Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
При производстве хлора по методу электролиза с диафрагмой получается техническая щелочь, содержащая в зависимости от обработки ее на стадии выпарки 1,5—2,5% хлоридов, примеси сульфатов,, хлоратов, железа и другие загрязнения.
Из различных методов очистки каустической соды, получаемой по методу электролиза с диафрагмой, промышленное применение нашел только метод экстракции примесей из щелочного раствора жидким аммиаком. Очищенная этим способом каустическая сода по качеству приближается к полученной электролизом с ртутным катодом, однако несколько уступает ей по чистоте.
Основными преимуществами метода производства электролизом с диафрагмой является снижение удельных капиталовложений,
ч
необходимых для организации производства, и более ниэкая себестоимость получаемой каустической соды.
В качестве сырья в процессе электролиза с диафрагмой могут быть использованы дешевые естественные или искусственные рассолы, получаемые подземным растворением соли. Для электролиза с ртутным катодом необходима твердая соль для донасыщения обедненного анолита, поэтому затраты на сырье по этому методу значительно выше, чем по методу электролиза с диафрагмой.
Серьезной народнохозяйственной проблемой является использование для производства хлора и каустической соды огромных коли-честв^попутной поваренной соли, выделяемой при производстве калийных удобрений, при комплексной переработке рассолов соляных озер и в других производствах [24].|
В последнее время привлекает внимание подземное донасыщение анолита для электролизеров с ртутным катодом и возможность употребления для донасыщения анолита обратной соли диафрагменного электролиза. И то, и другое решение может обеспечить электролиз с ртутным катодом более дешевым исходным сырьем — солью. Однако эти варианты не нашли еще широкого применения в промышленности.
При проведении электролиза с ртутным катодом расход электроэнергии выше, а расход пара ниже, чем при электролизе с диафрагмой, так как в последнем случае большое количество пара затрачивается на выпарку электролитических щелоков с целью получения товарной каустической соды. Поэтому районы с дешевой электрической энергией и дорогим паром наиболее выгодны для метода электролиза с ртутным катодом и, наоборот, в районах с дорогой электроэнергией и дешевым паром целесообразно развивать электролиз с диафрагмой. Если соль, необходимую для донасыщения анолита в электролизе с ртутным катодом, получают выпаркой рассолов, расход пара на производство приближается к расходу приэлек-тролизе с диафрагмой.
Серьезным недостатком метода электролиза с ртутным катодом является необходимость применения больших количеств ртути и значительные потери ее в производстве, приводящие к загрязнению атмосферы и сточных вод. Для уменьшения масштабов загрязнения природы ртутными выбросами применяются меры [25], однако они связаны со значительными материальными затратами [26].
Оба метода электролиза зародились и получили применение в промышленности практически одновременно, тем не'менее длительное время развивался преимущественно метод электролиза с диафрагмой. С расширением промышленности искусственных и синтетических волокон возникла потребность в значительных количествах чистой каустической соды. Для удовлетворения этой потребности стал усиленно разрабатываться метод электролиза с ртутным катодом, преимущественное развитие он получил в последние 15—20 лет.
В настоящее время доля ртутного метода в мировом производстве составляет 53,8%, а метода cjдиафрагмой — 42%. Изменение
Таблица 1-3. Соотношение различных методов производства каустической соды в СССР (ориентировочно)
Годы
Объем продукции,T
г
В том числе
Соотношение методов, 1
/о
электро-
ЛИЗ, %
каустифи-кацир, %
в электролизе
в каустификации
і
с диафрагмой
с ртутным катодом
ферритный
известковый
1950
320 367
73,0
27,0
98,8
1,2
77,5
22,5
1960
745 864
79,5
20,5
82,8
17,2
77,3
22,7
1965
1 199 ООО
85,7
14,4
79
21
41,0
59,0
1970
1 783 ООО
89,0
11,0
. 67,5
32,5
40,2
59,8
1972
1 898 400
89,2
10,8
65,2
34,8
¦
$ 20
о
V
-
¦
2
1
to
9>
Годы
F
доли ртутного метода в общем производстве хлора приведено на рис. 1-2.
В последнее время доля метода с ртутным катодом в общем производстве хлора и каустической соды возрастает. При общем большом росте производства по методу электролиза с диафрагмой доля его,
несколько снизилась. В табл. 1-3 приведены данные об-изменении соотношения методов производства каустической соды (каустификация и электролиз) и соотношения ртутного и диафраг-менного методов электролиза.
Затраты, необходимые на строительство и эксплуатацию установок по очистке каустической соды, полученной электролизом с диафрагмой, настолько ее удорожают, что она становится неконкурентной с чистой каустической содой, полученной электролизом с ртутным катодом, как по размеру капиталовложений, так и по себестоимости получаемого продукта. Поэтому очистка каустической соды* получаемой электролизом с диафрагмой, не получила широкого применения в промышленности.