Die Geschichte der Entwicklung von elektrochemischen Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natronlauge. Teil 1

Der Status chemischen Methoden der Chlorproduktion

Mit der Entwicklung der Industrie ständig erhöhten Bedarf an Chlor verwendet, um eine Vielzahl von chlorierten Verbindungen herzustellen. Das Grundverfahren seit vielen Jahren Chlor wurde auf die Reaktion von Salzsäure mit Mangandioxid (Braunstein) basiert. Auf diese Weise Chlor wurde zuerst im Jahre 1774 von der schwedischen Chemiker KW Scheele erhalten. Jedoch hat dieses Verfahren sehr teuer aufgrund des Mangels an Salzsäure und Mangandioxid.

Die Situation änderte sich in den 60-er Jahren des XIX Jahrhunderts. als Ergebnis der Technologie Nutzung in leblanovskom Natronverfahren Chlorwasserstoff und die effiziente Verarbeitung von Chlor. Im Zusammenhang mit enormen Ausmaßen leblanovskogo Soda Produktion große Mengen an Chlorwasserstoff in die Atmosphäre emittiert, begann die Umwelt zu vergiften und zu Protesten führen. Einige Pflanzen haben sogar schließen und auf Bereiche entfernt von besiedelten Gebieten zu bewegen. Besonders akut wurde dieses Problem in England. Es ist kein Zufall, dass in diesem Land im Jahr 1863 ein Sondergesetz ( «Alkali Act»), die die Emission in die Atmosphäre von Gasen verbietet mehr als 5% Chlorwasserstoff enthält, veröffentlicht wurde. Das Dekret der Regierung in einer sehr schwierigen Lage der Hersteller setzen, aber zugleich aufgefordert, diese wirksame technische Möglichkeiten zu suchen, zu erfassen und die Verwendung von Chlorwasserstoff.

Bereits im Jahr 1866 nahm der englische Chemiker V. Veldon ein Patent für das Verfahren zur Verarbeitung von Chlorwasserstoff zu Chlor durch, um sie für die Herstellung von Bleichpulver.

B. Veldon vorgeschlagen produzieren Chlor durch Verwendung bereits bekannt, vor der chemischen Reaktion von Salzsäure und Mangandioxid. Allerdings wurde die Regelung Innovation eingeführt, so dass die Regeneration von MnO Manganchlorid bei der Reaktion mit Salzsäure gebildet. Berichten zufolge dvuokisimargantsa die Kosten der Regeneration prevyshaliv nicht 1871 25% des Wertes gleich der Menge der natürlichen pyrolusite.

Die zweite Methode wurde im Jahre 1868. Der Prozess in polucheniihlora Kontakt Oxidation von Chlorwasserstoff, Sauerstoff in der Luft bestand von Herrn Diakon, patentiert es in England vorgeschlagen. Der Katalysator ist Kupfersulfat, angewendet Ziegel gebrochen. Verfahren G. Deacon vorgesehen, um eine etwas größere Leistung von Chlor verglichen mit dem Verfahren von W. Veldona, aber trotz dieser, konnte er fahren nicht. Dies ist auf einfache Gestaltung der Ausrüstung und der Verfahren Veldona höhere Konzentration von Chlor hergestellt. Somit wird durch das Verfahren Veldona Chlorkonzentration von bis zu 95% erhalten, während das Verfahren Deacon Chlorkonzentration 14% nicht überstieg.

Beide Methoden legte den Grundstein der größten chemischen Industrie - die Produktion von Chlor und Chlorprodukte. Ist untrennbar mit leblanovskim Soda-Verfahren verbunden ", erweitert sie Century" leblanovskogo Produktion und trug zur Entwicklung der Soda-Industrie.

Die Monopolstellung des Verfahrens Veldona und Deacon in der Chlorproduktion dauerte bis in die 90-er Jahren des XIX Jahrhunderts. neues elektrochemisches Verfahren zur Chlor aus Alkalimetallchloriden (Kalium und Natrium) zu erzeugen. Diese Verfahren werden in einer Reihe von Ländern und in den frühen Jahren dieses Jahrhunderts verwendet. So wird nach der Methode gearbeitet Veldona 7-Anlagen in Großbritannien, Deutschland, Frankreich, Belgien und Russland. Deacon Verfahren zum Zeitpunkt von 6 Pflanzen, darunter in Deutschland - zwei, Frankreich - zwei in Belgien - in einer einzigen Anlage.

Interessant ist, dass im Jahr 1903 eine große Chemiewerk in Aussig (Österreich) zu beachten, wo es die Produktion von elektrolytisch Chlor zur gleichen Zeit und der Prozess Veldona verwendet wurde.

In Russland wird das Chlor nach Veldona vorbereitet. Die erste Anlage, im Jahr 1888 eingeführt wurde, war dieser Prozess Ushkova Chemiewerk im Jahr 1868. Darüber hinaus errichtet, nach der Methode funktionierte gut Veldona Konstantinowski Fabrik (seit 1910), aber im Jahre 1917 wurde die Produktion eingestellt. Am Ende des XIX Jahrhunderts. chemische Verfahren zur Herstellung von Chlor durch einen neuen elektrochemischen Prozess zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts hat zu ersetzen. beherrschende Stellung auf dem globalen Chlor-Alkali-Industrie.

Die Entwicklung eines elektrochemischen Verfahrens zur Herstellung von Chlor

Das Aussehen des elektrochemischen Prozesses wird das Chlor untrennbar mit dem allgemeinen Fortschritt von Wissenschaft und Technik in der zweiten Hälfte des XIX verbunden:. Errungenschaften der Chemie und Physik, die Entwicklung der Theorie der elektrolytischen Dissoziation, Elektrotechnik Erfolge.

Der erste bekannte Vorschlag elektrolytische Natronlauge und Chlor zu produzieren gehören zu russischen Wissenschaftlern NG Glukhov und F. Vashchuk, patentierte 2. Dezember 1879 in Deutschland ", ein Verfahren für Ätzalkali elektrochemische Mittel zu erzeugen." Die vorgeschlagene Einheit von ihnen vertretenen Elektrolyseur "razdelennyyperegorodkoy". Die Anode wurde aus Platin oder Graphit Kathode aus - Eisen. Die Erfinder haben festgestellt, dass ihr Verfahren nicht nur das Salz zu zersetzen angewendet werden kann, aber auch Natriumsulfat.

Im Jahr 1884 nahm der deutsche Ingenieur Karl Hepfner ein Patent auf die "Verbesserung der Lungen Elektrolyse von Halogenidsalze und Schwermetalle" heraus, zog die Aufmerksamkeit der Chemiker-Technologen.

Durch die 80. Jahre des XIX Jahrhunderts. sind die ersten Werksprüfungen von elektrochemischen Herstellung von Chlor an der «Griesheim-Elektron» (Deutschland) Pflanze. Die Zersetzung von wässrigen Lösungen von Chloralkalimetallsalze (Natrium oder Kalium) Gleichstrom bestimmte Bedingungen wurden zur gleichen Zeit drei Produkte erhalten: Chlor, Wasserstoff und Natriumhydroxid (oder Kaliumhydroxid). Während der Elektrolyse an der Anode Chlorgas und Metallhydroxid an der Kathode, der mit Wasser reagiert und bildet Wasserstoff Alkalimetallhydroxid zuteilt. Von diesen drei Spezialprodukte (kommerzielle) Interesse, während Ätznatron vertreten. So wurde die Herstellung von Chlor gefunden zur Herstellung der wichtigsten Grundlagen beziehen. Seitdem Wissenschaftler, Ingenieure und Unternehmer begann ein verstärktes Interesse an der Chlorelektrochemischen Prozess zu zeigen.

In kurzer Zeit hat es mehrere technische Systeme geschaffen, die, abhängig von den verwendeten Elektrolysezellen lassen sich in drei Hauptgruppen unterteilt werden:

1) eine feste Kathode und einer porösen Membran,

2) die Quecksilberkathode

3) mit einer Glocke.

Zunächst wurde die früheste technologische Schema basiert auf der Verwendung von elektrolytischen Zellen mit einer festen Kathode und einer porösen Membran. Zweck Membran - Anode und der Kathode, den Raum mit dem Ziel, den Schutz gegen chemische Wechselwirkung aus dem Elektrolyten Natronlauge und Chlor entwickelt zu unterteilen. Die sich ergebende Elektrolyt Natronlauge dann dehydratisiert und eingedampft. Es erhält technische Produkt - Ätznatron, die etwa 90-95% Natriumhydroxid.

Erfolgreich in den 80er Jahren ins Leben gerufen im Werk in Grisgeyme experimentellen Arbeiten über die praktische Durchführung der elektrochemischen Herstellung von Chlor in den Installationsprozess mit einer festen Kathode und Membran wurden im Jahr 1890 in der gleichen Stadt wie der erste kleine elektrolytische Anlage abgeschlossen beginnen. Die Anlage wurde mit einer elektrolytischen Anlage mit einer Kapazität von 200 Litern ausgestattet. Seite und Herstellung von Natronlauge und Chlor. Im Jahr 1892 wurde das Kraftwerk verdoppelt. Das Unternehmen hat erfolgreich gearbeitet, so dass die elektrochemischen Verfahren zur Herstellung von Chlor und Ätznatron weiterhin rasch zu verbreiten. Im Jahre 1894 wurde er ein großes Werk in Bitterfeld (Deutschland) in Auftrag gegeben. Im Jahr 1895 hat sich die Produktion dieses Unternehmens verdoppelt.

Zur gleichen Zeit begann die Erweiterung der Anlage in Grisgeyme, die im Jahre 1896. Darüber hinaus fertig gestellt wurde, in Bitterfeld eine zweite Werksleistung von 2000 PS in Auftrag gegeben wurde, im Besitz der Gesellschaft «Elektrochemischen Werke Bitterfeld», Ton Bäder mit Asbest Membranen ausgestattet.

Verfahren Chlor und Natronlauge in elektrolytischen mit einer festen Kathode und der Membran zur Herstellung in Fabriken Gesellschaft «Griesheim-Elektron» weit verbreitet. Im Jahr 1903, 11 Pflanzen dieser Firma vor allem Alkalien und Bleichpulver, die von allen elektrolytischen Anlagen in Deutschland produziert. Unternehmen im Besitz zwei Werke in Grisgeyme, zwei große Pflanzen in Bitterfeld und ein im Rhein-Velden.

Ein Verfahren mit einer festen Kathode und Membran auch in den deutschen Fabriken Gesellschaft «Consolidierte Alkaliwerke» in Vesteregelne und Badische Anilin- und Soda-Fabrik ( «Badische Anilin- a. Sodafabrik») verwendet.

Außerdem wurde diese Methode in Frankreich in der Fabrik «Compagnie Industrielle de produits chimiques» angenommen, produziert 2000 Tonnen Natronlauge und eine ähnliche Menge an Bleichpulver, sowie in Spanien im Werk in Flix in der Nähe von Barcelona.

In Russland ist die elektrochemische Verfahren mit einer festen Kathode und Membran (das System "Grisgeym-Electron") begann in der Fabrik der Firma "Elektrizität" in 1895-1896 angewendet werden. und die Fabrik im Süden der russischen Gesellschaft für die Herstellung und den Verkauf von Soda in Slavyansk. Auf slawische Fabrik für die Herstellung von Elektrolyt-Chlor und Natronlauge verwendet 120 Elektrolysezellen werden 3280 Tonnen Natronlauge und etwa 2.730 Tonnen Chlor (oder 8.200 Tonnen Bleiche) pro Jahr produzieren. In Slavic Fabrik während des Ersten Weltkriegs wurde erweitert: Die Zahl der elektrolytischen Zellen wurde von 120 bis 210 erhöht.

Während des Ersten Weltkrieges im Donezbecken in der Wendestation wurde gebaut (1916) Chemical Plant "Russkokraska" elektrolytisch ausgestattete Werkstatt mit 200 Elektrolysesystem "Grisgeym-Elektronen". Die Fabrik produziert 5.300 Tonnen Natronlauge und 12 Tausend. Tonnes von Bleichmittel.

Shukhardin S. "Technologie in seiner historischen Entwicklung"