Натрий гидроксидін қалай өндіру керек?

М. Материалға шолу

Натрий гидроксиді немесе әдетте каустикалық сода, сілті немесе натрий гидроксиді деп аталады - қазіргі заманғы өнеркәсіп үшін қажет шикізат негізгі химиялық зат. Физикалық пішіні: таза зат ақ, мөлдір кристалды қатты зат түрінде болуы мүмкін, ол жоғары гигроскопиялық. Өнеркәсіп тауарлары жиі таралады: үлпек, түйіршік, кесек түрінде, концентрациялы ерітінділер (шырынды каустик) түрінде. Химиялық сипаттамалары: негізгі белгілер күшті сілтілік және күшті коррозиялық. Ол суда жақсы ериді, үлкен жылу бөлінеді. Қышқылдармен белсенді (бейтараптандыру); ол майларды сабындандырды, белоктарды ерітеді және көптеген металдармен (алюминий, мырыш және т.б.), сондай-ақ шыны және керамикамен қатты әрекеттеседі.

II. Өндірістік Те хнология

Натрий гидроксиді негізінен бүкіл әлемде хлор өндірісімен бірге дерлік өндіріледі және екеуі жиі хлор-сілті өнеркәсібі деп аталады. Бұл анодта хлор газы (Cl 2 ) және катодта натрий гидроксиді мен сутегі газы (H 2 ) түзілетін қаныққан тұзды ерітіндінің (NaCl ерітіндісі) электролизіне негізделген. Ең маңызды процестер катодты бөліктерді бөлу технологиясына байланысты және олар мыналарды қамтиды:

1. Диафрагма жасушасы:

Принцип: Анод пен катод камералары арасында кеуекті асбест (немесе модификацияланған диафрагма) қолданылады. Анод бөлімі тұзды ерітіндімен толтырылады; Таусылған тұзды ерітінді диафрагма арқылы катод бөліміне өтеді, содан кейін хлор мен бейтараптандырылған тұзды ерітінді сутегі мен NaOH бөледі. Катод өнімі - NaOH, NaCl және су қоспасы. Қасиеттері: Сәнді орта жастағы технология, жұқа капитал. Бірақ каустикалық ерітіндінің құрамында төмен концентрация (шамамен 10-12%) және тұздың көп мөлшері бар, сондықтан жоғары энергия тұтыну кезінде тұзды булану, концентрациялау және бөлу қажет. Асбесттен жасалған диафрагма қоршаған ортаға және денсаулыққа қауіп төндіреді және баяу ауыстырылады немесе жақсырақ.

2. Ион алмасу мембраналық жасушасы:

Принцип: жоғары селективті катионалмастырғыш мембранасы бар екі бөлімді бөледі. Бұл мембрана анод бөлімінде катод бөліміне Na иондарының (Na+) өтуін өткізеді, бірақ OH – кері миграциясын және Cl- қозғалысын тежейді. Қолданылатын тұзды ерітінді жоғары тазалықта және анодтық камераға қосылады, ал катод камерасына таза су (немесе сұйылтылған каустик) қосылады. Өнімдер жоғары концентрациялы (32-35% дейін) католит (NaOH ерітіндісі) және жоғары тазалықтағы анолит (сарыған NaCl тұзды ерітіндісі). Қасиеттері: жоғары сапалы, жоғары концентрацияланған және жоғары таза NaOH өнімі (тұз мөлшері өте аз). Энергияны аз тұтыну: булану және концентрацияда қажет энергия айтарлықтай төмендейді. Қоршаған орта: асбестпен ластану туралы барлық ойларды жоққа шығарады; оның тығыздалуының үлкен бөлігі жоғары сапалы, сондықтан ағып кету аз. Жоғары тиімділік: жоғары ток тиімділігі, тұрақты жұмыс. Статус: бүгінгі күні бүкіл әлем бойынша жаңа және негізгі хлор-сілті қондырғыларын таңдау технологиясы.

3. Меркурий жасушасы

Принцип: Ағынды сынапты пайдаланатын катодты типті. Na+ иондары сынап катодында разрядталып, натрий амальгамасы түзіледі, ол электролизерден шығады және су енгізілген ыдыратушы арқылы жоғары концентрациядағы NaOH және H 2-ге айналады. Сипаттамалары: жоғары концентрациясы және жоғары тазалығы бар сұйық каустикті өндіруге қабілетті болды. Осыған қарамастан, экологиялық жүйе мен адамның әл-ауқатына елеулі қатер төндіретін сынаппен ластану қаупінің жоғары болуы негізгі кемшілік болып табылады. Қазіргі уақытта жағдайы: бұл процесс жердегі төзгісіз экологиялық қауіптерге байланысты айтарлықтай жойылды, ал бір бөлігі мембраналық процеске ауысты.

III. Қорытынды

Ион алмасу мембранасы – бұл ең заманауи үлгі: оның тамаша техно-экономикалық және экологиялық сипаты қазіргі уақытта ең өнімді-жетілдірілген өнімділік болып табылатын заманауи хлор-сілті өндірісінде оның нарықтық гегемониясын қамтамасыз етті. Алға қарай ілгерілеудің негізгі жолы «Жасыл өндіріс» деп аталады: ең қауіпті ластаушы заттарды (мысалы, сынап жасушалары) жою, әдеттегі процестерді тазарту (мысалы, диафрагмалардағы асбестті ауыстыру) және мембраналар мен электролизер дизайнын энергия мен материал тиімділігінің жаңа деңгейлеріне баптауды жалғастыру - саладағы кең келісім.