ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы получения хлорной кислоты из "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов" Электролиз растворов соляной кислоты исследован в работах [56—58]. Первоначально при прямом получении хлорной кислоты электролизу подвергали только разбавленные воДные растворы соляной кислоты при низких температурах [59], так как уже при применении 1 н. раствора практически вся соляная кислота расходуется на получение хлора и хлорная кислота практически не образуется. При использовании 0,1 н. раствора солйной кислоты половина ее окисляется до хлорной кислоты и половина — до хлора [60]. При применении в качестве электролита 0,5 н. раствора НС1 получали хлорную кислоту концентрации 20 г/л. При 18 °С и плотности тока 90 А/м напряжение на ячейке составило 8 В и расход электроэнергии 28 кВт-ч на 1 кг 60%-ной хлорной кислоты. Недостатками этого метода были получение очень разбавленных растворов хлорной кислоты и большие затраты на ее концентрирование. Было предложено трехступенчатое окисление с использованием 0,5 н. кислоты, сообщалось об использовании этого способа в промышленности [5]. [c.427] Наиболее высокие выхода хлорной кислоты по току получены при концентрации соляной кислоты 0,8—2 н. При снижении концентрации соляной кислоты выход H IO4 по току уменьшается за счет повышения выхода кислорода по току. При повышении концентрации НС1 более 2 н. возрастает расход тока на выделение хлора и выход хлорной кислоты по току резко снижается. Значение оптимальной концентрации соляной кислоты в электролите повышается с уменьшением температуры электролиза и зависит также от концентрации хлорной кислоты в электролите. [c.428] Рис 8-3 Зависимость выходов по току продуктов электролиза от концентрации НС1 в 4 н H IO4 при 20 °С и = 2,8 В (а) и от температуры раствора, содержащего 4 н. H IO4 -Ь 1 н НС1 при Е = 2,8—3,0 В (б)-1 — нею., S — I2, л — О2. [c.428] Процесс анодного окисления соляной кислоты до хлорной сильно зависит от температуры. На рис. 8-3, б показана зависимость выхода продуктов электролиза по току от температуры раствора [63] при содержании в электролите 4 н. H IO4 и 1 н. НС1 и потенциале анода 2,8—3,0 В. С понижением температуры выход хлорной кислоты по току возрастает, а хлора и кислорода соответственно снижается. [c.428] Расход платины зависит от температуры электро лиза и уменьшается с понижением температуры. Содержание примесей в хлорной кислоте зависит от чистоты исходной соляной кислоты и применения достаточно коррозионно-стойких конструкционных материалов для изготовления электролизеров, трубопроводов и аппаратуры. [c.428] Для получения хлорной кислоты высокой чистоты ее следует очищать от ионов хлора. Очистка может быть осуществлена электрохимическим способом, т. е. возможно более полным окислением примесей СГ до хлорной кислоты, однако при этом по мере снижения концентрации ионов хлора выход хлорной кислоты по току снижается и приближается к нулю при достаточно полной очистке раствора от примеси соляной кислоты. [c.428] Очистку хлорной кислоты можно производить также отгонкой. [c.429] Этим способом можно получать очень чистую кислоту, поскольку со стороны не вводится каких бы то ни было загрязняющих примесей. Часть получаемой кислоты возвращается вновь в производственный цикл, часть отбирается и после перегонки вьшускается в виде 60—70%-ной товарной кислоты. [c.429] Предложено получать хлорную кислоту анодным окислением водных растворов хлоратов в трехкамерном электролизере с двумя диафрагмами [69]. В анодном пространстве электролизера с платиновым анодом и стальным катодом можно получить 2 н хлорную кислоту, а в катодном пространстве соответствующую щелочь. [c.429] Хлорную кислоту отгоняли под вакуумом. При этом может быть получена хлорная кислота высокой концентрации, близкой к безводной, если применять достаточно концентрированную серную кислоту. Реализация этого процесса в промышленности связана с трудностями, обусловленными сложностью аппаратурного оформления, ограниченностью конструкционных материалов, для работы в смеси хлорной и серной кислот и необходимостью проведения отгонки хлорной кислоты под вакуумом. Поэтому предлагаемый процесс целесообразен только при получении безводной хлорной кислоты. [c.429] После отделения осадка плохо растворимого кремнефтористоводородного калия [3] фильтрованием разбавленные растворы хлорной кислоты могут быть концентрированы и затем подвергнуты перегонке в виде азеотропной 72%-ной кислоты. Однако осадок кремнефтористоводородного калия плохо фильтруется, что затрудняет практическое использование этого метода. [c.430] Способ был предложен [70] и изучен давно [71]. Однако технические трудности, связанные с его промышленной реализацией, были преодолены только в последнее время [72]. [c.430] Концентрированные растворы перхлората натрия обрабатывают концентрированной соляной кислотой или газообразным НС1. Выпадающие в процессе реакции кристаллы хлорида натрия отделяют фильтрованием. При выпаривании полученного раствора, содержащего около 32% H IO4, отгоняют сначала избыток соляной кислоты. Полученную при этом 35%-ную соляную кислоту возвращают на первую стадию процесса. Концентрация хлорной кислоты в остатке повышается до 39%. При дальнейшем упаривании до 57% H IO4 полностью отделяется НС1, улавливаемая в виде слабой соляной кислоты. Загрязненная хлорная кислота после дополнительной отгонки воды отгоняется в виде азеотропной смеси, содержащей до 70—72% хлорной кислоты. [c.430] Растворимость, давление паров воды и вязкость в системе Na lOi—H IO4—Н О изучены достаточно подробно [73]. Выделяющиеся в кубе отгонного аппарата кристаллы Na 104 возвращаются на первую стадию производственного процесса. [c.430] Практически на всех стадиях аппаратура работает в условиях очень агрессивных сред, содержащих в различных соотношениях хлорную и соляную кислоты. [c.430] При комбинировании этой схемы получения хлорной кислоты с производством перхлората натрия выделяемые отходы хлорида натрия, загрязненного хлорной кисло й или перхлоратом натрия, могут быть возвращены на производство перхлората натрия. После вакуумной дистилляции можно получить 70—72%-ную хлорную кислоту высокой степени чистоты. [c.431] При чрезмерном увеличении объема олеума также возникает опасность взрыва, так как возможно образование очень нестабильного ангидрида хлорной кислоты. [c.432] Предложен непрерывный процесс получения безводной хлорной кислоты обезвоживанием азеотропа с помощью олеума при вакуумной отгонке [75]. Схема лабораторной установки показана на рис. 8-4, однако такой принцип может быть использован и для создания более крупных установок. В самом аппарате всегда присутствует небольшое количество смеси кислот, что уменьшает опасности, связанные с возможными взрывами. При смешении кислот требуется охлаждение смесителя во избежание перегрева смеси и возможного термического разложения хлорной кислоты. [c.432] Вернуться к основной статье