Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
эис, 4-2. Принципиальная схема производства хлора и каустической соды Рлектролизом с ртутным катодом.
При использовании в качестве сырья твердой поваренной соли стадия подземного растворения будет исключена, однако возникает необходимость в устройствах для хранения запаса твердой соли
и ее растворения.
На рис. 4-2 приведена принципиальная схема производства хлора и каустической соды электролизом с ртутным катодом, причем
в качестве сырья применяются рассолы подземного выщелачивания поваренной соли. Поскольку для донасыщения анолита требуется твердая соль, в схеме предусмотрена стадия выпарки растворов для получения кристаллической поваренной соли. Возможны варианты схемы с донасыщением анолита природной твердой поваренной солью.
Переменный ток
Преобразование переменного тот
- Обедненный
рассол
Д ехлорирование и очистка части рассола
Обратная
1 і і
I
I
соль
Донасыщение рассола
Рассол
Электролиз с ртутным катодом
Хлор на переработку
J t
Водород на Переработку
Каустическая сода жидкая
Вода
_L
Подземное растворение соли
-1
Сырой рассол
Соляная кислота
\
Na2CO3
NaOH
Li
Очистка рассола
Очищенный рассол
Ї
Диафрагменный
электролиз
Электролитический
щелок
\
Выпарка
Сульфаты
T
¦
Хлор на переработку
Каустическая сода жидкая
Рис. 4-3. Принципиальная схема кооперирования производства хлора и каустической соды электролизом с диафрагмоц и ртутным катодом.
При этом отпадает необходимость в выпарке растворов поваренной соли, но весь поток рассола после донасыщения должен быть очищен от примесей, вносимых с природной солью. Для донасыщения анолит можно закачивать в скважины. Если при этом проводить подземную очистку и осветление рассола, то можно получить рассол, пригодный для процесса электролиза с упрощением наземных устройств для приготовления и очистки электролита.
Если на одном производстве используются оба метода электролиза, обратная соль, выделяемая в производстве по методу с твердым катодом и диафрагмой, может быть использована [1] для питания цеха электролиза с ртутным катодом, как это показано на рис. 4-3. При этом необходимо принять меры против загрязнения обратной соли амальгамными ядами, содержащимися, например, в графитовых анодах или в продуктах коррозионного разрушения материалов аппаратуры, или предусмотреть очистку получаемого после донасыщения электролита от этих загрязнений. Ниже будут рассмотрены технологические процессы и схемы по отдельным стадиям лроизводственного процесса получения хлора и каустической соды.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ОЧИСТКА.РАССОЛА
Приготовление расоола
Основным сырьем при производстве хлора и каустической соды служит^ поваренная соль. В небольших масштабах используется также хлористый калий. Ниже приведены некоторые наиболее важные физико-химические свойства поваренной соли и хлористого калия:
Плотность чистых кристаллов, г/см3 Насыпная плотность, т/м3
Температура плавления, °С .... Мольная теплоемкость, кал/(моль-град) Удельная теплоемкость, кал/(г - град) , Теплота растворения в 200 моль H2O
Теплота образования, ккал/моль
NaCl
KGI
2,16
1,99
1,2-1,3
1,25-1,45
-
801
790
11,18
0,204
.0,16
1,281
4,4
98,3
104,3
WO
Растворимость в системе NaCl—H2O приведена на рис. 4-4. Растворимость поваренной соли в воде мало зависит от температуры и давления. В табл. 4-1 и 4-2 приведена растворимость чистой поваренной соли и KCl в воде при различных температурах.
В присутствии других солей (хлоридов, сульфатов) растворимость поваренной соли снижается. Природная соль обычно поглощает влагу из воздуха при относительной влажности выше 70— 75%. Гигроскопичность природной соли возрастает с увеличением количества загрязняющих ее примесей,
Рис. 4-4. Растворимость в системе
NaCl-H2O.
О 70 20 30 40 Концентрация NaCI,%
Таблица 4rl, Растворимость NaCl в воде [3]
Концентрация NaCI
-
Температура, °С
Плотность,
Твердая фаза
г/см*
-
вес. %
г/л
-21,2
23,3
278
1,193
Лед + NaCl- 2H3O
—20
23,5
281
1,195
NaCl-2НаО
-15
24,2
290
1,198
То же
—10
24,9
299
1,202
»
—5
25,6
309
1,206
» у
0,15
26,3
318
1,209
NaCb 2H2O + NaCl
10
26,3
317
1,205
NaCl
20
26,4
317
1,200
То же
25
26,45
317
1,198
»
30
26,5
317
1,196
»
40
26,7
318
1,192
»
50
26,9
319
1,187
¦г
»
60
27,1
321 .
1,183
70
27,3
322
1,179
75
27,45
.323
1,177
80
27,6
324
1,175
90
27,9
327
1,171
100
28,25
330
1,167
Таблица 4-2. Растворимость KGl в воде [3]
¦
Концентрация KCl
ъ
¦ч
Температура,
^
Плотность, г/см*
Твердая фаза
°С
-
¦
вес. %
г/л
—10,8
19,9
• 227
1,142
Лед+KCl
—8
20,4
234
1,145
KCl
