ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение электрохимических процессов для производства химических продуктов из "Производство водорода кислорода хлора и щелочей" Электрохимические способы производства химических продуктов нашли широкое применение. Высокая селективность таких процессов позволяет в ряде случаев получать продукты высокой чистоты с близким к теоретическому выходом по току. Сравнительная простота технологической схемы и перспективы снижения себестоимости электроэнергии гидро- и атомных станций дают возможность считать, что и в дальнейшем эти методы производства будут развиваться быстрыми темпами. [c.11] На долю электролиза без выделения металлов приходится около 7з общего мирового потребления электроэнергии на электрохимические производства [1—3]. В настоящее время мировой расход электрической энергии на производство хлора и каустической соды составляет 80—90 млрд., на электролиз воды 10—15 млрд., на производство хлоратов и перхлоратов 4—5 млрд. и на электрохимический синтез других неорганических и органических продуктов 2—5 млрд. кВт-ч электроэнергии в год. [c.11] В СССР расход электроэнергии на электрохимические методы производства химических продуктов вырос с 1940 по 1978 гг. более чем в 30 раз. [c.11] Жизнеспособность любого метода производства определяется суммарными экономическими показателями. Обычно в промышленности одновременно разрабатывается и используется несколько методов получения того или иного продукта, но преимущественное развитие получает метод, оптимальный по сумме технико-эко-номических показателей. [c.11] К производствам, где не удается создать химические процессы, близкие по экономичности к используемым электрохимическим, можно отнести производства хлора и каустической соды,. хлоратов, перхлоратов, хлорной кислоты, перманганата калия, щелочных металлов и др. В производстве этих продуктов электрохимические методы почти полностью вытеснили химические [4]. Так, с 1940 по 1975 гг. объем мирового производства и затраты электроэнергии на электролитическое получение хлора и каустической соды выросли в 15 раз, а на производство хлоратов натрия и калия примерно в 5 раз. [c.12] Однако исследования по созданию новых химических методов производства хлора не прекращаются. Разрабатывается химический способ одновременного получения хлора, кальцинированной и каустической соды и азотно-калийных удобрений, который при успешном решении проблем технологического и аппаратурного оформления процесса, а также защиты от коррозии может привести к созданию крупнотоннажного, экономичного, безотходного производства — серьезного конкурента электрохимическому методу получения хлора и каустической соды. В других областях электрохимические способы развиваются параллельно с химическими, оказываясь менее экономичными, уступают место химическим методам. К таким производствам относятся получение перекиси водорода и перборатов, водорода для синтеза аммиака и другие [1,5]. [c.12] Электрохимические способы получения перекиси водорода, которые в недалеком прошлом широко применялись в промышленности и практически были единственными, в настоящее время во многих зарубежных странах почти полностью вытеснены более экономичными химическими методами. Если в 1956 г. электрохимическим методом получали 75% общей мировой выработки перекиси водорода, то в 1975—1976 гг. доля этого метода снизилась до 2,5%. Основную массу перекиси водорода (95%) получают антра-хиноновым методом [6]. В нашей стране используются как химические, так и электрохимические способы ее производства. [c.12] Электролиз воды сохранил свое значение лишь для производства небольших количеств водорода и кислорода высокой чистоты (для гидрогенизации жиров и других продуктов, в системах охлаждения мощных электрогенераторов, в металлообработке для создания восстановительной атмосферы, в производстве искусственных драгоценных камней и пр.) [7—10]. Однако в связи с ограниченностью запасов природного газа и нефти электролиз воды может получить в будущем новое развитие. [c.13] Предполагают, что производство водорода электролитическим способом из воды или с использованием термохимических процессов разложения воды может послужить основой для создания глобальной энергетической системы, в которой водород, производимый на базе энергии мощных атомных станций, транспортировали бы по трубопроводам к местам потребления энергии и сжигали для получения необходимой тепловой энергии или использовали для получения электроэнергии на тепловых электростанциях или установках прямого превращения химической энергии в электрическую [3,11—15]. [c.13] Использование электролитического водорода в качестве сырья в химической и других отраслях промышленности, а также в виде топливного газа, может оказаться экономичным и целесообразным для ряда потребителей по мере истощения запасов природного газа и нефти и снижения себестоимости электроэнергии мощных атомных электростанций. [c.13] В последнее время возрастает интерес к некоторым старым электрохимическим процессам, оказавшимся ранее менее рентабельными по сравнению с химическими. Применение новых идей и научных разработок создает техническую основу для их возрождения и широкого применения в промышленности. [c.13] В качестве примера можно привести электролиз растворов поваренной соли с получением растворов гипохлорита натрия для санитарных и других целей. Этот способ использовался в промышленности в начале XX в. и был вытеснен химическим методом, основанным на хлорировании растворов щелочи газообразным хлором. В последние годы электролиз растворов ЫаС находит широкое применение для получения растворов гипохлорита натрия с целью замены жидкого хлора, расходуемого для хлорирования питьевой и хозяйственной воды, обезвреживания коммунальных и промышленных сточных вод. Использование электрохимического метода получения гипохлорита натрия прямым электролизом растворов поваренной соли, морской воды или минерализованных хло-ридных вод позволяет отказаться от применения жидкого хлора, а следовательно, от строительства хранилищ для него в населенных пунктах. Тем самым исключается возможность значительных утечек жидкого хлора в атмосферу, возникающих при нарушении герметичности таких хранилищ. [c.13] Особенный интерес представляет электролиз морской воды для получения растворов активного хлора. С разработкой новых типов малоизнашивающихся анодов с платиновым или оксидно-рутениевым покрытием появилась возможность создания надежных конструкций аппаратов для электролиза морской воды, работающих достаточно экономично и по простой схеме. [c.14] В последние годы проводятся исследования по использованию электрохимических методов очистки сточных вод. [c.14] Находят применение в народном хозяйстве новые электрохимические методы и способы производства. Успешно развиваются электрохимические способы обессоливания морской воды и сильно минерализованных грунтовых вод и промышленных стоков. Хотя использование этих способов для получения питьевой воды еще невелико, в ближайшие годы можно ожидать более широкого их распространения в приморских районах и засушливых степях и полупустынях. Электрохимические способы применяются для регенерации воздуха в герметичных помещениях. [c.14] После успешного применения в начале XX в. процессов электро-органического синтеза в течение длительного времени наблюдался застой в этой области. Некоторые производства, основанные на электроорганическом синтезе, уступили место химическим способам производства. В 50—60-х годах начались усиленные исследования в области теоретических основ процессов электроорганичес-кого синтеза, а также препаративного синтеза ряда органических соединений [16—18]. Эти работы привели к разработке технологии и организации промышленного производства электрохимическими методами пока еще небольшого ассортимента органических продуктов (например -рибозы восстановлением у-лактона, адипо-динитрила катодной димеризацией акрилонитрила [1] и др.). [c.14] Изучение адсорбции органических веществ при сильно положительных потенциалах и протекания процессов анодного замещения и присоединения радикалов открывает перспективы использования электрохимических способов для синтеза высокомолекулярных ненасыщенных дикарбоновых кислот и других органических соединений, которые могут найти широкое применение в производстве полимерных материалов, лекарственных препаратов, в лакокрасочной промышленности и др. [19—22]. [c.14] Можно ожидать, что процессы электрохимического производства органических соединений получат в ближайшее время более широкое развитие [1, 23]. [c.14] Вернуться к основной статье