Đề tài Trình bày các phương pháp điện phân dung dịch muối ăn sản xuất xút và clo

Bài Tập Lớn:Trình bày các phương pháp điện phân dung dịch muối ăn sản xuất xút và clo Giáo Viên HD:TS.Nguyễn Thị Diệu Vân Nhóm 11:Nguyễn Xuân Hùng Anh Hoàng Ngọc Kiên Mai Quốc Đông Sản phẩm và ứng dụng Nguyên liệu Các phương pháp điện phân So sánh các phương pháp Các nội dung chính Sản phẩm Ứng Dụng Clo có thể sử dụng để sản xuất các dẫn xuất chất hữu cơ chứa clo để điều chế chất dẻo,cao su tổng hợp,sợi hóa học và các chất hòa tan. Ứng Dụng Ngày nay 60% clo được dùng để sản xuất những chất tổng hợp hữu cơ. Ngoài ra còn được sử dụng sản xuất axit clohidric,clorat,.. Ứng Dụng Một lượng clo đáng kể được dùng trong luyện kim để phân hủy các quặng đa kim loại bằng phương pháp clo hóa, dùng trong công nghiệp chế biến dầu hỏa, trong y học và vệ sinh để tẩy sạch nước dùng… Ứng Dụng Xút(NaOH) được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp: xenlulo, sợi hóa học, chế biến dầu, tổng hợp hữu cơ, nấu xà phòng,... Hidro được dùng tổng hợp các hợp chất hữu cơ và vô cơ quan trọng như: amoniac, metanol,các rượu khác nhau,để làm sạch các sản phẩm dầu mỏ... Ứng Dụng Nguyên liệu sản xuất là muối ăn được nhận bằng cách hòa tan muối rắn hoặc muối tự nhiên. Dung dịch muối dù được điều chế bằng phương pháp nào thì chúng cũng vẫn chứa muối canxi và muối magiê khó hòa tan và phá vỡ chế độ làm việc của bể điện phân Nguyên liệu Quá trình làm sạch nước muối dùng dung dịch sữa và xôda. Sau khi làm sạch hóa học thì dùng phương pháp lắng và lọc để làm sạch các tạp chất cơ học. Nguyên liệu Phương pháp điện phân trong bể có màng ngăn Phương pháp điện phân trong bể catot thủy ngân Các phương pháp điện phân Tổng quan -Công nghệ này được phát triển chủ yếu ở Mỹ -Hiện nay, khoảng 71% sản lượng xút ở Mỹ và 20% sản lượng xút ở châu Âu theo phương pháp điện phân được sản xuất theo phương pháp này. Lý thuyết -Phương pháp này cho phép nhận được kiềm,clo và hiđro trong cùng 1 thiết bị. -Trong thùng điện phân kiểu này có một rào chắn vật lý giữa anôt và katôt. Đó là một màng amian được phủ trên lưới thép. NaOH sinh ra trực tiếp trên katôt -Phản ứng bên trong bể điện phân: tại anôt: 2Cl- - 2e → Cl2 tại katôt: H2O + 2e → H2 + OH- Phương pháp điện phân trong bể có màng ngăn Phương pháp điện phân trong bể có màng ngăn Bể điện phân trong công nghiệp. Màng ngăn Katôt bằng thép Không gian Katôt Anôt Không gian anôt Ưu điểm: điện thế của thùng thấp, khoảng -3.45V Nhược điểm: Nồng độ NaOH chỉ đạt 10%, hiệu suất thấp, xút tạo ra cần được cô đặc. Độ bền thấp, điện trở cao. Phương pháp điện phân trong bể có màng ngăn Tổng quan -Là công nghệ được áp dụng đầu tiên trên quy mô công nghiệp và ban đầu là ở châu Âu -Hiện nay, khoảng 50% công suất xút của châu Âu và 13% sản lượng xút của Mỹ theo phương pháp điện phân được sản xuất theo công nghệ này Lý thuyết -Thuỷ ngân được sử dụng một mặt làm katôt cho bể điện phân, một mặt để tạo hỗn thống với natri -Thuỷ ngân không bị tiêu hao trong quá trình sản xuất, vì tất cả các bể điện phân đều hoạt động theo chu trình khép kín đối với thuỷ ngân -Phản ứng trong bể điện phân tại anôt: 2Cl- -2e → Cl2 tại katôt: NaHgn + H2O → ½ H2 + nHg +Na Phương pháp điện phân với điện cực thuỷ ngân Phương pháp điện phân với điện cực thuỷ ngân Sơ đồ bể với katôt thuỷ ngân Bể điện phân Thiết bị phân huỷ Bơm Ưu điểm Phương pháp này cho phép sản xuất dung dịch NaOH 50 – 52% (trọng lượng) mà không cần công đoạn cô đặc Nhược điểm Điện thế cao Sử dụng thuỷ ngân rất độc Phương pháp điện phân với điện cực thủy ngân So Sánh thông số 2 bể điện phân Nhận xét: Điện thế bể catot thủy ngân cao hơn nên tiêu tốn năng lượng lớn hơn so với bể màng ngăn. Thao tác bể thủy ngân phức tạp hơn, vốn đầu tư thiết bị lớn hơn, điều kiện làm việc nặng nề hơn so với bể màng ngăn. Khả năng nhận được kiềm đậm đặc và không chứa muối ăn là ưu việt của bể điện phân thủy ngân. So sánh thông số 2 bể điện phân Dung dịch kiềm sau khi điện phân được làm đậm đặc trong thiết bị cô đặc. Khi cô dung dịch kiềm điện phân bể màng ngăn thì cùng với sự đậm đặc của dung dịch sẽ xảy ra hiện tượng kết tinh clorua natri, muối này sẽ lưu lại trong quá trình điện phân.Thực tế sau khi cô đặc và nấu chảy người ta thu đươcj kiềm chứa 92-94% NaOH, 2-3%NaCl. Hydro không cần chế biến sẽ được chuyển tới nơi tiêu thụ hoặc xả vào khí quyển. So sánh 2 bể điện phân Clo bão hòa hơi nước. Sấy clo tiến hành theo 2 bậc. Đầu tiên người ta làm lạnh đến 20-30°C trong các thiết bị làm lạnh và ngưng tụ hơi ẩm, sau đó đưa vào các tháp đệm được tưới bằng dầu kuporos. Clo khô được dẫn theo các đường ống thép và nhờ quạt hút hoặc máy nén đưa tới nơi tiêu thụ. Trong nhiều nhà máy tiến hành hóa lỏng clo bằng 3 phương pháp: Áp suất 10.105-12.105N/m2 và nhiệt độ phòng; Áp suất khí quyển và nhiệt độ gần -50°C; Áp suất 3.105-6.105 và nhiệt độ -5 ÷ -25°C; So sánh 2 bể điện phân Add your company slogan