//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN>

Коррозионная защита - АнтиКОРтех

РАЗДЕЛЫ


Электрохимические производства.

Совершенно особое место занимает титан в электрохимической технологии, где в настоящее время почти все промышленное производство хлора и хлоратов основывается на использовании титановых анодов с активным покрытием самых разнообразных модификаций, содержащим в большей или меньшей степени металлы платиновой группы и окислы некоторых металлов, которое и работает в качестве активного анода. Обоснованно считается, что сам титан не может служить анодом, так как при анодной поляризации на его поверхности образуются плотные окисные слои с мощными запорными свойствами, препятствующие протеканию анодных электрохимических реакций.

Тем не менее, как частный, исключительный случай автору в определенных условиях удалось стабильно и в течение неограниченной продолжительности реализовать при плотностях тока до 200 А/м2 некоторые реакции на анодах из титановых сплавов, не содержащих ни металлов платиновой группы, ни каких-либо иных драгоценных или редких металлов. Конечно, наблюдавшаяся величина плотности анодных реакций невелика в сравнении с принятыми в сегодняшней технической электрохимии плотностями тока при получении хлора или хлоратов, но нет оснований полагать, что она представляет собой окончательный предел. Особенности же наблюдавшихся электрохимических реакций делают их интересными и перспективными с точки зрения их использования для разработки и реализации новых технологических процессов, позволяющих получать многие известные соединения более чистыми в экологическом смысле методами, а, возможно, и более экономичными. Своеобразие упомянутых реакций состоит в том, что в процессе электролиза растворов специального состава практически не происходит выделения кислорода или хлора (в хлоридсодежащих растворах), как это обычно и имеет место при анодной поляризации титана. При этом однако с высокими выходами по току происходит окисление компонентов раствора с образованием и накоплением в объеме агента с высокими окислительными свойствами. С помощью таких растворов можно синтезировать различные продукты за счет окисления соответствующего сырья или разрушать достаточно стойкие соединения. В хлоридсодержащих растворах электролиз сопровождается образованием хлорирующего агента. Синтезированные таким образом растворы сохраняют свои окисляющие и хлорирующие свойства в течение достаточно продолжительного времени, что позволяет использовать их для получения целевых продуктов, приводя в контакт с соответствующим сырьем. Затем отработанные растворы регенерируются электрохимически и используются вновь.

Таким образом могут быть получены практически любые продукты, которые принципиально возможно синтезировать путем обработки исходных продуктов окисляющими или хлорирующими агентами в присутствии воды. Так можно осуществлять получение различных карбоновых кислот. Толуол может быть окислен в бензойную кислоту, ортоксилол - во фталевую, хлораль - в трихлоруксусную. Окисляющий агент может быть использован в основных или промежуточных стадиях при синтезе себациновой кислоты, в синтезах, связанных с окислением органических сульфидов, сульфонов, и, наверное, при получении еще многих других продуктов.

Полихлорвиниловая смола, помещенная в раствор полученного описанным методом хлорирующего агента, быстро увеличивает содержание хлора, превращаясь в гетерогеннохлорированный поливинилхлорид. Таким же образом могут хлорироваться полиэтилен, полипропилен и многие другие продукты любого агрегатного состояния, если их химические свойства допускают возможность хлорирования газообразным хлором в присутствии влаги.

При производстве ряда продуктов путем окисления органического сырья часто используются окислители, которые далее не могут быть регенерированы. В одних случаях это может ограничивать перспективность процесса по экономическим соображениям, в других - по понятным экологическим причинам, - отходы должны утилизироваться. В процессах хлорирования органического сырья газообразным хлором эта проблема стоит не менее остро.

Например, промышленный процесс получения гетерогеннохлорированного поливинилхлорида заключается в обработке газообразным хлором суспензии полихлорвиниловой смолы в соляной кислоте. Т.е. процесс ведется в заведомо невыгодных условиях, т.к. низкая растворимость хлора в соляной кислоте ограничивает эффективную концентрацию его в растворе и, соответственно, скорость процесса в целом. Более того, значительная часть хлора непроизводительно теряется с отходящим абгазным хлористым водородом, а необходимость их утилизации делает технологический процесс экологически очень грязным. Вероятно, это и являлось основной причиной, по которой гетерогеннохлорированный поливинилхлорид в отечественной промышленностью в отличие от ряда западных стран так и не производился.

В принципиальном отношении возможности использования электрохимически генерируемых окисляющих или хлорирующих сред в химической технологии могут оказаться достаточно перспективными.

Прежде всего, при хлорировании таким путем какого-либо органического сырья образующийся хлористый водород является не отходом процесса, а его сырьем, т.е. остается в реакционном объеме. Компенсироваться извне хлоридами или хлористым водородом должны только количества хлора, связываемые в получаемом продукте. В процессах окисления по суммарной реакции окислитель - кислород - генерируется за счет электролитического разложения воды. Это означает, что теоретически отсутствуют отходы основной реакции, хотя неизбежно какие-то отходы, может быть, даже в значительных количествах могут образовываться на других стадиях технологического процесса, связанных с концентрированием и выделением целевого продукта известными методами.

Перспективной представляется возможность аппаратурного разделения стадии электрохимического синтеза агента и стадии обработки им исходного сырья, что позволяет в наибольшей степени оптимизировать условия процессов каждой из этих стадий и упростить решение очень многих вопросов как технологического, так и аппаратурного плана. В части материального оформления оборудования в таком процессе все вопросы, несмотря на сильно различающуюся коррозионную агрессивность технологических сред этих двух различных стадий, могут быть полностью решены на базе использования титана.

По результатам экспериментальных наблюдений имеются основания полагать, что на фоне нескольких частных реакций могут протекать и некоторые совсем иные анодные процессы, в том числе, и высокопотенциальные анодные реакции, в других условиях никогда на титановой поверхности не происходящие. Титановая поверхность в этих экспериментах защищалась оригинальным способом от пробоя пассивных слоев, что полностью исключало образование язв или питтинга на анодно поляризуемой поверхности.

Упомянутые наблюдения, по-видимому, могут представлять собой принципиальный интерес как создающие предпосылки для развития специального направления в химической технологии, касающегося создания прогрессивных процессов получения химических продуктов, очистки промышленных газов от вредных примесей, обезвреживания вредных и токсичных отходов и др.




Новости сайта

28.01.2003

Дизайн - Вячеслав Кабанов Вопросы, замечания и предложения - info@anticortech.ru