш.Хидиров

Техред М.Мо ргентал

Корректор С.Лисина

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1617 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36. Раувская наб.. 415