Как производить гидроксид натрия?

Я. Обзор материала

Едкий натр, или иначе каустическая сода, щелочь или гидроксид натрия является важнейшим базовым химическим веществом для современной промышленности. Физическая форма: чистое вещество может встречаться в виде белого, полупрозрачного кристаллического твердого вещества, обладающего высокой гигроскопичностью. Продукция промышленности часто распространяется в виде хлопьев, гранул, кусков, а также в виде концентрированных растворов (жидкая каустическая сода). Химические характеристики: основные свойства — это сильная щелочность и высокая коррозионная активность. Хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Вступает в реакцию с кислотами (нейтрализация), омыляет жиры, растворяет белки и бурно реагирует со многими металлами (алюминий, цинк и др.), а также со стеклом и керамикой.

II. Производство Т технология

Едкий натр практически во всем мире производится почти исключительно совместно с производством хлора, и оба вещества часто упоминаются как хлор-щелочная промышленность. Это основано на электролизе насыщенного рассола (раствора NaCl), при котором газообразный хлор (Cl2) образуется на аноде, а едкий натр и водород (H2) — на катоде. Наиболее важные процессы зависят от технологии разделения катодного пространства, и в их число входят:

1. Диафрагменная ячейка:

Принцип: Он использует пористый асбест (или модифицированную диафрагму) между анодной и катодной камерами. Анодная камера заполняется рассолом; обедненный рассол пройдет через диафрагму в катодную камеру, где хлор и нейтрализованный рассол выделяют водород и едкий натр. Продукт катода — это смесь едкого натра, хлорида натрия и воды. Характеристики: Технология среднего возраста, тонкий капитал. Но продукт — едкий раствор содержит низкую концентрацию (около 10-12%) и большое количество соли, поэтому требуется испарение, концентрирование и разделение соли с высоким энергопотреблением. Диафрагма из асбеста имеет экологические и медицинские риски и постепенно заменяется или улучшается.

2. Ионообменная мембранная ячейка:

Принцип: Разделяет два отсека с помощью высокоизбирательной катионообменной мембраны. Эта мембрана позволяет проникать ионам натрия (Na+), находящимся в анодном отсеке, в катодный отсек, но препятствует обратному перемещению OH- и движению Cl-. Используемый рассол высокой чистоты подается в анодную камеру, а в катодную камеру добавляется чистая вода (или разбавленная щелочь). Продуктами являются католит высокой концентрации (до 32–35%) (раствор NaOH) и анолит (обедненный рассол NaCl) высокой чистоты. Свойства: продукт NaOH высокого качества, высокой концентрации и чистоты (очень малое содержание соли). Низкое энергопотребление: значительно снижается потребность в энергии для испарения и концентрирования. Экологичность: исключает возможность загрязнения асбестом; большая часть уплотнений отличного качества, поэтому утечки минимальны. Высокая эффективность: высокий токовый КПД, стабильная работа. Состояние: технология выбора новых и основных хлор-щелочных установок по всему миру на сегодняшний день.

3. Ртутный элемент

Принцип: Это катодный тип, в котором используется текущая ртуть. Ионы Na+ разряжаются на ртутном катоде, образуя амальгаму натрия, которая вытекает из электролизера и преобразуется в концентрированный NaOH и H2 с помощью разлагателя, в который подается вода. Характеристики: потенциально обеспечивал возможность производства жидкого каустического натра с высокой концентрацией и чистотой. Однако наличие высокого риска загрязнения ртутью, представляющей серьезную угрозу для экосистемы и благополучия человека, является основным недостатком. В настоящее время статус: этот процесс был значительно исключен на суше из-за недопустимых экологических опасностей, и часть его переведена на мембранный процесс.

Iii. РЕЗЮМЕ

Ионообменная мембрана является передовой и основной технологией: ее превосходные технико-экономические и экологические характеристики обеспечили рыночное господство в современном производстве хлора и каустической соды, являясь на данный момент наиболее продуктивно-передовой технологией. Основным направлением дальнейшего развития является так называемое «зеленое» производство: вывод из эксплуатации самых опасных загрязняющих веществ (например, ртутных электролизеров), усовершенствование традиционных процессов (например, замена асбеста в диафрагмах), а также дальнейшая оптимизация конструкции мембран и электролизеров для достижения новых уровней энерго- и материалoeffективности — таково общее мнение в отрасли.