Виробництво хлору, каустичної соди та водню - Курсовая работа

Найбільша її кількість міститься у морській та океанській воді і складає 34...36 г.дм-3 солей, з котрих 4/5 припадає на хлорид натрію. У земній корі хлорид натрію зустрічається у вигляді камяної солі, самосадної солі й природних розсолів. На території колишнього СРСР нараховувалося близько 100 значних родовищ із загальним запасом понад 250 млрд т солі. На початку XIX століття розвиток виробництва каустичної соди (NAOH) було тісно повязане з розвитком виробництва кальцинованої соди. Відомі родовища кухонної солі : Артемівська - Словянське, Верхньокамське і Яр-Бішкадакское месорожденіе в Башкіріі.Верхнекамское родовище характеризується також величезними покладами сільвініта.Сільвініт є мінералом, що містить суміш NACL (70 - 75%) і KCL.Отход виробництва хлориду калію, який містить у сухому вигляді до 97 % NACL, 1% KCL і домішки солей кальцію і магнію, використовують для виробництва соди.Каустична сода виробляється в Україні (марки РД), а також імпортується в основному з Росії (марки РД і РР).Підготовка сировини до електролізу включає операції розчинення, очищення розсолу від механічних домішок і видалення іонів кальцію і магнію. Розсіл, що надходить на електроліз, представляє багатокомпонентну систему, в якій містяться іони натрію, хлору, гідроксонію-катіон і гідроксид-аніон. Розрізняють два варіанти технологічного процесу електролізу водного розчину хлориду натрію: електроліз із твердим катодом залізним (діафрагмовий метод) і електроліз з рідким ртутним катодом. Аноди другого типу дозволяють вести електроліз при високій щільності струму і більш низькій напрузі. Для електролізу використовують концентровані, насичені розчини хлоридів лужних металів; наприклад, концентрація NACL у розчинах, що подаються на електроліз, складає 310 ± 5 ГЧДМ-3;Поки концентрація їх у католіті невелика, то участь ОН-іонів у переносі струму теж невелика, і тому на початку електролізу струм переноситься іонами Na і Cl-. По мірі накопичення в розчині NAOH усе більша частина струму переноситься іонами ОН-, що призводить до зменшення виходу за струмом Cl2 і NAOH. Практично в електролізерах з нерухомим електролітом (наприклад, системи Грисгейм - Електрон) працювали до концентрації 40...50 г*дм-3. Припустимо, що через електролізер пройшов 1F електрики. Оскільки при проходженні 1 F електрики утвориться 1 моль NAOH, то вихід за струмом NAOHIMG_8d72bcd5-c4e4-498c-a84b-2e57d12aa267

IMG_5b02e047-667e-4a4b-adba-068c9488fbed

IMG_7b3b9e48-53aa-4df3-97b6-c7b483c65cd4

IMG_12f6b604-e8cb-48e5-9854-1e328c1fba5f

IMG_a6fd8239-31d6-4ef2-aa9a-a8c1fae235c6

IMG_f382e63f-89d1-43b2-a452-7ce1009c1259

IMG_d067bbcc-a26e-460e-8eee-3bd4ea00f1d4

IMG_9b49fb1a-43fd-4f32-9454-b312c43de157

IMG_39f1a426-aa43-4c37-b41e-b3a642f1899d

IMG_d3e11cd1-b091-4d74-96da-e1448abcbd6c

IMG_dc9839fa-d546-494d-961b-8b27bdad7b6dДля отримання каустичної соди діафрагмовим методом із залізним катодом і електро осмос з ртутним катодом застосовуються розсоли з вмістом NACL більше 310 г / л, Ca менш 1,27 г / л, Mg менше 0,16 г / л, SO42-менш 2,68 г / л, К менше 0,2 г / л. Електроліз водного розчину хлориду натрію використовується для промислового виробництва гідроксиду натрію. Електролітичний луг, одержуваний електролізом з ртутним катодом, не містить хлориду натрію. Луг, що отримується електролізом з залізним катодом, містить 170-200 г/л хлориду натрію. Процес переробки цього щелока полягає у виділенні з нього хлориду натрію, що повертається в технологічний процес, упарюванні розчину і зневодненні отриманого плаву їдкого натру для отримання твердого продукту.Технологічна схема виробництва гідроксидів натрію або калію, хлору і водню діафрагмовим методом включає стадії приготування і підготовки вихідних розчинів (I), електролізу (II), обробки продуктів електролізу і доведення їх до товарного вигляду відповідно до вимог споживача (III). Для очищення розсолу від домішок на хлорних заводах в основному застосовують содово-каустичний метод очистки, відповідно з яким для очистки від іонів Са2 використовують содовий розчин, від іонів Mg2 і заліза - гідроксид натрію, що надходить зі зворотним розсолом. Технологічна схема виробництва хлору і каустичної соди діафрагмовим методом: 1-збирач сирого розсолу; 2-підігрівник сирого розсолу; 3-відцентрові насоси; 4-збирач зворотного розсолу; 5-колона карбонізація; 6-напірний бак для гідролізованого поліакриламіду; 7-освітлювач; 8-напірний бак шламової суспензії; 9-центрифуга; 10-приймач шламу; 11-приймач фільтрату; 12-збирач чистого розсолу; 13-фільтр для розсолу; 14-бак-нейтралізатор; 15-напірний бак для соляної кислоти; 16-збирач освітленого розсолу; 17-напірний бак для освітленого розсолу; 18-підігрівник; 19-електролізери; 20-приймач щолоку; 21-гідразатвор; 22-холодильник змішування; 23-водневий компресор; 24-бризковідділювач; 25-холодильник; 26-вогнеперешкоджувачі; 27-випарні апарати першого ступеня; 28-випарний апарат другого ступеня Карбонізований і зворотний розсоли зі збірника 4 подають у зону змішування освітлюва

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ ПРОМИСЛОВИХ МЕТОДІВ ВИРОБНИЦТВА

1.1 Основи електролізу водних розчинів хлориду натрію діафрагмовим методом

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Характеристика сировини, матеріалів та напівпродуктів

2.2 Фізико-хімічні основи технологічного процессу виробництва каустичної соди

2.3 Матеріально-теплові розрахунки процесу

2.4 Вибір та обґрунтування технологій очищення каустичної соди