Hur framställs natriumhydroxid?

I. Materialöversikt

Natriumhydroxid eller allmänt kallad lut, lögn eller natriumhydroxid är en oumbärlig basisk kemikalie för modern industri. Fysisk form: ren substans kan förekomma i form av vita, genomskinliga kristallina fasta ämnen, som är mycket hygroskopiska. Varorna inom industrin distribueras ofta i form av flingor, granulat, klumpar samt i form av koncentrerade lösningar (vätskebas). Kemiska egenskaper: de huvudsakliga egenskaperna är stark basiskhet och stark frätande förmåga. Den är högt vattenlöslig med stor värmeutveckling. Den reagerar aktivt med syror (neutralisering); saponifierar fetter, löser proteiner och reagerar våldsamt med många metaller (aluminium, zink m.fl.) samt glas och keramik.

Ii. Produktion - Åh, nej. chnology

Natriumhydroxid produceras i princip över hela världen nästan i union med klorproduktion, och de två ämnena kallas ofta för Klor-Alkal-industrin. Detta bygger på elektrolys av en mättad lagerlök (NaCl-lösning) där klorgas (Cl2) bildas vid anoden och natriumhydroxid samt västgas (H2) vid katoden. De viktigaste processerna beror på tekniken för separation av katodkammaren, och dessa inkluderar:

1.Diaphragmcell:

Princip: Den använder ett poröst asbestmaterial (eller modifierad diafragma) mellan anod- och katodkammare. Anodkammaren fylls med saltvatten; det utarmade saltvattnet passerar genom diafrgman till katodkammaren där klorgas och enutraliserat saltvatten frigör vätegas och natriumhydroxid (NaOH). Katodprodukten är en blandning av NaOH, NaCl och vatten. Egenskaper: En teknik som är föråldrad men ändå i bruk, låg investeringskostnad. Men den producerade lutlösningen har en låg koncentration (ca 10–12 %) och innehåller stora mängder salt, vilket innebär att avdunstning, koncentrering och saltskiljning krävs, vilket medför högt energibehov. Diafragmor tillverkade av asbest innebär miljö- och hälsorisker och byts successivt ut mot bättre alternativ.

2. Jonbytarmembrancell:

Princip: Skiljer de två kompartmenterna åt med en mycket selektiv kationbytarmembran. Denna membran tillåter vandring av Na-joner (Na+) från anodkompartmenten till katodkompartmenten, men hindrar OH- från att vandra tillbaka samt Cl- rörelse. Det använda saltvattnet är av hög renhet och tillsätts till anodkammaren, medan rent vatten (eller utspädd lut) tillsätts till katodkammaren. Produkterna är en högkoncentrerad katolyt (NaOH-lösning) (upp till 32–35 %) samt anolyt (uttunnat natriumklorid-brine) av hög renhet. Egenskaper: högkvalitativ, högkoncentrerad och ren NaOH-produkt (mycket lågt saltinnehåll). Låg energiförbrukning: den energi som krävs för avdunstning och koncentration minskar markant. Miljö: utesluter alla problem med förorening från asbest; en stor del av dess tätning är av hög kvalitet, vilket innebär liten risk för läckage. Hög effektivitet: hög strömeffektivitet, stabilt arbete. Status: är idag den teknik som valts för nya och ledande klor-alkali-anläggningar globalt.

3. Kvicksilvercell

Princip: Den är katodtyp som använder det flödande kvicksilvret. Na+-jonerna lossas vid kvicksilverkatoden och bildar natriumamalgam, som leds ut ur elektrolytcellen och omvandlas till högkoncentrerad NaOH och H2 i en zon med vatten. Karaktäristik: kunde potentiellt framställa flytande lut med hög koncentration och renhet. Dock innebär förekomsten av stor risk för kvicksilverförorening allvarliga hot mot ekosystemet och människors hälsa, vilket utgör den huvudsakliga nackdelen. Nutidens status: denna process har till stor del försvunnit på land p.g.a. oacceptabla miljöhazarder, och en del har överförts till membranprocessen.

Iii. Sammanfattning

Jonbytmembran är den mest avancerade tekniken just nu: dess utmärkta teknisk-ekonomiska och miljömässiga egenskaper har säkrat dess dominerande ställning på marknaden inom modern klor-alkali-tillverkning, vilket erbjuder mest produktiv-avancerad produktivitet för tillfället. Den grundläggande vägen framåt kallas, inte utan fog, Grön Produktion: att avveckla de mest skadliga föroreningarna (såsom kvicksilverceller), förbättra konventionella processer (såsom ersättningen av asbest i diafragmor) samt fortsätta att finjustera membran och elektrolysdesign till nya nivåer av energi- och materialprestanda är den övergripande enigheten inom industrin.