DE1567571B2 - Verfahren zur Elektrolyse von Salzsäure - Google Patents

Description

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rial, wie. vorstehend beschrieben, aufgebaut. Ebenfalls Prozentangaben auf das Gewicht bezogen und sämt-

sprin^t ^us dem Mittelteil 5^ der Wasserstoffauslaß 28 liehe Temperaturen in ° C angegeben.

Oben ist die Zelle 10 durch ein Zelloberteil 64 mit . . ,
einer' Kunststoff auskjeidjmg 66 bedeckt, welche die 5 ü e ι s ρ ι e ι ι
innere Oberfläche des Zelloberteües abdeckt und verhütet, daß das gasförmig? Chlor und Anolyt feile des Unter Verwendung der in F i g. 2 gezeigten elektro- ^eiloberteiis 64; die nicht gegenüber chemischem lytischen Zelle mit Graphitanoden und Stahlgitter- ^.ngriff inert sind, berührt. Aus dem Zelloberteil 64 kathoden wird ein gewebtes Polypropylen-piaphra.gma geht der Chlorgasauslaß 24 heraus,/weiterhin Elektro- io mit einer Wasserdurchlässigkeit vonι etwa 0,4 tydm²/min lyteinlaß 18 μηϋ Sichtglas 68\ Das Sichtglas 68 erlaubt bei einem Druck von 25 cm Wässersäule fest um die eine Beobachtung des Anplytniyeaus 30 in der Kathode herum angebracht. Eine verstärkte Pplyester-Anolytkääinier ??· > ·■·.···: auskleidung wird in den Zelloberteil W Beton

ZuV CJurchführühg des erfmdungsgemäßen Ver- eingeformt Die. Zelle ist so aufgebaut, daß der

fahrens \yirct" eine Zelle bevorzugt, die aus einer 15 Betonzellboden nicht mit dem Elektrolyten und der

Anodfenkammef 22 mjt einer Gräphitänode 12, 50, die Betonzelloberteii nicht mit dem Chtorgäs und auch

aft einer Betongrundplatte 4§ befestigt ist und elek- nicht mit Elektrolyten in Berührung kommen kann,

irisch durch dieäe Grundplatte 48 verbunden ist, einer ' Der Betrieb der Zelle wird eingeleitet, indem eine

Kathö'denkammer rhit einer in Maschengeflecht .aus- 8 %ige Natriumchloridlösung in die Zelle eingebrächt

gebildeten Metallkathode ausι S. tahl, nickelüberzogehem so und bei einer Strpmdichte von etwa 0,12 A/cm² ein

Stahl· oder Nickellegierung, wobei die Anode von der Strom von 30 000 A durch die Zelle fließt. Nachdem die

iCathpde 14 durph ein poröses Kunststoff diaphragma Elektrolyse eingesetzt hat, wird eine saure Beschickuhgs-

%6, das dicht um dje Kathode 14 herum befestigt ist, lösung mit einem Gehalt von 12% Chlorwasserstoff,

abgetrennt ist, einem Zelloberteii aps Beton,'weicher ?% Natriumchlorid und 0,5% Triäthanolamin das

mit einem saure- und cbJorbeständigen Kunststoff 25 Änodenkammer mit einer ^: Geschwindigkeit von

ausgekleidet ist, und aus einer Steigleitung aus Kunst- 5_?3 l/min zugeführt; die alkalische Lösung, die sich

gtpff zum Abzjehen von verbrauchtem Katholy- zu Beginn in der Kathodenkammer entwickelt, wird

ten aus der Kathpdenkämmer besteht. Beispielsweise dadurch rasch auf einen pH-Wert von etwa 1 und

weist hierbei der ZeÜpberteil eine vorgefprmte Aus- eineq Chlorwasserstoffgehait von 3,0 g/1 gebracht

jdejdung 66 aus einem säure- und cMprbeständigen 30 JDi^ Seilspannung beträgt 2,1 Volt und der pH-Wert

i^iiriststpff 'auf, der' aus Polyester, Phenolharze Poly- der Beschickungslösung weniger als i'. An der Anode

tetrafluoräthyJen, Polyprppylep, Polyäthylen,' Poly- wird Chlor mit einer Geschwindigkeit voii 39 kg/h

vinylchlorid ^: oder gethlprtem Pplyvinylchlorid be- erzeugt, während an der Kathode Wasserstoff gebildet

gtehen kann. " wird-

Bei der Herßteilung von Wasserstoff und Chlor in 35 Der aus der Kathodenkammer abgezogene verarmte

einer ElektrplysezeÜeinit Graphitanode und einer aus Katholyt wird ihit einer 24°/₀igeri Salzsäure auf einen

Stahl,' piQkelpiättiertem Stahl oäer Nickellegierung Ghlorwasserstoffgehalt von %2% gefcrächt und rnit

bestehenden Metailkathpde wird eine wäßrige Lösung N&triumchiorid unter Verwendung einer l6^ö/pigen

voii Salzs'äure, die mit einem Alkalichlorid gesättigt N.atriumchloridlösüng gesättigt,

ist und eine hemmende Menge eines Korrosionshemrh- 40 Zusätzliches Amin wird zugefügt, um ejnen

Joffes' enthält,!indie elektrblytische Zelle eingeführt. Amingehalt von 0,5% auf rechtzüerhalten.' Die so

ßabei tritt die wäßrige Lösung durch ein die Anode ergänzte Beschickungslösung wird dann iii'dje Zeile

ypd Kathode trennendes poröses Kunststpff-Dia- zur weiteren Zersetzung von Salzsäure zurückgeführt.

phragrna hindurch in die Kathodenkammer ein. ■■■>■- ...

Spdann wird ejne Zersetzungssparjnung über die 45
piektrpden angelegt, so daß sich' Chlor an der Anode

und Wasserstoff an der Kathode entwickelt'. Während Beispiel 2 bis 13
def Elektrolyse wird ein pH-Wert des Anolyten γοη
weniger als 1 und ein pH-Wert des Kathoiyteri von

vorzugsweise weiiiger als. 7 aufrechterhalten. Außerdem 50 Der Ejrifluß der Strömdiphte und der Chjprwasser-

vvifd eiin verarmter p(ler yerbraucliter saurer Katholyt stoffkonzentration des Kathoiyten auf die ZeIl-

gus der Zelle abgezogen und eine ergänzte Lösung über spannung wird zur Ermittelung der bevorzugten

die Anodenkammer eingeführt. Die ergänzte wäßrige Arbeitsbedingungen untersucht! Die Versuche werden

tßsuiig enthält ? bis 20% Salzsäure., 1 bis 20% Na- ausgeführt unter Verwendung einer Laboratoriums-

tnumchlprid und 0,1 bis 1,5% Aminhemmstoff, 55 zelle, die gemäß F i g. 1 konstruiert ist und mit einer

Ehrend ein verbrauchter saurer Katholyt einen Chlor- Beschickuhgsiösung von 12% Chlprwasserstoff und

wasserstoffgehaU .von weniger als 20 g/l aufweist. 8 % Natriurhchiprid bei einer Temperatur von 98,5

Äußerst vprieilhäft erweist sich bei diesem Verfahren ±0,5^?C betrieben wird. Es wird'mit Gitterkathoden

die Verwendung einer in Maschenkonstruktipn vor- aus mit Nickel plattiertem Stahl und mit Graphit-

jiegenden Nickeilegierüngskathode und einer Graphit- 60 anöden gearbeitet, die so angebracht sind, daß sich

anöde, wobei eine wäßrige Lösung aus Salzsäure und ein Elektrodenspalt von 6 min ergibt. Ein PoIy-

A|kalichiorid mit einem' pH-Wert von weniger als 1 propylen-Diaphragma mit einer Wasserdufchlässig-

in die Elektrolyt-Zelle eingeführt und die wäßrige keit von etwa 0,4 l/dm²/rnin bei einem Drück von

Lösung durch ein gewebtes Kunststoffdiaphragma 25 cm Wassersäule war zwischen den Elektroden

hindufchtritt, das Anoden-: und Kathodenkammer 65 eingesetzt, sp daß die Strömung des Elektrolyten von

trennt, der Anode zu der Kathode begrenzt ist. Die'Ergeb-

Die Beispiele erläutern die Erfindung. Falls nichts nisse einer Anzahl von Versuchen unter den ange£e-

änderes angegeben ist, sind sämtliche Teile und benen Bedingungen sind in Tabelle I zusammengefaßt:

Tabelle I

Bai	Stromdichte	HCl-Konzen-	Zellspannung
J3C1- spiel		tration im
Nr.	(A/cm»)	Katholyten	(Volt)
2	0,465	(g/l)	3,87
3	0,465	0,40	3,28
4	0,465	1,46	2,74
5	0,31	2,94	2,93
6	0,31	0,73	2,64
7	0,31	2,70	2,25
8	0,155	3,67	2,51
9	0,155	0,73	2,00
10	0,155	2,70	1,90
11	0,135	3,85	2,42
12	0,135	1,04	1,92
13	0,135	3,31	1,83
	5,00

Aus den Beispielen 2 bis 13 ergibt sich, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren günstige Betriebsbedingungen über einen weiten Bereich von Stromdichten erzielt werden. Es ist auch ersichtlich, daß je

niedriger die Zellspannung ist, desto höher ist die Chlorwasserstoffkonzentration, d. h. die Zellspannung ist ein Maß für die Konzentration an HCl im Katholyten.

S Das Verfahren nach Beispiel 1 wird wiederholt unter Variierung der Beschickungskonzentrationen an Salzsäure zwischen 5 und 20% und Variierung der Temperatur zwischen 50 und 100° C. Verschiedene Amine, einschließlich Trimethylamin, Triäthylamin,

ίο Trimethylolamin und Triäthanolamin werden in Mengen im Bereich von 1 bis 15 g/I Beschickungslösung verwendet. Bei sämtlichen Verfahren wird die Beschickungsgeschwindigkeit an Elektrolyt zu der Anodenkammer so eingestellt, daß die Menge an HCl in dem Katholyten 20 g/l nicht überschreitet. Die Beispiele werden auch unter Verwendung von gewebtem Polytetrafluoräthylen und gechlortem Polyvinylchlorid als Diaphragmagewebe wiederholt. Auch mit Nickel plattierte Stahlgitter und nickellegierte Maschengitter

ao wurden als Kathode verwendet. Es zeigte sich, daß zur Vermeidung eines Säureangriffs auf die Kathode weniger Sorgfalt beim An- und Abstellen der Elektrolyse erforderlich ist, wenn ein nickelplattiertes Stahlgitter oder eine Nickellegierung als Kathodenmaterial

as verwendet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

409550/361