Způsob výroby peroxosloučenin, zejména peroxidu vodíku, katodickou redukcí kyslíku

Číslo patentu: 217263

Dátum: 15.07.1984

Autori: Balej Jan, Balogh Karel, Špalek Otomar, Paseka Ivo

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález se týká oboru anorganické technologie a řeší způsob výroby peroxosloučenin, zejména peroxidu vodíku, katodickou redukcí kyslíku za plynových porézních elektrodách. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se do elektrolytu vstupujícího do elektrolyzéru nebo přímo do elektrolyzéru přidávají alkalické křemičitany v množství odpovídajícím molárnímu poměru křemičitanu k louhu 0,1 : 1 až 5 : 1.

Text

Pozerať všetko

Šžfâffłfšžľšäi P o PIS VY NÁ L E z u 217 253(75) Autor vynálezu ŠPALEK OTOXVAARÁng. CSc., BALEJ Jiu doc. ing. CSc., BALOGH KABEL ing., PASEKA IVO ing. CSO., PRAHAvynález še dotýka oboru anorganíckétechnologie a řeší způscb výroby perexo aloučenin, zejména percxídu vodíku, katadickou redukcí kyslíku na plynových puréznich elektrndách. Podstata vynálczu spučívá V tom, že se Co elaktrolytuvstupujiciho do elektrolyzéru nebo přímo do olektrolyzéru přidávají alkalické kremičitnny v množství aàpovídajíçín molárnínu poměru křcmičítnnu k lnuhu 0,1 1Vynalez se týká způsobu výroby peroxoeločenin, zejména peroxidu vodíku, kato dickou redukcí kyslíku na plynových porézních elektrodach.Alkalicke roztoky peroxiâu vodíku lze a výhodou vyrahět katodickou redukcí kyslíku. Při tento postupu ae kyalík, nebo plyn obsahující kyslík, uvádí do porézní elektrody nobo do zkrápěného lože, kde probíhň reakceo 2 R 20 2 Ho - pH Na anodě se při použití roztoku hydroxidu vylučuje kyslíkąolľ-ąoz 2 K 2 O 4 o Elektrolyt (vodný roztok KOH nebo No 0 H) se obvykle uvádí do anodovéno prostoru elektrolyzéru, prochází diofragmou do katodového prostoru, kde se obohacuje o vznikojící peroxídVýeleůný ďěj probíhající v elektrolyzćru lze vyjádřit vevnicí 1/2 02 OHZ-wo, Ferhydrexylové iohty tedy vznikají na úkor hydrexylových iontů.Vzhledem k nízkému napětí na eloktrolyzéru je spotřeba elektrické energie v elektroly~ záru třikrát až čtyřikrát menší než při klasické výrobě peroxidu před poroxodieírany, Určâtým omezením tohoto procesu je, že probíhá při dobrých technicko-ekonomických parametrech jen v alkalickěm prostředí, z něhož lze koncentrované roztoky čistého peroxidu získat jen několíkaetupšovymí výrobními postupy. V některých oblastech průmyslu však lze zředěná i alkalické roztoky peroxidu vodíku přímo použít, například pro bölení vlúknín v průmyslu papíru o celulozy, v toxtilním průmyslu, při čietčníodpadních vod, apod. V tomto případě oippdojí náklady na deetilaci zředěných roztoku poroxidu.Pro bělení jeou obecně používány roztoky, v nichž je molorní poměr peroxidu k louhu okolo jedné,-tedy poměr, jehož při eloktrolytickó přípravě alkolickych roztoků peroxidu vodíku redukcí kyolíku v roztocích alkolických hydroxhdů nelze doeahnout. Laboratorní výzkumy totiž ukázaly, že lze eice získat alkalické roztoky obsahující až 10 hndnoeti peroxidu, avšak nelze docílit molárního poměru peroxidu k lomhu vyěšího než 0,6 až 0,Ť.Pro průmyolovou aplikaci z toho vyplýva, že při výrobě bälicích louhů katodickou reäukcí kyelíku by bylo nutno buĺ přidávat k elektrolytu vytékajícímu z olektrolyzéru roztok čistého peroxidu vodíku nebo část hyďroxidu v elektrolytu nnutralizovat kyselinou. Oba postupyjoou však nevýhodná, neboř znamenojí buč příeadu dražěího čistého peroxídu nebo potřebu kyseliny o navíc ztrátu časti hydroxidu.Uvedenou obtíž řoěí způsob vyroby poroxoeloučonin, zejména peroxidu voâíku, katodickou redukcí kyelíku na plynových porézníçh elektrodách, jehož podotata epočívá v tom, že ee do elektrolytu vetupujícího do elektrolyzéru, nobo přímo lo elektrolyzéru, přidavají alkalické křomiěitony v množotví odpovíäojícím molárnínu poměru křomičitonu k louhu 0,1 l ož 5 r l.Výhodou vynálezu je, že křemičitan je nbvyklou komponentou peroxídových bělicích lázní, do nichž se přidává pro zpomalení rozkladu peroxidunepředatavuje jeho přidnvek do elektrolytu před vstupom do elektrolyzéru uebo přímo do elektrolyzéru žádnou přídav~Vliv křemičitanů na průběh elektrolýzy lze vyevětlit na základě následujícíhoV katodovém prostoru elektrolyzéru roste se stupněm konverze hydroxylových iontü na perhydroxylové podíl perhydroxylových iontü, které jsou migrací a dífuzi odvedeny 2 katodovéha prestorn před àiafragmu do anodovéno prostoru, což má za následek pokles proudových výtěžků peroxídu. Při stupnich Konverze blízkych jeuné klesá podíl hyćrexylových iontů v katolytu k nule a proudové výtěžky peraxiüu klesnjí pod únosnou mez. V elektrolyt obsahujícín alkalický křemičitan v množství srovnatelném s počáteční koncentraćí hyäroxidn je část proudu vedena kationty a anionty křemičitanu, takže podíl proudu vedeného per~ hydroxylovymi ionty, a tedy i ztráty perexidu migrací jsou podstatné menší než v případě,kdy elektrolyt obsahuje pouzeo 1 kn 1 ický hydroxid.S roatoucím stupněm konverze, který udává poměr celxevého obsahu pernxidu ke koncentráci vstupniho louhu, se objavuje další nepříznivý jev ~ růst napěĺových ztrát v elektrolyzéru, způsobeý v katolytu náhradou velmi pohyblivých hydrosylnvých iont málo pohyblívými perhydroxylovými ionty, a v änolytu pozlesem koncentrace hydroxyluvýcn íontůj v diafragmě se pak oba vlívy uplatňují současně. Za přítomnosti alkalického křemičitanu se zvyšuje vo» divost katolytu i anolytu, a to jednak o příspěvek způsabený pohyblivosti kationtů i nniontü křemičitanu, jednak o příspěvek způsobený pohyblívostí hydroxylových íontů, která při pokles alknlity vznikají hydrolýzou křemičitanůTímto dějem lze vysvětLit í další příanivý účinek alkalických kře.ičitanú, kterým je zvýšení stability niklovévanody. Jak bylo totiž pozorováno, je níklevá anoda, nn níž pre» bihá vylučování kyslíku, dostatečně koronně odolná jen při koncentracích hydroxylových iontů v onolytu vyšších než 0,3 - 0,5 mel/dm Provádí-li se elektrelýza ve zředěnějších roztocích alkalických peroxidů (například 1 M-KOH), dochází při vyšších stupních Lonverze k peklesu koncentrace hydroxylcvých iontú V analytu pod tuto mez a anoda pak velmi rychle zkoreduje. Přitomuý alkalický křemíčitan působí v toute systému jaxo pufr, xterý dodáváhydroxylové ionty a tim brání poklesu alkalíty.Dále jasu uveucny příklady provedení zpâssbu peúle vynálezuLaberutorní eleatrolyzér pre příprava peroxidu obsahoval porézní uhlíkatou Katodu o obrysové ploše 8 omg, do níž byl uváděn čistý kyslík, nikovou anedu, na níže se vyvijel kyslík, a filtrující êiafragmu z porézniho PVC. Elektrolyt byl příváděn do anodového prostoru, procházel filtrujĺcĺ UimBragm°° P Obohacení perhydroxylovjmi ionty v katodevém prosto ru vytékul z elektrolyzéru. De elekirolyzéru byl nejprve uváäěn 1 M-KOH. Snižovánímlprůtoěnérychlosti elektrolytu při konstantním proudovém zatížení (0,3 A) zprvu rostla koncentrace peroxiou, růst se však postupně zpomalcval a blížil se límitní hodnotě 0,81 mol/dm 3.V tobulce I jsou pro různé průtočné rychlostí (v) uvedeny dosažené koncentrace peroxiduno výtoku (cHžo ), proudové vytězky peroxidu ( H 202) a svorkové napětí elektrolyzéru (E) 2Když byl do elektrolyzéru uváděn rugtok o složení 1 M-KOH 1,64 m-K 2 Si 03, byla možno dosáhnout podstatné vyšší koncentrace perexidu a při všech průtocích byl vyšší proudový výtěžek peroxidu o napětí na elektrolyzéru nižší (víz Tobulkà II).Byla provňděna další měření v 1 M-KOH, ve 3 m~KOH a ve amíšených roztecích 1 M-KOH 0,64 M-K 2 Si 03 a 1 M-KOH 4 1,64 M-KaSi 03. Experimentální podmínky byly stejné jako v příkladu 1. Po vyhodnocení byly zíekány hodnoty proudových výtěžků peroxidu a napětí elektrolyzéruV závislostí na stupni konverze, které jsou uvedeny v Tabulce III.životnost niklové anody činila v 1 M-KOH při stupni konverze 0,63-0,75 jen 200 až SÓO h,v roztoku 1 M-KOH 1,64 I-Kžäioz však byla anoda po 500 h provozu při stupni konverze 0,6-1,1 zcela nedotöená u teprve dl dalších 100 h provozu při stupni konverze 1,6-2,0 se nnodu narušiln. V roztoku 1 M-KOH -0,64 M-K 2 Si 03 byla onoda po 340 h provozu při stupni konverze 0.9-1nedotčená, teprve po dalších 503 h při stupni AGHVQŤZQ 0,7-1,2 začalo viditelně kcrcdevat.

MPK / Značky

Značky: způsob, výroby, katodickou, zejména, peroxidu, kyslíku, redukci, vodíku, peroxosloučenin

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-217263-zpusob-vyroby-peroxosloucenin-zejmena-peroxidu-vodiku-katodickou-redukci-kysliku.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob výroby peroxosloučenin, zejména peroxidu vodíku, katodickou redukcí kyslíku</a>

Podobne patenty