Как се произвежда натриева основа?

I. Общ преглед на материала

Натриева основа, често наричана още каустична сода, люе или натриев хидроксид, е задължително суровинно базово химично вещество за модерната индустрия. Физическа форма: в чист вид може да се срещне във формата на бял, прозрачен кристален твърд материал, който е много хигроскопичен. Продуктите от индустрията често се разпространяват: под формата на хлопчета, гранули, парчета, както и като концентрирани разтвори (соковидна каустична сода). Химични характеристики: основните свойства са силна алкалност и силна корозивност. Лесно се разтваря във вода с отделяне на значително количество топлина. Реагира активно с киселини (неутрализация); сапонифицира мазнини, разтваря протеини и експлозивно реагира с много метали (алуминий, цинк и др.), както и със стъкло и керамика.

II. ПРОИЗВОДСТВО TE технология

Натриевата основа се произвежда почти изцяло в съчетание с производството на хлор и двете често се наричат индустрията на хлора и алкалите. Това се базира на електролизата на наситен разтвор на сода (NaCl), при която газов хлор (Cl2) се образува на анода, а натриева основа и водороден газ (H2) на катода. Най-важните процеси зависят от технологията за разделяне на катодната камера и включват:

1. Диафрагмена клетка:

Принцип: Използва се порест азбест (или модифицирана диафрагма) между анодната и катодната камери. Анодната камера се запълва с разтвор от сода; изчерпаният разтвор преминава през диафрагмата към катодната камера, където се отделят хлор и неутрализирана сода, водород и NaOH. Катодният продукт е смес от NaOH, NaCl и вода. Характеристики: Технологията е умерено остаряла, ниски инвестиционни разходи. Но продуктът – корозивна течност, има ниска концентрация (приблизително 10-12%) и високо съдържание на сол, което изисква процеси на изпаряване, концентриране и разделяне на солта с високо енергийно потребление. Диафрагмата от азбест съдържа екологични и здравни рискове и постепенно се заменя или подобрява.

2. Йонен обменен мембранен електролизьор:

Принцип: Разделя двете компартмента чрез високо селективна катоонна мембрана. Тази мембрана допуска миграцията на Na+ йони (Na+) от анодната към катодната камера, но не допуска обратната миграция на OH- и движението на Cl-. Използва се висококачествен разтвор на сода и той се добавя към анодната камера, а към катодната камера се добавя чиста вода (или разредена каустична сода). Продуктите са католит (разтвор на NaOH) и анолит (изчерпан разтвор на NaCl) с висока концентрация (до 32–35%) и високо качество. Свойства: продукт NaOH с високо качество, висока концентрация и висока чистота (много малко съдържание на сол). Ниско енергопотребление: намалява значително енергията, необходима за изпаряване и концентриране. Екологичност: изключва напълно замърсяването от азбест; голяма част от уплътненията са от високо качество, така че няма почти никакви течове. Висока ефективност: висока токова ефективност, стабилна работа. Статус: технология, избрана за нови и основни хлор-алкален производствени мощности по целия свят днес.

3. Ртутна клетка

Принцип: Това е катоден тип, използващ течаща живак. Йоните Na+ се разреждат на живачния катод, образувайки натриев амалгам, който се източва от електролизера и се превръща в концентрирана NaOH и H2 чрез разлагане, при което се добавя вода. Характеристики: потенциално е могла да произвежда течно каустично с висока концентрация и чистота. Въпреки това, основният недостатък е бил значителният риск от замърсяване с живак, което води до сериозни заплахи за еко-системата и човешкото здраве. Съвременно положение: този процес е значително изключен на повечето места поради непоносими екологични опасности, а частично е преминат към мембранния процес.

III. Резюме

Йонната размяна на мембрана е в състояние на изкуството: нейният отличен технико-икономически и екологичен характер е осигурил нейното пазарно доминиране в модерното производство на хлор-алкали, което е най-продуктивно-усъвършенствано понастоящем. Основният начин за напредване се нарича подходящо Зелено производство: отстраняването на най-големите замърсители (като живачни клетки), усъвършенстването на традиционните процеси (като заместването на азбеста в диафрагмите) и продължаването на настройката на мембраните и дизайна на електролизьора до нови нива на енергийна и материална ефективност са широкото споразумение в индустрията.