Виробництво каустичної соди в Україні та країнах СНД

 

АНОТАЦІЯ

Темою даної роботи є виробництво каустичної соди. Сода каустична є пожежо- та вибухобезпечна. Їдка, корозійно активна речовина. За ступенем впливу на організм відноситься до речовин 2-го класу небезпеки. Як тверда речовина, так і концентровані її розчини викликають дуже сильні опіки.

Виробляється  у двох видах: твердому та рідкому. Тверда гранульована каустична сода являє собою білу тверду масу з розміром лусочок 0,5-2 см. Рідкий розчин каустичної соди - безбарвний.

 

 

ANNOTATION

The theme of this work is the production of caustic soda. Caustic Soda is a inflammablity and explosion. Fretting, corrosion active ingredient. The degree of influence on the body relates to compounds of the 2nd class of danger. As solid and concentrated solutions of cause very severe burns.

It is produced in two forms: solid and liquid. Solid granular caustic soda is the white solid mass scales with the size of 0.5-2 cm Liquid caustic soda solution - colorless.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

ВСТУП

4

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВИРОБНИЦТВА КАУСТИЧНОЇ СОДИ

5

1.1. Виробництво каустичної соди  в Україні та країнах СНД

5

1.2. Характеристика та вимоги до якості продукції каустичної соди

7

1.3. Характеристика  сировини, матеріалів та напівпродуктів

8

1.4. Фізико-хімічні  основи технологічного процессу  виробництва каустичної соди

9

РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА КАУСТИЧНОЇ СОДИ

16

2.1. Функціональна  схема виробництва каустичної соди

16

2.2. Класична  схема виробництва каустичної соди

17

2.2.1. Опис та  технологічна схема виробництва каустичної соди

17

2.2.2. Технологічно  проблемні стадії виробництва каустичної соди

21

2.2.3. Аналіз утворення  відходів від виробництва каустичної соди

22

2.3. Новітня схема  виробництва каустичної соди

26

2.3.1. Опис та  технологічна схема виробництва каустичної соди

26

2.3.2. Проблемні  стадії виробництва каустичної соди

30

2.4. Порівняльна  характеристика технологічних схем виробництва каустичної соди

31

РОЗДІЛ 3. ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ОХОРОНИ ДОВКІЛЛЯ  ПРИ ВИРОБНИЦТВІ КАУСТИЧНОЇ СОДИ

32

3.1. Аналіз потоків  відходів від виробництва каустичної соди

32

3.1.1. Газові відходи

32

3.1.2. Рідкі відході

33

3.1.3. Тверді відходи

36

3.2. Впровадження  природоохоронних технологій у  виробництві

каустичної  соди

37

3.2.1. Огляд та  аналіз існуючих технологій очищення каустичної соди

37

3.2.2. Вибір та  обґрунтування технологій очищення каустичної соди

39

РОЗДІЛ 4. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

43

4.1.Розрахунок матеріального балансу процесу

43

4.2. Розрахунок (оцінка) кількості відходів

44

ВИСНОВКИ

46

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

49

ДОДАТКИ

51


 

ВСТУП

Обєктом дослідження  в даній роботі є виробництво  натрію гідроксида (каустична сода) — білої чи майже білої розплавленої маси або у вигляді маленьких кульок, пластівців та інших форм, що містить суму лугів у межах 97,0–100,5% у перерахунку на NaОН. NaОН — твердий та ламкий з кристалічним зламом; у воді і під дією кисню швидко абсорбує вуглекислий газ та воду.

У хімічних галузях  промисловості натрій гідроксид застосовується для нейтралізації кислоти, як реагент або каталізатор у хімічних реакціях; у хімічному аналізі - для титрування; також NaOH використовується для травлення алюмінію та у виробництві чистих металів; у нафтопереробці - для виробництва олив.

Каустична сода у цивільній обороні застосовується для дегазації і нейтралізації отруйних речовин, у тому числі зарину, в ізолюючих дихальних апаратах (ІДА), для очищення повітря від вуглекислого газу, що видихається. У процесі написання було вивчено: хімічні та фізико–хімічні процеси, що відбуваються при одержанні каустичної соди;  технології основних хімічних виробництв; фізичну сутність, призначення та область застосування основних процесів хімічних та природоохоронних технологій;  загальні закономірності перебігу гідромеханічних, теплових та масообмінних процесів; основні поняття, визначення і терміни, що характеризують гідромеханічні, теплові та масообмінні процеси;  основні варіанти апаратурного оформлення технологічних процесів виробництва та процесів охорони довкілля;  загальні методи розрахунку конструктивних розмірів апаратів;  умовні графічні позначення технологічного обладнання.  сучасні підходи до проектування гнучких хіміко-технологічних екологічно безпечних виробництв;  критерії вибору процесів та обладнання захисту довкілля;

 

 

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВИРОБНИЦТВА КАУСТИЧНОЇ СОДИ

 

1.1. Виробництво каустичної соди  в Україні та країнах СНД

На початку XIX століття розвиток виробництва каустичної соди ( NaOH ) було тісно пов'язане з  розвитком виробництва кальцинованої соди. Цей взаємозв'язок була обумовлена тим , що сировиною для хімічного способу отримання NaOH служила кальцинована сода , яка у вигляді содового розчину каустіфіціровалась вапняним молоком. А сировиною для отримання каустичної соди можуть бути природні речовини містять Na і CO. Крім того , для отримання соди застосовують ряд допоміжних матеріалів - аміак , паливо , воду і пар. Природні джерела каустичної соди незначні ( мінерали натрон , термонатріт , трону ) . Na CO отримують головним чином насиченням NH і СО розчину NaCl і подальшим нагріванням до 140-160 ° С , а також з нефеліну . Содові озера і содові відкладення розташовані головним чином в Західному Сибіру і Кулундинской степу ( Петуховскій та Михайлівська група озер) . Одночасно в кінці XIX ст . стали швидко розвиватися електрохімічні методи отримання NаОН електролізом вод ¬ них розчинів NaCl. Хлорид натрію (кухонна сіль) широко поширена в природі як у твердому вигляді ( пласти кам'яної солі , самосадочная сіль соляних озер) , так і у вигляді розчинів (морська вода , соляні озера , соляні джерела ) . Відомі родовища кухонної солі : Артемівська - Слов'янське , 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). Середня ціна каустичної соди марки РД 4500 – 5000 грн. тонна. 

Каустична сода використовується в металургії, хімічній, медичній, нафтовій і целюлозно-паперовій  промисловості. Каустична сода, отримана за мембранною технологією, як і ртутним каустиком застосовується в атомній енергетиці. Каустична сода, яка отримана за мембранним методом електролізу, має високі конкурентоспроможні показники не тільки через більш низьку ціну, але й завдяки її більш високій якості, що відповідає ртутному каустику. Реалізація проекту дозволить повністю закрити потребу внутрішнього ринку України в якісному каустику. [1]

В Україні виробництво повністю забезпечене сировиною. На підприємстві є власний промисел, що розробляє поклади каустичної соди. Вирішене питання забезпечення енергоресурсами - електроенергією, природним газом, водою, технологічною парою. Реконструкція виробництва виконується на існуючих виробничих площах, без капітального будівництва нових корпусів.  Існуюча площадка обладнана  автодорогами, залізничними під'їзними коліями, каналізаційними й водогінними мережами. Є комплекс очисних споруд, нормативна санітарна зона. Виробництво забезпечено кваліфікованими кадрами. [1]

У листопаді 2010 року Презитентом України було відкрито нове виробництво каустичної соди на ТОВ "Карпатнафтохім".  З пуском нового виробництва в Україні вперше розпочато випуск вітчизняної каустичної соди мембранним методом, якість якої відповідає світовому рівню.

Прогресивна технологія одержання каустичної соди мембранним способом також дозволяє підвищити безпеку ведення технологічного процесу за рахунок різного зменшення кількості водню в хлоргазі, що значно підвищує ступінь зрідження хлору і відповідно зменшує кількість абгазів зрідження, які викидаються в атмосферу.

 

 

 

 

1.2. Характеристика та вимоги до якості продукції каустичної соди

Технічна кальцинована сода виготовляється марок: А чи Б. Сода кальцинована марок А і Б використовується у виробництві скла всіх видів, у  тому числі кришталю, оптичного та медичного скла, склоблоків, піноскла, силікату натрію розчинного, керамічних плиток, компонента фритт для глазурі; чорною і кольорової металургії: для виробництва свинцю, цинку, вольфраму, стронцію, хрому, для десульфуризації і дефосфації чавуну, в очищенні газів, що відходять, для нейтралізації середовищ.

Для виробництва  електровакуумного скла використовується сода кальцинована марки: А вищого гатунку  зі строго нормованим гранулометричним складом. [2, с 125]

Сода кальцинована марки: Б застосовується в хімічній промисловості для виробництва синтетичних миючих засобів і жирних кислот, при очищенні розсолів, у виробництві фосфорних, хромових, барієвих, натрієвих солей як карбонатвмісними сировину, у виробництві гліцерином, аллилового спирту; целюлозно-паперової, аніліно-фарбової і лакофарбової та нафтовій промисловості. [2, с 125]

Технічна кальцинована сода повинна бути виготовлена ​​відповідно до вимог даного стандарту за технологічним регламентом, затвердженим у встановленому порядку (ГОСТ 5100-85). [2, с 125]

У технічної  кальцинованої соді , призначеної  для виробництва нітриту натрію , використовуваного для виготовлення капролактаму , а також виробництва  сульфідних солей , відбілювачів і для  знежирення деталей у електровакуумної промисловості , масова частка масел не повинна перевищувати 0,01%.Масові частки вуглекислого натрію в непрокаленних продукті і втрати при прожарюванні технічної кальцинованої соди марок: А вищого гатунку , призначеного для виробництва синтетичних миючих засобів , 1- го і 2 -го сортів і Б нормують на момент відвантаження. [2, с 125]

У каустичній соді марки : А вищого гатунку , призначеної для виробництва синтетичних миючих засобів ( CMC ), що не нормують масову частку залишку на ситі з сіткою № 01К за ГОСТ 6613 .За погодженням із споживачем допускається випуск кальцинованої соди марки : Б з нормами за показниками: масова частка вуглекислого натрію ( Nа2СОз ) - не менше 97 %; масова частка вуглекислого натрію в непрокаленних продукті - не менше 94 %; масова частка втрати при прожарюванні при 270 - 300 ° С - не більше 3 ; масова частка хлоридів у перерахунку на NaCl - не більше 1,5 %; масова частка заліза в перерахунку на Fе2Оз - не більше 0,03 %.[2, с 125]

 

1.3. Характеристика  сировини, матеріалів та напівпродуктів

Для 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, SО42-менш 2,68 г / л, К менше 0,2 г / л.

Електроліз водного розчину хлориду натрію використовується для промислового виробництва гідроксиду натрію. В якості побічного продукту при цьому виходить водень. 

Електролітичний луг, одержуваний електролізом з ртутним катодом, не містить хлориду натрію. Для одержання з нього гідроксиду натрію луг упарюють до заданої концентрації і потім обезводнюють. 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. Виділення хлориду натрію з лугу засноване на його ізотермічної кристалізації. Розчинність хлориду натрію у водних розчинах гідроксиду натрію знижується зі збільшенням концентрації останнього.

Тому при  упарюванні щелока з нього випадає  розчинений у ньому хлорид натрію. Упарювання до концентрації вище 50% мас. практичної точки зору, так як за цією межею розчинність хлориду натрію майже не змінюється. Виділився хлорид натрію після охолодження розчину відокремлюють на фільтрі, промивають і знову використовують для електролізу (зворотна сіль).

У деяких галузях  промисловості використовують твердий  їдкий натр. Для його отримання  очищений від хлориду натрію і  упарену луг зневоднюють (плавлять) в котлах, що обігріваються топковим газами, або у вакуум-випарних установках безперервної дії, що обігріваються висококиплячих органічним теплоносієм - даутермом (суміш дифенілу і діоксиду).

Технічний гідроксид  натрію (їдкий натр) випускають у  твердому вигляді (плавлений і у вигляді лусочок) з вмістом NaOH не менше 95% (ГОСТ 2263-71) і у вигляді водного розчину з вмістом NaOH не менше 610 г / л (ГОСТ 11078-71 ).

1.4. Фізико-хімічні  основи технологічного процессу  виробництва каустичної соди

Вапняний спосіб отримання їдкого натру заснований на каустичної - фікації карбонату натрію вапном або вапняним молоком:

Nа СО ( р ) + Са ( ОН) ( тв. ) NаОН (р) + СaCO (тв ) + 0,84 кДж .

Подача на каустифікації  замість вапняного молока вапна  дозволяє використовувати теплоту  гасіння СаО . Крім того , утворюється більш концентрований розчин їдкого натра за рахунок виведення з процесу води, що надходить з вапняковим молоком.

На початку процесу  напрямок реакції зрушено вправо , так як розчинність СaCO менше  розчинності Са ( ОН) .

На початку процесу каустифікації в розчині присутня велика кількість іонів CO , що знижують і без того малу розчинність СaCO . У міру каустифікації в розчині накопичуються іони ОН і зменшується кількість іонів CO , тому розчинність Са збільшується , а розчинність Са (ОН ) зменшується. При досягненні однакової розчини ¬ тості солей настає рівновага . Константа рівноваги реакції ¬ ції виражається співвідношенням 1.1:   

                                                                            (1.1)

Розчинності СaCO і Са (ОН ) різною мірою залежать від температури, тому , строго кажучи , константа рівноваги  залежить від температури. Проте  практично ця залежність не враховується. Важливою характеристикою процесу  каустіфікації є рівноважна ступінь  каустифікації , виражений відношенням 1.2:

                                                                                   (1.2)

Висловлюючи концентрацію іонів [ОН ] через константу рівноваги К і концентрацію іонів [ CO ] , отримують 1.3:

                                                                                   (1.3)

З виразу випливає, що рівноважна ступінь каустифікації (ступінь переходу соди в їдкий натр ) за інших рівних умов знижується при збільшенні вмісту соди в вихідному розчині . При вмісті соди в розчині ¬ не більше 23,2 %  в даній фазі з'являється Пірсон, сприяючий зростанню втрат соди. Навпаки, при зниженні концентрації соди у вихідному розчині ступінь каустифікації підвищується.

Однак разом  з цим зростає також питомий вміст води (на 1 кг твердого NaОН ) у каустифікованому содовому розчині. Підвищення питомої вмісту води призводить до збільшення витрати гріючої пари на випарки слабких щолоків , тобто до зростання вартості продукційної каустичної соди.

Вельми малий  тепловий ефект реакції показує , що температура мало впливає на рівноважну ступінь каустифікації. Швидкість досягнення рівноваги  залежить від температури. Тому хоча температура і не впливає на рівноважний вихід NaОН , процес каустифікації ведуть при температурі 98 - 100 ° С , що забезпечує досить високу швидкість протікання процесу. Крім того, збільшення температури сприяє появі крупнокристалічного осаду СaCO, що покращує відділення шламу від лужних розчинів при подальшій її декантування і підвищує швидкість осадження СaCO за рахунок зниження в'язкості розчину.

По осі абсцис відкладена концентрація соди, але осі ординат-концентрація NаОН [в моль/л і % ( мас.)] в межах, прийнятих у виробничих умовах.

Слабкий луг  необхідно відокремити від шламу і освітлити. Швидкість і повнота відділення шламу від слабкого лугу залежать від якості випалювального вапняку, умов його випалу, надлишку вапна та інших факторів. При підвищенні температури випалу і збільшенні часу перебування матеріалу в зоні випалу швидкість освітлення лугу зростає. Умови гасіння вапна також помітно позначаються на швидкості освітлення лугу.

Великі кристали СаСО3 не тільки швидше осідають, але  і краще відмиваються від NаОН  і залишків соди меншою кількістю  промивної води. Останнє надзвичайно важливо, оскільки промивна вода, що містить NаОН і Nа2СО3, не виводиться з циклу, а змішується з вихідним концентрованим содовим розчином. Тому, чим менше витрата промивної води, тим концентрированнее содовий розчин, що подається на каустифікації, і концентрированнее каустіфіцірованний розчин, і, тим, отже, менше витрата тепла на подальше концентрування цього розчину для отримання товарного NаОН. Зниження пересичення каустіфіціруемого розчину по СаСО3 призводить до утворення більш великих кристалів СаСО3 і тим самим покращує процес освітлення слабкого лугу. Зниженню пересичення, окрім підвищення температури каустифікації, сприяє також додавання до вихідного содовому розчині так званих «міцних » промивок , що містять крім соди , їдкий натр, підвищуючий розчинність СаСО3. «Міцні» промивки отримують при розчиненні соди, яка випадає із слабкого лугу при його концентрировании. У результаті додавання до вихідного содовому розчині «слабких » і «міцних» промивок отримують «нормальний» содовий розчин.

У виробництві каустичної соди необхідно досягти по можливості високого ступеня декарбонізації содового розчину, так як присутній в содовому розчині гідрокарбонат натрію взаємодіє в промивних водах з їдким натром по реакції:

                          NаНСО3 + NаОН ↔ Nа2СО3 + Н2О                           (1.4)

                  NаНСО3 + Са ( ОН) 2 ↔ СаСО3 + NаОН + Н2О            (1.5)

У результаті цієї реакції витратний коефіцієнт вапна  на 1 т NаОН зростає.

У технологічних  схемах виробництва NаОН часто передбачається повторна каустифікації шламу свіжим содовим розчином, що призводить до збільшення концентрації слабкого лугу і підвищенню коефіцієнта використання СаО. При проведенні двох процесів каустифікації з наступним промиванням шламу швидкість осадження твердих частинок при інших рівних умов вище швидкості осадження частинок, отриманих при одноразовій каустифікації. Це можна пояснити збільшенням ступеня використання СаО в шламі і зростанні часу формування шламу при дворазовою каустифікації. У виробництві їдкого натру витрата промивної води на 1 т NаОН при 70 - 800С становить 4.5 - 5.0м3. Висока температура промивної води сприяє розчиненню в ній домішок і підвищує швидкість осадження твердих частинок.

У відділення випарки  з відділення каустифікації надходять  слабкі лугу, що містять близько 130г / л NаОН , 30г / л Nа2СО3 та 11.3 г / л Nа2SО4. При концентрировании слабких щолоків в тверду фазу виділяється Nа2СО3 і Nа2SО4, розчинність яких у розчинах їдкого натру дуже близькі. При великих концентраціях NаОН в розчині спостерігається високе пересичення по Nа2СО3 іNа2SО4, яке дуже повільно знижується в результаті старіння розчину. Однак навіть через 48 годин розчин не досягає рівноважного стану.

У процесі випарювання  важливо не тільки максимально виділити домішки в тверду фазу, а й отримати великі швидко осідають кристали Nа2СО3 і Nа2SО4. Повнота виділення солей забезпечується високою концентрацією їдкого натру і тривалістю витримування розчину NаОН, що забезпечує зняття пересичення по Nа2СО3 і Nа2SО4. Розмір осаждающихся кристалів в значній мірі визначається вмістом Nа2SО4 в розчині. Бо частину сульфату натрію залишається в готовому продукті і не повертається назад в цикл, необхідно заповнювати його втрати.

Максимальна концентрація їдкого натру, що досягається в випарних установках, складає 70%. Більш концентровані розчини їдкого натру володіють великою в'язкістю і мають високу температурну депресію, що робить неекономічним подальше зневоднення NаОН ввипарних установках.

Для цього в  промисловості застосовують плавильні  котли ( горщики ), виготовлені з лугостійкою сірого чавуну.

Температура кипіння NаОН при атмосферному тиску становить 13880С, тому повне зневоднення NаОН  можливо лише при цій температурі. Досягнення такої високої температури  пов'язано з технічними труднощами. Натомість присутність в їдкому натре навіть малої кількості води різко знижує температуру кипіння плаву. Для нагрівання плаву до таких температур використовують димові гази, що утворюються при спалюванні вугілля або природного газу.

Зневоднення їдкого натру може протікати в одному плавильному горщику ( періодичний процес ) або в батареї з 6-9 плавильних горщиків послідовно. У цьому випадку плавка їдкого натру ведеться безперервно, так як зневоднення продукту здійснюється в міру руху його через плавильні горщики.

При охолодженні плаву  в останньому плавильному горщику  утворюється три шари : верхній  шар- біла каустична сода в кількості 95 % маси всього плаву-являє собою  готовий продукт; середній шар- сіра каустична сода ( 3% ) повертається зазвичай в сусідній плавильний котел і нижній шар - червоного кольору продукт (2%) є відходом виробництва.

Електролітичний спосіб виробництва  їдкого натру

Сировиною для електролітичного виробництва лугу і хлору є водні розчини NаСl. Вапняне молоко, використовуване содових заводах , на хлорних заводах замінюють розчином каустичної соди ( католіт ), тому метод очищення носить назву содово - каустичний.

Кожен їх зазначених способів відрізняється реакціями, що протікають на католітом. У диафрагменном способі  на твердому катоді відбувається розряд іоновводорода з освітою в електроліті лугу, що містить залишкові кількості NаСl. У анодне простір подається гаряче очищений розсіл і відводиться утворюється хлоргаза. Рух розсолу з анодного простору в катодне відбувається за рахунок різниць рівнів аноліта і католіта.

Катодний процес . При  електролізі водного розчину  хлориду натрію на твердому, наприклад, залізному катоді, виділяється водень і в католіті утворюється луг.

                                         2Н2О +2 е → Н2 +2 ОН                             (1.6)

Різні іони розряджаються  при різних значеннях потенціалу. Це властивість іонів і дозволяє використовувати електроліз для  розділення сумішей речовин. Мінімальний потенціал електорода, необхідний для розряду даного іона при концентрації його в розчині, що дорівнює 1екв / л, називають нормальним електродним потенціалом і позначають через Е0. Для багатьох іонів значення Е0 відомі і наводяться у довідковій літературі.

У практичних умовах розряд іонів на електродах відбувається при  більш високих значеннях потенціалу, ніж теоретичне. Різниця між значеннями дійсного та оборотного електродного потенціалу називається поляризацією, яка зростає із збільшенням щільності струму.

Лімітуючою стадією процесу  електролізу може бути стадія розряду  іонів - гальмування процесу за рахунок електрохімічної стадії ( виникає при протіканні струму), що призводить до появи перенапруги - поляризації. На поляризацію в цьому випадку впливає зміна умов ведення електролізу. Так, наприклад, для зменшення поляризації виділення водню залізний катод покривають нікелем або кобальтом ( каталізатором ) , що знижує потенціал виділення водню.

Розряд іонів натрію на сталевому катоді не відбувається внаслідок  високого від'ємного значення стандартного потенціалу реакції.

                                       Nа + е → Nа, рівного - 2.714В                       (1.7).

Крім основного  процесу, що протікає на аноді 2Сl → Сl2 , в анодному просторі електролізера протікає ряд побічних реакцій , що зменшують вихід по струму , наприклад , розряд гідроксил - іонів із кисню 4ОН - - 4е → О2 + Н2О

Хлор , що виділяється  на аноді , частково розчиняється в  електроліті, взаємодіючи з водою  відповідно до реакціями

               Сl2 + Н2О ↔ НСlО + НСl , Сl2 + ОН- ↔ НСlО + Сl -          (1.8)

Освіта вільної хлорнуватисту кислоти в концентрованих водних розчинах NаСl практично не змінює іонного складу розчину поблизу анода внаслідок слабкої дисоціації цієї кислоти, а, отже, не впливає і на процес електролізу.

На окислення  іонів СlО - на аноді до СlО3 - витрачається значна частка струму, отже, зазначені процеси є небажаними. Таким чином, вихід за струмом продукту, що позначається зазвичай А, залежатиме від ретельності поділу катодних і анодних продуктів. Крім того, вихід за струмом залежить від концентрації їдкого натру в Католіт, від розчинності хлору в аноліте, а остання пов'язана з концентрацією NаСl: чим вище концентрація NаСl в аноліте, тим нижче розчинність хлору. Розчинність хлору у водних розчинах концентрацією NаСl знижується також з підвищенням температури. Цим і пояснюється прагнення направити на електроліз практично насичений водний розчин концентрацією NаСl і вести процес при температурі 85- 900С . Вихід хлору і луги по струму в цих умовах складає 92-96 %.

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА КАУСТИЧНОЇ СОДИ

 

2.1. Функціональна  схема виробництва каустичної  соди

Функціональна схема виробництва каустичної соди виглядає наступним чином (рис. 2.1.)


 

 


 

 

 


 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

      Рис. 2.1. Функціональна схема виробництва каустичної солі.

Технічну кальциновану соду марки : А упаковують в м'які спеціалізовані контейнери типів МКР -1 , 0 С по ТУ 6-19-74 , МКР -1 , ОМ за ТУ 6-19-264 МКО -1 , 0 С по ТУ 6-19 - 229 або в пятишарові паперові мішки марок ПМ , БМ за ГОСТ 2226. [10, с 131]

Технічну кальциновану соду марки : Б упаковують в чотирьох - пятишарові паперові мішки марок НМ , БМ , ПМ по ГОСТ 2226 , в м'які спеціалізовані контейнери типів МКР -1 , 0 С по ТУ 6-19-74 ; МКР -1 , 0 М по ТУ 6-19-264 ; МК-1 , 5 Л по ОСТ 6-19-80 .

Технічну кальциновану соду , призначену для тривалого зберігання , упаковують в м'які спеціалізовані контейнери типів МКР -1 , 0 С по ТУ 6-19-74 , МКР -1 , 0 М по ТУ 6-19-264 .

При поставках на експорт  технічну кальциновану соду упаковують в чотирьохшарові паперові мішки  марок: НМ , БМ за ГОСТ 2226 , вкладені в льно- джуто - кенафні мішки за ГОСТ 30090 , або в два чотиришарових паперових мішка марок НМ , БМ за ГОСТ 2226 , вкладені один в інший , або в спеціалізовані м'які контейнери типів МКР -1 , 0 М , МКР -1 , 0 С.

При упаковці соди в чотирьохшарові паперові мішки допускається маса не більше 50 кг. Транспортне маркування - за ГОСТ 14192 , з нанесенням маніпуляційного знаку "Боїться вогкості » і зазначенням класифікаційного шифру 923 за ГОСТ 19433[10, с 131]

 

2.2. Класична схема  виробництва каустичної соди

2.2.1. Опис та  технологічна схема виробництва  каустичної соди

У 1882 р. був розроблений  і здійснений в промисловості  феритний спосіб отримання соди каустичної NаОН , заснований на застосуванні кальцинованої  соди. В даний час феритний спосіб практично не застосовується через технологічної складності і великих затрат ручної праці .

Одночасно в  кінці XIX ст . стали швидко розвиватися  електрохімічні методи отримання соди каустичної NаОН електролізом водних розчинів NaCl. При електрохімічному способі одночасно з содою каустичної NаОН отримують хлор , який знаходить широке застосування в промисловості важкого органічного синтезу та в інших галузях промисловості , що і пояснює швидкий розвиток електрохімічного виробництва каустику NаОH . Частка їдкого натру , що випускається методом електролізу , у світовому виробництві соди каустичної NаОН в 1980 р. склала 96,8 % , а їдкого натру , одержуваного хімічними методами , -3,2 %. У 1970 р. в Радянському Союзі на частку електрохімічної каустичної соди припадає вже 88,8 % всієї вироблення ( 11,2 % № ОН було вироблено хімічним способом). Перший патент па електрохімічний метод виробництва їдкого натру ( соди каустичної ) і хлору був отриманий російськими винахідниками -Н . Глуховим і Ф. Ващуком в 1879 р., а вже в 1880 р. стало можливим промислове впровадження цього способу . [11, с 469]

Цех вапняної каустичної соди , випусковий твердий їдкий  натр , має три відділення : каустифікації , випарки слабких щолоків і  плавки.

Основною особливістю  схеми каустифікації є одночасне проведення реакцій кипіння навести і каустифікації содового розчину в одному апараті - гасителів - каустифікаторах , в якому ступінь каустифікації досягає 75-80 %. На гасіння вапна в гаситель подають не воду , як зазвичай , а содовий розчин. Для зменшення втрат вапна в технологічній схемі передбачається додаткова каустифікації утворився в гасителів - каустифікаторах шламу, що містить непрореагіровавшій СаО .Випарювання щолоків при виробництві соди каустичної , проводять за допомогою водяної пари з різними параметрами. Підігрівач і перший по ходу розчину випарної апарат обігрівають насиченою водяною парою тиском 980 кПа ( 10 кгс / см). Концентрація їдкого натру ( каустику ) в апараті зростає від 130 до 200 г / л. Такий розчин переходить у другий корпус , а з другого в третій , що працює під вакуумом близько 80 кПа ( 600 мм. Рт. Ст. ) . Обігрів другого і третього корпусів здійснюється вториннимпором попереднього корпусу. Концентрація каустичної соди NаОН на виході з третього корпусу складає 610-660 г / л. [12, с 232]

Виробництво каустичної соди в Україні та країнах СНД