BE1004126A3 - Procede pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de metal alcalin et cellule d'electrolyse. - Google Patents
Procede pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de metal alcalin et cellule d'electrolyse. Download PDFInfo
- Publication number
- BE1004126A3 BE1004126A3 BE9000497A BE9000497A BE1004126A3 BE 1004126 A3 BE1004126 A3 BE 1004126A3 BE 9000497 A BE9000497 A BE 9000497A BE 9000497 A BE9000497 A BE 9000497A BE 1004126 A3 BE1004126 A3 BE 1004126A3
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- chamber
- anode
- cathode
- cations
- permeable
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 title abstract 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 34
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 35
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 15
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 42
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229920006310 Asahi-Kasei Polymers 0.000 description 1
- 235000008098 Oxalis acetosella Nutrition 0.000 description 1
- 240000007930 Oxalis acetosella Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/22—Inorganic acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/14—Alkali metal compounds
- C25B1/16—Hydroxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Un procédé de fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin dans une cellule d'électrolyse compartimentée comprenant une chambre anodique (2) contenant une anode (9), une chambre cathodique (5) contenant une cathode (10) et deux chambres intermédiaires (3, 4) séparées par une membrane sélectivement perméable aux anions (7), une membrane sélectivement perméable aux cations (6) étant interposée entre la chambre anodique (2) et la chambre intermédiaire (3) qui lui est contiguë et une cloison perméable aux cations (8) étant interposée entre la chambre cathodique (5) et la chambre intermédiaire (4) qui lui est contiguë; on introduit une solutions aqueuse de chlorure de métal alcalin dans la chambre intermédiaire (4) qui est contigüe à la chambre cathodique (5), et une solution aqueuse d'un composé ionisé non halogéné dans la chambre anodique (2).
Description
<Desc/Clms Page number 1> Procédé pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin et cellule d'électrolyse L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin, en particulier d'hydroxyde de sodium, par électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de métal alcalin. Trois grands types de procédés industriels sont communément utilisés pour fabriquer des solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium à partir de solutions aqueuses de chlorure de sodium. Ces procédés sont le procédé d'électrolyse en'cellule à cathode de mercure, le procédé d'électrolyse en cellule à diaphragme et le procédé d'électrolyse en cellule à membrane sélectivement perméable aux cations. Dans ces procédés d'électrolyse connus, la production d'hydroxyde de sodium s'accompagne de la production de chlore qu'il convient de valoriser. On a cherché à modifier les procédés d'électrolyse connus de manière à éviter une production de chlore concomitante de la production de l'hydroxyde de sodium. A cet effet, dans la demande de brevet JP-A-52043797 (TOKUYAMA SODA), on fait usage d'une cellule d'électrolyse comprenant une chambre anodique, une chambre cathodique et une chambre intermédiaire séparée des chambres anodique et cathodique par deux membranes sélectivement perméables aux cations. On alimente la chambre intermédiaire avec une solution aqueuse de chlorure de sodium, on alimente la chambre cathodique avec de l'eau ou une solution aqueuse diluée d'hydroxyde de sodium, on fait circuler une solution aqueuse d'acide sulfurique, de sulfate de sodium ou de nitrate de sodium dans la chambre anodique et on soutire de l'oxygène de la chambre anodique, de l'hydrogène et une solution aqueuse concentrée d'hydroxyde de sodium de la chambre cathodique. Dans ce procédé connu, des protons H+ formés par électrolyse de l'eau dans la chambre anodique migrent à travers les membranes jusque dans la chambre cathodique où ils neutralisent une partie des ions <Desc/Clms Page number 2> hydroxyle 0H- formés à la cathode, ce qui nuit au rendement énergétique de la cellule. Le brevet belge BE-A-617281 (IONICS INCORPORATED), divulgue un procédé qui évite cet inconvénient. A cet effet, on y fait usage d'une cellule d'électrolyse divisée en quatre chambres juxtaposées par une membrane sélectivement perméable aux cations et deux diaphragmes perméables aux solutions aqueuses. La cellule comprend ainsi une chambre anodique, une chambre cathodique et deux chambres intermédiaires, les deux chambres intermédiaires étant séparées par la membrane, tandis que la chambre anodique et la chambre cathodique sont respectivement disposées de part et d'autre des chambres intermédiaires dont elles sont séparées par les deux diaphragmes. On introduit une solution aqueuse de chlorure de sodium dans la chambre intermédiaire voisine de la chambre anodique, on introduit de l'eau ou une solution aqueuse diluée d'hydroxyde de sodium dans la chambre intermédiaire voisine de la chambre cathodique et on soutire de l'oxygène et de l'acide chlorhydrique hors de la chambre anodique et de l'hydrogène et une solution concentrée d'hydroxyde de sodium de la chambre cathodique. Dans ce procédé, la circulation des solutions aqueuses à travers les diaphragmes s'oppose à une migration des protons de la chambre anodique vers la chambre cathodique et à une migration des ions hydroxyle OH-de la chambre cathodique vers la chambre anodique. Dans ce procédé connu, il est toutefois difficile d'éviter la formation de chlore dans la chambre anodique, de sorte que l'oxygène soutiré de celle-ci est inévitablement contaminé par du chlore. L'invention remédie aux inconvénients précités des procédés connus, en fournissant un procédé pour la production électrolytique de solutions aqueuses d'hydroxyde de métal alcalin au départ de solutions aqueuses de chlorure de métal alcalin qui évite une production parasite de chlore sans nuire au rendement énergétique de l'électrolyse. En conséquence, l'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin par électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de métal <Desc/Clms Page number 3> alcalin dans une cellule d'électrolyse à quatre chambres juxtaposées comprenant une chambre anodique contenant une anode, une chambre cathodique contenant une cathode et deux chambres intermédiaires, une membrane sélectivement perméable aux cations interposée entre la chambre anodique et la chambre intermédiaire qui lui est contiguë, une cloison perméable aux cations interposée entre la chambre cathodique et la chambre intermédiaire qui lui est contiguë et une membrane sélectivement perméable aux anions interposée entre les deux chambres intermédiaires ; on introduit la solution aqueuse de chlorure de métal alcalin dans la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre cathodique, on introduit une solution aqueuse d'un composé ionisé non halogéné dans la chambre anodique, on soutire la solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin de la chambre cathodique et on soutire une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre anodique. Dans le procédé selon l'invention, la membrane sélectivement perméable aux cations est une membrane non poreuse aux solutions aqueuses qui a pour fonction de séparer la chambre anodique de la chambre intermédiaire qui lui est contiguë en permettant seulement le transfert de cations entre ces deux chambres pendant l'électrolyse. Elle doit être en un matériau inerte vis-à-vis des solutions aqueuses d'acide chlorhydrique et des solutions aqueuses traitées dans la chambre anodique. Des membranes sélectivement perméables aux cations, utilisables dans le procédé selon l'invention sont des feuilles en un matériau polymérique contenant des groupements fonctionnels cationiques dérivés d'acides sulfoniques, d'acides carboxyliques ou d'acides phosphoniques. Des exemples de membrane en polymère fluoré comprenant des groupement fonctionnels cationiques sont décrits dans les documents GB-A-1497748 et GB-A-1497749 (ASAHI KASEI), GB-A-1518387, GB-A-1522877 et US-A-4126588 (ASAHI GLASS COMPANY LTD) et GB-A-1402920 (DIAMOND SHAMROCK CORP. ). La membrane sélectivement perméable aux anions est une membrane non poreuse aux solutions aqueuses, qui a pour fonction de séparer les deux chambres intermédiaires l'une de l'autre, en <Desc/Clms Page number 4> permettant seulement le transfert d'anions entre ces deux chambres pendant l'électrolyse. Elle doit être en un matériau inerte vis-à-vis des solutions aqueuses d'acide chlorhydrique et des solutions aqueuses de chlorure de métal alcalin traitées dans la chambre anodique. Des membranes sélectivement perméables aux anions utilisables dans le procédé selon l'invention sont des feuilles en un matériau polymérique (par exemple un copolymère du styrène et du divinylbenzène) auquel sont fixés des groupements d'ammonium quaternaire jouant le rôle de sites anioniques fixes. Des résines utilisables pour la confection de la membrane anionique utilisable dans le procédé selon l'invention sont décrites dans le brevet US-A-2591573. Les résines Amberlite (marque déposée de ROHM & HAAS) sont des exemples de résines utilisables pour la confection de la membrane anionique du procédé selon l'invention. La cloison perméable aux cations est une feuille qui sépare la chambre cathodique de la chambre intermédiaire qui lui est contiguë et qui est susceptible d'être traversée par un courant de cations pendant l'électrolyse. Elle peut être une membrane sélectivement perméable aux cations, telle que définie plus haut, ou un diaphragme perméable aux électrolytes aqueux. Des exemples de diaphragmes utilisables dans le procédé selon l'invention sont des diaphragmes en amiante, tels que ceux décrits dans le brevet US-A-1855497 (STUART) et dans les brevets FR-A-2400569, EP-A-1644 et EP-A-18034 (SOLVAY & Cie) et des diaphragmes en polymères organiques, tels que ceux décrits dans les brevets FR-A-2170247 (IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC) et dans les brevets EP-A-7674 et EP-A-37140 (SOLVAY & Cie). Le choix des matériaux de l'anode et de la cathode est conditionné par la nécessité que ces électrodes résistent mécaniquement et chimiquement aux conditions de l'électrolyse. Elles doivent par ailleurs satisfaire à la condition de réaliser une décomposition électrochimique de l'eau pendant l'électrolyse, avec formation d'oxygène à l'anode et d'hydrogène à la cathode. L'anode peut être une plaque en métal noble, le platine étant préféré. La cathode peut être une plaque en fer ou en nickel. <Desc/Clms Page number 5> La solution aqueuse de chlorure de métal alcalin est avantageusement une solution de chlorure de sodium. Elle est de préférence une solution saturée. Le composé ionisé non halogéné peut être tout composé hydrosoluble qui est capable de former un électrolyte après dissolution dans l'eau et dont l'anion n'est pas un halogène et présente, vis-à-vis de l'anode, une surtension supérieure à celle de l'oxygène. Des exemples de tels composés sont le sulfate d'hydrogène, les sulfates des métaux alcalins et les nitrates des métaux alcalins. On donne la préférence au sulfate d'hydrogène et au sulfate de sodium. Pendant l'électrolyse, on fait circuler un courant continu entre l'anode et la cathode, sous une tension suffisante pour provoquer l'électrolyse de l'eau. On recueille de l'oxygène sur l'anode et de l'hydrogène sur la cathode. Simultanément, il se forme de l'acide chlorhydrique dans la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre anodique et il se forme de l'hydroxyde de métal alcalin dans la chambre cathodique. On soutire la solution d'hydroxyde de métal alcalin de la chambre cathodique et la solution d'acide chlorhydrique de la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre anodique. Dans une forme d'exécution particulière du procédé selon l'invention, l'oxygène et l'hydrogène recueillis respectivement de la chambre anodique et de la chambre cathodique sont mis à réagir pour produire du peroxyde d'hydrogène. L'invention concerne également une cellule d'électrolyse de conception nouvelle, conçue pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et comprenant, dans une enceinte, une chambre anodique contenant une anode, une chambre cathodique contenant une cathode et deux chambres intermédiaires, des conduits pour l'admission d'électrolytes dans l'enceinte et des conduits pour l'évacuation de produits de l'électrolyse ; selon l'invention, une membrane sélectivement perméable aux cations sépare la chambre anodique de la chambre intermédiaire qui lui est contiguë, une membrane sélectivement perméable aux anions sépare les deux chambres intermédiaires, une membrane sélectivement perméable aux <Desc/Clms Page number 6> cations ou un diaphragme perméable aux solutions aqueuses sépare la chambre cathodique de la chambre intermédiaire qui lui est contiguë, les conduits d'admission d'électrolytes comprennent un conduit qui débouche dans la chambre anodique et un conduit qui débouche dans la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre cathodique, et les conduits d'évacuation des produits de l'électrolyse comprennent un conduit en communication avec la chambre anodique, au moins un conduit en communication avec la chambre cathodique et un conduit en communication avec la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre anodique. Des particularités et détails de l'invention vont apparaître au cours de la description suivante des dessins annexés. La figure 1 représente schématiquement une première forme de réalisation de la cellule selon l'invention ; La figure 2 représente une seconde forme de réalisation de la cellule selon l'invention. Dans ces deux figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. La cellule représentée à la figure 1 comprend une enceinte 1 divisée en quatre chambres 2,3, 4 et 5 par trois cloisons 6,7 et 8. La chambre 2 est une chambre anodique de la cellule et contient une anode 9. La chambre 5 est une chambre cathodique et contient une cathode 10. Les cloisons 6 et 8 sont des membranes sélectivement perméables aux cations et la cloison 7 est une membrane sélectivement perméable aux anions. La chambre 4 est en communication avec un conduit 11 d'admission d'un électrolyte et avec un conduit 17 d'évacuation d'un électrolyte. La chambre anodique 2 est en communication avec un conduit 12 d'admission d'un électrolyte et avec un conduit 13 d'évacuation des produits générés dans la chambre anodique pendant l'électrolyse. Deux conduits 14 et 15 servent à l'évacuation des produits générés dans la chambre cathodique 5 pendant l'électrolyse et un conduit 16 sert à évacuer le produit généré dans la chambre intermédiaire 3 pendant l'électrolyse. Dans une forme de réalisation particulière du procédé selon l'invention, mettant en oeuvre la cellule de la figure 1, on <Desc/Clms Page number 7> introduit une solution aqueuse approximativement saturée de chlorure de sodium dans la chambre 4 via le conduit 11 et une solution aqueuse de sulfate d'hydrogène dans la chambre anodique 2, via le conduit 12, et on établit un courant continu entre l'anode 9 et la cathode 10. Sous l'effet du champs électrique, des cations sodium Na+ migrent de la chambre intermédiaire 4 vers la chambre cathodique 5 en traversant la membrane 8 et des anions chlorure Cl-migrent de la chambre 4 dans la chambre 3 en traversant la membrane 7. Dans la chambre anodique 2, l'eau subit une électrolyse, libérant un courant d'oxygène que l'on évacue par le conduit 13, avec la solution de sulfate d'hydrogène. Des protons de la chambre anodique 2 migrent à travers la membrane 6 vers la chambre intermédiaire 3 où ils se combinent aux ions chlorure provenant de la chambre 4 pour former du chlorure d'hydrogène. Celui-ci est dissous dans l'eau transportée par les ions chlorure et les protons qui ont traversé les membranes 4 et 6, de sorte que l'on recueille de la chambre 3 une solution aqueuse d'acide chlorhydrique via le conduit d'évacuation 16. Dans la chambre cathodique 5, l'eau subit une électrolyse libérant de l'hydrogène et des ions hydroxyle OH- ; l'hydrogène est évacué par le conduit 14 et on recueille par le conduit 15 une solution aqueuse enrichie d'hydroxyde de sodium. Par le conduit 17, on soutire de la chambre intermédiaire 4, une solution diluée de chlorure de sodium qu'il suffit de resaturer puis de retourner dans la cellule via le conduit 11. La solution aqueuse d'hydroxyde de sodium recueillie de la chambre 5 contient par exemple entre 25 et 40 % en poids d'hydroxyde de sodium. Dans le procédé qui vient d'être décrit en référence à la figure 1, on peut, en variante, introduire de l'eau dans la chambre intermédiaire 3, via un conduit supplémentaire 18, si l'on souhaite diluer la solution d'acide chlorhydrique soutirée par le conduit 16. Selon une autre variante, on peut aussi introduire par le conduit 18 une solution aqueuse diluée d'acide chlorhydrique dans le but de la concentrer dans la chambre 3 de la cellule. Selon une variante supplémentaire du procédé, on peut introduire de l'eau ou une solution aqueuse diluée d'hydroxyde de <Desc/Clms Page number 8> sodium dans la chambre cathodique 5, via un conduit supplémentaire 19 La cellule conforme à l'invention représentée à la figure 2 diffère de celle de la figure 1 par la cloison 8 qui est un diaphragme perméable aux solutions aqueuses. Le diaphragme peut avantageusement être un diaphragme en amiante tel que ceux que l'on utilise communément dans les cellules à diaphragme destinées à la production de chlore. Lorsque le procédé selon l'invention est exécuté dans la cellule de la figure 2, le conduit 17 est obturé. Pendant l'électrolyse, le diaphragme est traversé non seulement par des cations sodium Na+, mais également par la solution de chlorure de sodium introduite dans la chambre 4 via le conduit 11. La solution recueillie de la chambre cathodique par le conduit 15 est une solution aqueuse de chlorure de sodium et d'hydroxyde de sodium, contenant par exemple entre 5 et 25 X en poids de chlorure de sodium et entre 5 et 30 % en poids d'hydroxyde de sodium, similaire aux saumures caustiques généralement extraites des cellules d'électrolyse à diaphragme utilisées pour la production de chlore. Cette solution peut être soumise à une évaporation pour la concentrer en hydroxyde de sodium, avec cristallisation de chlorure de sodium, ou être envoyée dans une installation de fabrication de carbonate de sodium. Dans une forme d'exécution particulière du procédé selon l'invention, l'oxygène recueilli de la-chambre anodique 2 par le conduit 13 est mis à réagir avec l'hydrogène recueilli de la chambre cathodique 5 par le conduit 14, de manière à produire du peroxyde d'hydrogène.
Claims (9)
- REVENDICATIONS 1-Procédé pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin par électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de métal alcalin, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre une cellule d'électrolyse à quatre chambres juxtaposées comprenant une chambre anodique contenant une anode, une chambre cathodique contenant une cathode et deux chambre intermédiaires, une membrane sélectivement perméable aux cations interposée entre la chambre anodique et la chambre intermédiaire qui lui est contiguë, une cloison perméable aux cations interposée entre la chambre cathodique et la chambre intermédiaire qui lui est contiguë et une membrane sélectivement perméable aux anions interposée entre les deux chambres intermédiaires,on introduit la solution aqueuse de chlorure de métal alcalin dans la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre cathodique, on introduit une solution aqueuse d'un composé ionisé non halogéné dans la chambre anodique, on soutire la solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin de la chambre cathodique et on soutire une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de la chambre intermédiaire qui est contiguë à la chambre anodique.
- 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloison perméable aux cations est un diaphragme perméable aux solutions aqueuses.
- 3-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloison perméable aux cations est une membrane sélectivement perméable aux cations.
- 4-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on sélectionne le composé ionisé non halogéné parmi ceux dont l'anion présente un potentiel de décharge sur l'anode de la chambre anodique, supérieur à celui de l'oxygène.
- 5-Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on sélectionne le composé ionisé non halogéné parmi les sulfates et les nitrates. <Desc/Clms Page number 10>
- 6-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le composé ionisé non halogéné est de l'acide sulfurique ou du sulfate de métal alcalin.
- 7-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on soutire de l'oxygène de la chambre anodique et de l'hydrogène de la chambre cathodique et on fait réagir l'oxygène avec l'hydrogène pour produire du peroxyde d'hydrogène.
- 8-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le métal alcalin est le sodium.
- 9-Cellule d'électrolyse comprenant une enceinte (1) divisée en quatre chambres juxtaposées (2,3, 4,5) comprenant une chambre anodique (2) contenant une anode (9), une chambre cathodique (5) contenant une cathode (10) et deux chambres intermédiaires (3,4), des conduits (11,12, 18) pour l'admission d'électrolytes dans l'enceinte et des conduits (13,14, 15,17) pour l'évacuation de produits de l'électrolyse, caractérisée en ce qu'une membrane sélectivement perméable aux cations (6) sépare la chambre anodique (2) de la chambre intermédiaire (3) qui lui est contiguë, une membrane sélectivement perméable aux anions (7) sépare les deux chambres intermédiaires (3,4) et une cloison perméable aux cations (8), sélectionnée parmi les membranes sélectivement perméables aux cations et les diaphragmes perméables aux solutions aqueuses, sépare la chambre cathodique (5)de la chambre intermédiaire (4) qui lui est contiguë, en ce que les conduits d'admission d'électrolytes comprennent un conduit (12) débouchant dans la chambre anodique (2) et un conduit (11) débouchant dans la chambre intermédiaire (4) qui est contiguë à la chambre cathodique (5), et en ce que les conduits d'évacuation des produits de l'électrolyse comprennent un conduit (13) en communication avec la chambre anodique (2), au moins un conduit (14,15) en communication avec la chambre cathodique (5) et un conduit (16) en communication avec la chambre intermédiaire (3) qui est contiguë à la chambre anodique (2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9000497A BE1004126A3 (fr) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Procede pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de metal alcalin et cellule d'electrolyse. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9000497A BE1004126A3 (fr) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Procede pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de metal alcalin et cellule d'electrolyse. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1004126A3 true BE1004126A3 (fr) | 1992-09-29 |
Family
ID=3884788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE9000497A BE1004126A3 (fr) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Procede pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de metal alcalin et cellule d'electrolyse. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1004126A3 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5474581A (en) * | 1991-07-19 | 1995-12-12 | Solvay (Societe Anonyme) | Method for producing an aqueous sodium chloride solution and use thereof |
| EP1121970A3 (fr) * | 2000-02-04 | 2002-07-31 | SGL Acotec GmbH | Procédé et dispositif de production simultanée d'acides et de bases de haute pureté |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5243797A (en) * | 1975-10-03 | 1977-04-06 | Tokuyama Soda Co Ltd | Electrolysis method for alkali halides |
| JPS52129697A (en) * | 1976-04-24 | 1977-10-31 | Yuasa Battery Co Ltd | Method of electrolytically treating sodium acetate |
| DE3926634A1 (de) * | 1988-08-11 | 1990-02-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zur gewinnung einer saeure aus ihrem salz |
| EP0365113A1 (fr) * | 1988-10-20 | 1990-04-25 | Sterling Canada, Inc. | Production de l'acide chlorique |
-
1990
- 1990-05-11 BE BE9000497A patent/BE1004126A3/fr not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5243797A (en) * | 1975-10-03 | 1977-04-06 | Tokuyama Soda Co Ltd | Electrolysis method for alkali halides |
| JPS52129697A (en) * | 1976-04-24 | 1977-10-31 | Yuasa Battery Co Ltd | Method of electrolytically treating sodium acetate |
| DE3926634A1 (de) * | 1988-08-11 | 1990-02-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zur gewinnung einer saeure aus ihrem salz |
| EP0365113A1 (fr) * | 1988-10-20 | 1990-04-25 | Sterling Canada, Inc. | Production de l'acide chlorique |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 88, no. 6, 6 février 1978, page 364, résumé no. 43203c, Columbus, Ohio, US; & JP-A-52 129 697 (YUASA BATTERY CO., LTD) 31-10-1977 * |
| WPIL FILE SUPPLIER, accession no. 77-35299Y, Derwent Publications Ltd, London, GB; & JP-A-52 043 797 (TOKUYAMA SODA K.K.)) 04-04-1977 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5474581A (en) * | 1991-07-19 | 1995-12-12 | Solvay (Societe Anonyme) | Method for producing an aqueous sodium chloride solution and use thereof |
| EP1121970A3 (fr) * | 2000-02-04 | 2002-07-31 | SGL Acotec GmbH | Procédé et dispositif de production simultanée d'acides et de bases de haute pureté |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0544686B1 (fr) | Production de dioxyde de chlore a partir d'acide chlorique | |
| RU2107752C1 (ru) | Электролизер, способ получения раствора основания и раствора, содержащего кислоту, и способ получения раствора основания и раствора чистой кислоты | |
| AU653049B2 (en) | Electrochemical process and cell for the production of sulphuric acid and sodium hydroxide | |
| EP0698000B1 (fr) | Production de bioxyde de chlore pour le traitement de l'eau | |
| FI90790B (fi) | Yhdistetty menetelmä klooridioksidin ja natriumhydroksidin valmistamiseksi | |
| CN1196761A (zh) | 联合制备过氧化二硫酸钠和氢氧化钠溶液的电化学方法 | |
| BE1005716A3 (fr) | Procede de fabricatiion d'hydroxyde de sodium. | |
| BE1006054A3 (fr) | Procede de fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. | |
| BE1004126A3 (fr) | Procede pour la fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de metal alcalin et cellule d'electrolyse. | |
| EP0532535B2 (fr) | Production electrochimique de solutions acides de chlorate | |
| US5225054A (en) | Method for the recovery of cyanide from solutions | |
| US5423960A (en) | Method and apparatus for manufacturing iodine-free iodides | |
| EP0659467B1 (fr) | Procédé de fabrication d'hydroxyde de métal alcalin | |
| US4032416A (en) | Electrolytic oxidation process | |
| FI94965B (fi) | Menetelmä alkalisen peroksidivesiliuoksen alkalisuuden alentamiseksi | |
| US5284553A (en) | Chlorine dioxide generation from chloric acid | |
| JPH02277789A (ja) | 硫化アルカリ金属の製造方法 | |
| BE1003943A3 (fr) | Procede et installation pour la fabrication de solutions aqueuses d'hydroxyde de metal alcalin. | |
| CA2023412A1 (fr) | Procede de fabrication d'une lessive d'hydroxyde de sodium | |
| CA2023411A1 (fr) | Procede de fabrication d'une lessive d'hydroxyde de sodium | |
| US5112452A (en) | Removal of thiosulfate from hydrosulfite solutions | |
| SU1233896A1 (ru) | Способ регенерации промывных растворов дл медных осадков | |
| JPH05339773A (ja) | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 | |
| WO1991015614A1 (fr) | Procede electrochimique de production d'acide chlorique a partir d'acide hypochloreux | |
| PL97794B1 (pl) | Sposob odzyskiwania cynku |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Owner name: S.A. SOLVAY Effective date: 19930531 |