氯碱工业
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    生产原理及工艺
      由电解食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气的工业生产,是重要的基础化学工业之一。我国的氯碱工业主要采用两种生产工艺。   
    1.隔膜法   
    电解在立式隔膜电解槽中进行,如图 a所示。电解槽的阳极用涂有tiO 2 - RuO 2 涂层的钛或石墨制成,阴极由铁丝网制成,网上附着一层石棉绒做隔膜,这层隔膜把电解槽分隔成阳极室和阴极室。将已除去 Ca 2+ 、 Mg 2+ 、   
    下两种电离方程:   
    NaCl =Na + + Cl -   
    H2O= (可逆)H + + OH -   
    所以,食盐水中含有 Na + 、 H + 、 Cl - 和 OH - 四种离子。当接通电源后,在电场的作用下,带负电的 Cl - 和 OH - 移向阳极,带正电的 Na + 和 H + 移向阴极,在这种条件下,电极上发生如下反应:   
    在阳极 2Cl - - 2e= 2Cl 2 ↑   
    在阴极 2H + + 2e=H 2 ↑   
    即在阳极室放出 Cl 2 ,阴极室放出 H 2 。由于阴极上有隔膜,而且阳极室的液位比阴极室高,所以可以阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸。由于 H + 不断放电,破坏了水的电离平衡,促使水不断电离,造成溶液中 OH - 的富集。这样在阴极室就形成了 NaOH溶液,它从阴极室底部流出。电解食盐水的总反应可以表示如下:   
    2NaCl+2H2O= 2NaOH+H 2 ↑+ Cl 2 ↑   
    用这种方法生产的碱液比较稀,其中含有多量未电解的 NaCl ,需要经过分离、浓缩,才能得到固态 NaOH。
    离子交换膜法
      离子交换膜法电解食盐水的原理如图 b所示。在这种电解槽中,用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开。阳离子交换膜跟石棉绒膜不同,它具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过,其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的 NaCl溶液,往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电,生成 C1 2 ,从电解槽顶部放出,同时 Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中 H + 放电,生成 H 2 ,也从电解槽顶部放出。但是剩余的 OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了 NaOH溶液。随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过,所以阴极室生成的 NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前{zxj}的生产氯碱的工艺。
    产品
    1.30%氢氧化钠   
    2.50%氢氧化钠   
    3.固体氢氧化钠(片碱)   
    4.高纯盐酸   
    5.工业盐酸   
    6.次氯酸钠   
    7.液氯(液态氯气)   
    8.PVC(聚氯乙烯树脂,氯碱工业一般都伴随PVC树脂)
    原料
    1.工业盐   
    2.电石(也叫煤石,对于电石法生产PVC而言)   
    3.氯乙烯单体(VCM单体,对于石油法提取单体生产PVC而言)   
    4.其他聚合助剂
    中国的氯碱工业
      中国的氯碱工业主要采用隔膜法和离子膜交换法两种生产工艺。氯碱工业的主要产品包括烧碱、聚氯乙烯(PVC)、氯气、氢气等。氯碱产品主要用于制造有机化学品、造纸、肥皂、玻璃、化纤、塑料等领域。





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