Резюме получаване на натриев хидроксид - резюмета на банката, есета, доклади, проекти и дисертации
Натриев хидроксид или сода каустик (NaOH), хлор, солна киселина, НС1 и водород се произвежда в индустрията е понастоящем метода на електролиза на разтвор на натриев хлорид.
Натриев хидроксид или натриев хидроксид - силна основа, наречен в ежедневието каустик използва в сапун, производство на двуалуминиев триокис - прекурсор за получаване на метален алуминий, в lakokra-сочно, нефтохимическата промишленост, в производството на изкуствени коприна, в органичния синтез промишлеността и други отрасли на икономика.
Когато се работи с хлор, хлороводород, солна киселина и натриев хидроксид необходимо стриктно да спазват правилата на техниката, без опасност. хлор инхалация причинява остра кашлица и диспнея, Sun-palenie дихателните пътища лигавиците, белодробен оток, и по-нататъшно образуване на възпалителни огнища в белия дроб.
Хлороводород, дори и с малко съдържание във въздуха причинява дразнене в носа и гърлото, изтръпване в гърдите, пресипналост и астма. В хронично отравяне в малки концентрации, че е особено засегнати зъби емайл, който бързо се разрушава.
отравяне на солна киселина е много подобен на отравяне с хлор.
Химичните методи за производство на натриев хидроксид.
Химичните процеси включват производството на натриев хидроксид от vestkovy и ферит.
метод за получаване на Лайм натриев хидроксид включва взаимодействие на сода разтвор с варно мляко с темпо-тура от около 80 ° С Този процес се нарича causticizing; е описано чрез взаимодействие на
Na2C03 + Са (ОН) 2 = 2NaOH + СаС03 (1)
В реакция (1) се получава от разтвор на натриев хидроксид и се утаи калциев карбонат. калциев карбонат се отделя от разтвор, съ-торите изпарява до получаване на стопен продукт съдържа около 92-zhaschego% NaOH. Разтопен NaOH се излива в същите-Leznov барабани, където се втвърдява.
Феритни метод, описан от две реакции:
Na2C03 + Fe203 = Na20 • Fe203 + С02 (2)
Na20 • Fe203 -f Н20 = 2 NaOH + Fe2O3 (3)
Реакция (2) показва процес на синтероване на калцинирана сода с железен оксид при температура 1100-1200 ° С По този начин по-спец razuetsya - натриев ферит и въглероден диоксид се освобождава. Освен спец обработва (извлича) вода съгласно реакция (3); получен разтвор на натриев хидроксид и утайката Fe2O3, който след отделянето му от разтвора се връща в процеса. Разтворът съдържа 400 г / л NaOH. Неговата изпарява до получаване на про-продукт, който съдържа около 92% NaOH.
Химични методи са производството на натриеви съществени недостатъци хидроксид-широк: голямо количество на разхода на гориво, получено ми-замърсени сода каустик примеси трудоемки и други превозни средства услуги Понастоящем тези методи почти изцяло заменена от метода на електрохимична производство ..
Концепцията за електролиза и електрохимически процеси.
Elek-манипулиране, процеси наречени химически процеси про-Tek във водни разтвори или разтопява под въздействието на постоянна по електрически ток.
Разтвори или стопилки на соли, киселини и алкални разтвори, Vai наречените електролити са свързани с проводниците на втория вид, в който електрически ток се извършва чрез прехвърляне йони. (Проводниците на първия вид, като например метали, ток се извършва от електрони.) Когато преминаването на електрически ток през отговорност електрон-Trol възниква през електродите и йонни sponds разпределени сажди вещества. Този процес се нарича електролиза. Устройството в която електролизата се нарича електрон-trolizerom или електролит баня.
Електролизата се използва за производство на редица про-химически duktov- хлор, водород, кислород, алкални и други. Тит, трябва да се отбележи, че получава чрез електролиза химикали сезон Coy чистота, в някои случаи, недостъпни за химични методи за тяхното производство.
Недостатъците на електрохимически процеси включват висока консумация на енергия по време на електролизата, което увеличава стойността на получените продукти. Във връзка с това поведение-ING електрохимични процеси е препоръчително само въз основа на евтини електрическа енергия-ТА.
Суровини за производството на натриев хидроксид.
За производството на натриев хидроксид, хлор, разтвор на хлороводород се използва, което се подлага на електролиза на натриев хлорид се намира в природата под формата на подземни находища каменна сол във водите на езера и морета и естествен Russo риболов или разтвори. Рок депозити сол са Донбас в Урал, Сибир, Zak-Cazier и други области. Богат на сол в нашата страна, а някои от езерото.
През лятото има изпаряване на водата повърхност на езера и Powa rennaya-сол се утаява като кристално риболов. Такава сол наречената samosadoch солна. Морската вода съдържа до 35 г / л натриев хлорид. В горещ климат, където в интензитет на изпарение на водата, образувана концентрирани разтвори на натриев хлорид, от който zuetsya кристал. Вътрешността на Земята, смлян водния поток в солеви форми, които се разтварят NaCl и образуват подземни солни разтвори, простиращ се през сондажа и на повърхността.
Физиологични разтвори, независимо от пътя за тяхното получаване съдържат примеси калциеви и магнезиеви соли, и преди да бъдат прехвърлени към устройството електролиза, podver gayutsya пречистен от тези соли. Почистването е необходимо, тъй като по време на електролизата, могат да образуват слабо разтворими хидроксиди на калций и магнезий, които нарушават нормалното протичане на електролизата.
Почистване луги, получени от разтвор на сода и вар мляко. В допълнение към химически почистващи разтвори bozhdayutsya-усвоили от механични примеси чрез утаяване и филтруване.
Електролиза на разтвор на натриев хлорид се произвежда в бани с твърд желязо (стомана) и катода с диафрагми и в бани с течен живак катод. Във всеки случай, промишлени електрон-rolizery използва оборудване за днешните големи хлор-алкални инсталации трябва да има висока производителност, про-stuyu структура, за да бъде компактен, работи надеждно и опорно-Chivo.
Електролизата на разтвори на натриев хлорид в бани с стомана катод и анод графит.
Това позволява производството на натриев хидроксид, хлор и водород в един апарат (електролитна клетка). При преминаване директно електрически ток през воден разтвор на натриев хлорид може да се очаква отделяне на хлор:
2CI- - 2е Ю С12 (а)
и кислород:
20N- - втори Ю 1 / 2O2 + H2O (б)
Нормално потенциал електрод на изпълнение на ОН - йони желаят да се създаде композиция + 0.41 в, и нормалната потенциал електрод на изпълнение на хлоридни йони е равна на + 1,36. В неутрален разтвор, наситен разтвор на натриев хлорид концентрация от около 1 хидроксилни йони # 903 10-7 грам-еквивалента / л. При 25 ° С на равновесие потенциал на газоразрядни-hydroxyechinenone тежки йони ще
Равновесие потенциал освобождаване на хлорни йони в концентрации на NaCl-му в разтвор на 4.6 гр-екв / л е равно на
Поради това към анода с ниско общия потенциал, трябва преди всичко да се освобождава кислород.
Въпреки това, графит аноди кислород пренапрежение много по-висока хлор пренапрежение и следователно ще бъде предимно С1 да изпълнява йони с отделяне на газообразен хлор чрез взаимодействие на (а).
хлор Изолиране се улеснява чрез увеличаване на концентрацията на NaCl в разтвора поради намаляването на това количество, равно Spring капацитет. Това е една от причините за използването на електролиза на концентриран натриев хлорид, съдържащи 310-315 г / л.
В катода в алкален разтвор изпълнение на водни молекули от уравнението
Н20 + e- = Н + ОН- (в)
след рекомбинация на водородни атоми се утаява като мола молекулен водород,
Освобождаване натриеви йони от водни разтвори на твърда катод не е възможно поради по-големия капацитет на освобождаване, в сравнение с водород. Следователно хидроксид остава в разтвор - йони с натриеви йони за образуване на алкален разтвор.
Процесът на разграждане може да се изрази така NaCI-разпенващ реакции следва:
.. Т.е. анода е образуването на хлор и в катодното - водород и натриев хидроксид.
В електролиза, заедно с основните описани процеси могат да протичат и страна, едно уравнение neniem-горе (б). В допълнение, хлор еволюира в анода е частично разтворен в електролита и се хидролизира чрез взаимодействие на
В случай дифузия на алкални йони (ОН-) към анода или катода и анода хипохлориста отклонение продукт и солна киселина се неутрализира с основа за образуване на хипохлорит и натриев хлорид:
NOS1 + NaOH = NaOCl + Н20
НС1 + NaOH = NaCl + Н20
ClO- йони при анода могат лесно да бъдат окислени в ClO3-. Следователно, поради странични реакции по време на електролизата ще бъде генериран хипохлорит, хлорид и натриев хлорат, което ще доведе до текущата ефективност и енергия използване капка-niju. процеп-млечна среда по-лесно освобождаване на кислород при анода, което също ще намали производителността на електролиза.
За да се намали появата на нежелани реакции, трябва да е защото-даде условия, които предотвратяват смесването на катода и анода про-дукти. Те включват разделяне на катодните и анодните пространства диафрагмата и електролит филтруване през противоположната диафрагма на борда на движението на ОН йони към анода. Такива мембрани са наречени отвори и филтър от азбест.
Увеличаването на концентрацията и електролиза температурата на NaCl на електролита, чрез което намалява разтворимостта на хлор, а също и намаляване на концентрацията на NaOH в католит свиване-schayut вероятността от нежелани реакции на.
Повишаването на температурата на електролиза не само увеличава тока, но също така и електрическа проводимост на електролита, което намалява напрежението в клетката. По този начин, повишаване на температурата намалява консумацията на електрическа енергия и следователно обикновено електролиза на натриев хлорид разтвори се провежда при 70-80 ° С
Индустриални електролитни с филтър-ING диафрагмата са широко използвани в промишлеността. Управление такъв баня е показано на фиг. Баня 1 има перфорирана стомана среда (с дупка) катод и анод графит. До катод здраво филтър диафрагма азбест дъската.
Разтворът на натриев хлорид се подава към анодното отделение, се филтрува през диафрагмата и достига катода. Скоростта на филтруване електролит ха acterized т.нар течливост отвор V (cm3 / час), в зависимост от отвор напречното сечение на F (cm-1), з електролит хидростатично налягане глава. диа-phragma дебелина б (cm) на електролита и вискозитетът μ.
При преминаване директно електрически ток, произведен хлор при анода, катодната - водород и основи, които, минавайки през катода по-Verstov влива в катодното пространство и отстранява от банята.
баня верига с филтрираща мембрана:
1- диафрагма; 2 - стомана катод;
3 - катод пространство ЛИЗАЦИЯ;
4 - анод; 5 - анод пространство
В баните не съществува пълно разлагане на сол и
избран постоянна концентрация на разложена алкален и сол.
В електролитната течност поток от ваната съдържа 110-120 г / л NaOH и 180-170 г / л NaCl.
Индустриалните Electrolyzers ще имат голям произ-ранен етап на кариерата, която се постига чрез увеличаване на натоварването. Използването на катоди с много голяма повърхност ви позволява да създадете някой компактно Electrolyzers с товар от 50 000 до един. Диафрагмата в този случай nasasyvayut или "отложен" на повърхността на катода от суспензията на азбестови влакна във физиологичен разтвор-алкален разтвор с помощта на вакуум.
Фиг. 2. Баня с депозиран диафрагма:
1- бетон дъно; 2 - стомана катод; 3 - бетон капачка; 4 - тръба за захранване саламура; 5 - тръба за отвеждане хлор; 6 - графит аноди; 7 - фитинг за отстраняване на водород; 8 - тръба за източване на електролитна течност; 9 - мед тоководещи
Пример за баня с отложения диафрагмата може да служи тип баня Hooker S, Фиг. 2. Тази баня се състои от три основни ча stey - дъно бетон, стомана катод и бетоново покритие. В долната част на улея е с правоъгълна форма, при което попълнено свинче Tzom долните краища на лентата на графитни аноди и мед, служещи за постояннотоково захранване. Графит аноди са PLA-Стина. катод на - стоманена рамка, в която е монтирана на редица плоски джобове стоманена мрежа. Местоположение джобове и ширината им е такава, че инсталирането на катода на дъното, така че джобовете са поставени точно между аноди.
Капакът на баня се отвори за подаване солев разтвор и разреждане хлор. Клетката има топлоизолация намалява загуба на енергия поради излъчване на топлина в околната среда.
Електролиза разтвори гайка доверието хлорид бани с живак катод и анод графит vym а.
Това дава по-голяма от продукти концентрирана-баня, отколкото в вани с диафрагма.
При преминаване през разтвор на NaCl DC-небе електрически ток на анода на графит случва с йон отговорност С1 в следващата версия на хлорен газ
В катода на живак, отделянето на водород се случва с голям пренапрежение. Ако желязо катоден потенциал освобождаване на водород от неутрален разтвор е равно на 0,415, а след това на живак катод е 1.7 - 1.85 инча Натриев същото освободен живак с голям ефект на деполяризация причинени от натриев NaHgn образуват амалгама, разтварянето живак в излишък. Bla Godard този потенциал натриев освобождаване на живак катодно-ОЗНАЧАВА оказва под равновесие, а именно 1,2, докато все още си пружина потенциал е равно на 2.71. По този начин, следните процеси възникнат при живак катод:
водород и на практика почти не е определен.
Натриев амалгама се разлага в специален апарат - разлагане чрез реакция с вода
NaHgn + Н20 = NaOH + 1 / 2Н2 + nHg
Електролиза баня с живак катод потоци на средно напрежение 4.3-4.4 инча
Баня живак катод, схематична диаграма е показана на Фиг. 3, се състои от две части: Електро Leeser и разлагане.
разлагане на клетките и може да бъде конструктивно Sec-Lena и комуникират един с друг или тръбопровод може да бъде разположен в общ корпус.
Във всеки случай, електролизатора - дълго правоъгълна кутия напречно сечение, в горната покрит с капак, в която подсилени графит анодите. Фиг. 3. Схема баня с живак катод:
1- електролизер; 2 - разлагане; 3 - Pump
Чрез леко наклонена вана дъно се довежда ка-todnaya него гума и непрекъснато се движи тънкослойна живак. По този начин, на дъното на ваната е катода. Клетката се подава с концентрирана (310-315 г / л) разтвор на натриев хлорид, че е изчерпан при електролиза на готварска сол до концентрация от 260-270 г / л се освобождава от obeskhlorivaetsya на баня под освобождаване и при продухване със сгъстен въздух, donasyschaetsya сол, пречистен от примеси (схема не са показани), и се предават обратно към електролиза. Получената изхода хлоро през капака на баня.
При преместване на живак в дъното на клетка електро-лизинг натриев амалгама се получава, което се разтваря в живак и от клетката в разлагане. Разрушители могат да бъдат от различни конструкции - хоризонтални и вертикални. Хоризонтални разрушители са запечатани отново правоъгълно корито. Водата влиза разлагане и от получените продукти, изтеглени - водород и алкален. дъно