SẢN XUẤT NaOH, Cl2 VÀ H2 ppt

12/7/2010 604005 - Chương 6 1 CHƯƠNG 6 – SẢN XUẤT NaOH, Cl 2 VÀ H 2 1.Ứng dụng xút Clo 2. Nguyên liệu 3. Nguyên lí chung của quá trình điệncực 4. Vậtliệu điệncực 12/7/2010 604005 - Chương 6 2 SẢN XUẤT XÚT - ClO 1. Ứng dụng – xút – Clo Xút: Sử dụng trong công nghiệp luyện nhôm, công nghiệp thực phNm, giấy, sợi hóa học, chế biến dầu mỏ, tổng hợp hữu cơ, xà phòng Clo: Sử dụng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, sản xuất HCl, clorat, xử lý nước, luyện kim 12/7/2010 604005 - Chương 6 3 2. Ngun liệu Dung dịch NaCl tự nhiên hoặc hòa tan muối rắn. Phải làm sạch các tạp chất, đặc biệt Ca 2+ và Mg 2+ 3. Ngun lý chung của q trình điện cực -1,854Na + + e + mHg → NaHg m C 3 -0,84142H 2 O +2e → H 2 + 2OH - C 2 -0,2442H + + 2e → H 2C 1 0,39144OH - -4e → O 2 + 2H 2 O A 2 0,9942H 2 O -4e → O 2 + 4H + A 1 1,32 (dd 4,6 mol/L)42Cl - - 2e → Cl 2A Điện thế cân bằng E cb (V)pHPhảnứngtrênđiệncực 12/7/2010 604005 - Chương 6 4 a. Các quá trình anôt Để hạn chế phản ứng A 1 : Chọn vật liệu làm anôt có quá thế Clo nhỏ và quá thế oxi lớn ĐểhạnchếphảnứngA 2 : duy trì môi trường anolit pH=3-3,4 và sử dụng màng phân riêng nhằm không cho OH - về phía anolit 1, 1’: Đường cong phân cực anot trên vậtliệukhác nhau khi thốt khí clo 2, 2’: Đường cong phân cực anot trên vậtliệukhác nhau khi thốt khí oxi 12/7/2010 604005 - Chương 6 5 Các phản ứng phụ: 2H 2 O – 4e → O 2 + 4H + Cl 2 + H 2 O ⇔ HClO + HCl Mức độ hòa tan Clo phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ NaCl và pH, áp suất riêng phần khí Clo 6ClO - + 3H 2 O + 6e = 2ClO 3 - + 4Cl - + 3/2O 2 +6H + OH - + HClO = ClO - + H 2 O OH - + HCl = Cl - + H 2 O Nếu có OH - từ catôlit: Do ClO - có thế phóng điện âm hơn so với Cl - nên: 12/7/2010 604005 - Chương 6 6 b. Các quá trình catôt Với catôt rắn là thép hoặc thép mạ niken thì xảy ra các phảnứngC 1 và C 2 Với catôt là Hg thì xảy ra phản ứng C 3 Vật liệu chế tạo điện cực anot (tự đọc) 12/7/2010 604005 - Chương 6 7 3. Màng, chế độ dòng chảy qua màng và nguyên lý làm việc a. Màng lọc: Động lực của quá trình là áp suất và gradient điện thế •1. Anot •2. Caot •3. Mànglọc • 4. Dd anolit • 5. Dd catolit • 6. Dd muối bão hòa 12/7/2010 604005 - Chương 6 8 Nguyên lý làm việc 1. Lưới catot 2. Anot bằng OPTA 3. Màng sợi amian 4. Dd NaCl bão hòa (310-315g/L) 5. Dd NaOH 12% (110- 120g/L) & 18% NaCl (170-180g/L) 12/7/2010 604005 - Chương 6 9 b. Màngtraổiion (TDI) 1. Catot lưới thép + xúc tác 2. Anot OPTA 3. Màng trao đổi cation 4. dd NaCl bão hòa 5. Dd nước muối nghèo 6. Dd NaOH 7. Nước vô khoáng 8. Thoát khí Cl 2 9. Thoát khí H 2 - . Chương 6 1 CHƯƠNG 6 – SẢN XUẤT NaOH, Cl 2 VÀ H 2 1.Ứng dụng xút Clo 2. Nguyên liệu 3. Nguyên lí chung của quá trình điệncực 4. Vậtliệu điệncực 12/7/2010 604005 - Chương 6 2 SẢN XUẤT XÚT - ClO 1 hữu cơ, sản xuất HCl, clorat, xử lý nước, luyện kim 12/7/2010 604005 - Chương 6 3 2. Ngun liệu Dung dịch NaCl tự nhiên hoặc hòa tan muối rắn. Phải làm sạch các tạp chất, đặc biệt Ca 2+ và Mg 2+ 3 chế phản ứng A 1 : Chọn vật liệu làm anôt có quá thế Clo nhỏ và quá thế oxi lớn ĐểhạnchếphảnứngA 2 : duy trì môi trường anolit pH=3-3,4 và sử dụng màng phân riêng nhằm không cho OH - về phía anolit 1,