Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Получаемый в качестве побочного продукта водород частично воспользуется на хлорных*заводах для синтеза|хлористого водорода и некоторых|других продуктов. Однако при использовании водорода для. каталитического гидрирования и других процессов необходима его тщательная очистка, особенно при производстве водорода электролизом с ртутным катодом.
Производство каустической соды химическими методами непрерывно сокращается и в настоящее время в большинстве стран уже не имеет серьезного значения. Потребность в хлоре растет быстрее, чем в каустической соде [31], и в ближайшие годы можно ожидать полного вытеснения химических методов производства каустической
СОДЫ.
Имеются работы по электролизу растворов поваренной соли с получением кальцинированной соды вместо каустической [32], приведены также отдельные примеры реализации этого процесса в промышленности.
В литературе было опубликовано много сообщений об ожидаемом избытке каустической соды и необходимости переработки ее в кальцинированную соду [31, 33] и о разработке методов производства хлора, не связанных с одновременным получением каустической соды. Однако эти предположения пока не находят подтверждения в практике. В настоящее время на рынке химических продуктов не ощущается избытка каустической соды, а наоборот, сообщается о сокращении ее запасов до минимума за последние годы и значительном росте цен на каустическую соду [30, 34].
В литературе описано много работ и патентов в области электролиза с ионообменными диафрагмами с получением чистой и концентрированной каустической соды без применения ртутного катода [35, 36]. Однако эти работы не доведены до разработки промышленной конструкции электролизера и внедрения в промышленность. Имеются лишь сообщения о строительстве в Японии опытной установки с ионообменными. мембранами для получения хлора и чистого едкого натрия производительностью по хлору 4400 т/год [37].
Процессы электролиза растворов хлоридов щелочных металлов с ионообменными диафрагмами достаточно хорошо изучены в лаборатории и дальнейшее развитие этого метода в настоятцее время лимитируется отсутствием диафрагм, пригодных для создания крупных промышленных электролизеров. Применяемые для этой цели ионообменные мембраны не обладают 100%-ной селективностью, что не позволяет получать столь же чистую каустическую соду, как и по методу электролиза с ртутным катодом. Без разработки мембран с достаточно высокой селективностью нельзя рассчитывать на успешное использование этого метода.
Перспективы применения в промышленности процесса электролиза с ионообменными диафрагмами будут ограничены более сложной конструкцией электролизеров, повышенным расходом электроэнергии на проведение процесса и более низким качеством каустической соды по сравнению с ртутным методом [38].
В связи с тем, что спрос на хлор и хлорпродукты растет быстрее, чем на каустическую соду, в последнее время вновь возник интерес к разработке и реализации в промышленности способов получения хлора, не связанных с одновременным получением каустической соды. Разрабатываются различные химические методы получения хлора окислением хлористого водорода, регенерацией хлора из хлористого аммония, электролизом соляной кислоты.
За последние 5—10 лет в промышленности получили практическое применение два новых метода производства хлора — электролизом соляной кислоты [39, 40] и из хлористого аммония (нашатыря) [41]. Эти методы получения хлора не связаны с одновременным выделением каустической соды, в качестве сырья в них используются трудно реализуемые отходы производства хлорорганических продуктов и кальцинированной соды. Однако эти методы имеют небольшой удельный вес в общем производстве хлора.
Для электролиза соляной кислоты разработаны конструкции биполярных электролизеров фильтр-прессного типа [42] на нагрузку до 10—12 кА с числом ячеек до 40 [43]. Установки для электролиза соляной кислоты оборудованы в ряде стран [44]. Для снижения напряжения при электролизе предложено добавлять к электролиту соли палладия [45], а также соли меди и железа с деполяризацией катода путем подачи кислорода [46]. Разрабатывается также электролиз HCl в расплаве смеси хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов [47, 48] с целью снижения напряжения на ячейке примерно до 1,45 В против 1,8—2,0 В, необходимых при электролизе водных растворов. Электролиз соляной кислоты для регенерации хлора из попутного хлористого водорода находит применение в ФРГ, СШАГ Японии и других странах. Однако даже в такой стране как ФРГ, где электролиз соляной кислоты нашел наибольшее применение/ доля его в общем производстве хлора составляет около 4% [4].
Серьезным конкурентом электрохимических методов производства хлора в ближайшей перспективе^могут явиться методы окислительного гидрохлорирования различных органических продуктов с помощью хлористого водорода, получаемого в качестве побочного продукта. Этот процесс широко используется за рубежом, в настоящее время он разрабатывается в нашей стране и позволит заменить хлор в ряде промышленных синтезов.
