Горбачев А. К.

ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОХІМІЯ

Ч. І.

ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ВИРОБНИЦТВА ХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ

Горбачев А. К.

Г67 Технічна електрохімія. Ч. І. Електрохімічні виробництва хімічних продуктів: Підручник / За ред. д-ра техн. наук, проф. Б. I. Байрачного.— X.: ВАТ «Видавництво «Прапор», 2002.— 254 с.

ІSВN 966-7880-24-9.

У підручнику розглянуто теоретичні основи і технологічні схеми електрохімічних виробництв важливих хімічних продуктів: водню та інших речовин з води, хлору, гідроксиду натрію, гіпохлоритів, хлоратів, перхлоратів з водних розчинів хлориду натрію, пероксодисірчаної кислоти, її солей і пероксиду водню з сульфатних розчинів, активного діоксиду марганцю і перманганату натрію з солей марганцю. Особливу увагу приділено термодинамічному і кінетичному обгрунтуванню електрохімічних технологій. Термодинамічні залежності усіх електродних і хімічних реакцій, що можливі, наведені у вигляді діаграми Пурбе (Е - рН) для води, систем СІ₂ - Н₂О, 8 - Н₂О, Мп - Н₂О. Наведено приклади обґрунтування електрохімічних технологій та порівняльні оцінки різноманітних способів одержання хімічних продуктів з позицій енерговитрат і якості продуктів, що будуть одержані.

Адресується студентам хімічних спеціальностей вузів, буде корисний аспірантам, викладачам та спеціалістам, що працюють у галузі технічної електрохімії і електрохімічних виробництв.

ЗМІСТ

Передмова

Глава 1. ВСТУП В ЕЛЕКТРОХІМІЧНУ ТЕХНОЛОГІЮ

1.1.Особливості електрохімічної технології та її застосування для виробництва хімічних продуктів8

1.2.Масштаби і перспективи розвитку електрохімічних виробництв неорганічних речовин

1.3.Основні елементи електрохімічної системи

1.3.1.Електроди

1.3.2.Розділові елементи

1.3.3.Електроліти

1.3.4.Розчинники

1.4.Конструктивні особливості промислових електролізерів

1.4.1.Принципи роботи монополярних та біполярних електролізерів

1.4.2.Класифікація промислових електролізерів

1.4.3.Основи компоновки цеху електролізу

Глава 2. СУЧАСНІ ТА ПЕРСПЕКТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ВОДНЮ ТА ІНШИХ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН З ВОДИ

2.1.Вода — найважливіша сировина для хімічної промисловості

2.2.Виробництво водню і його місце в рішенні сировинних, енергетичних та екологічних проблем

2.3.Термодинамічні основи виробництва хімічних речовин з води

2.4.Тенденції розвитку виробництва водню

2.5.Електроліз води

2.5.1.Теоретичні основи електролізу води

2.5.2.Воднолужний електроліз води

2.5.3.Технологічна схема воднолужного електролізу води

2.5.4.Основи одержання важкої води електрохімічними методами

2.5.5.Сучасні електролізери

2.6.Основні напрямки розробки перспективних технологій розкладання води

2.6.1.Електроліз води з твердополімерним електролітом

2.6.2.Високотемпературний електроліз водяної пари

2.6.3.Основи термічного і термохімічного розкладання води

2.6.4.Комбіновані способи одержання водню з води

2.6.5.Оцінка енергетичних витрат на одержання водню з води

Глава 3. ВИРОБНИЦТВО ХЛОРУ, ЛУГІВ ТА НЕОРГАНІЧНИХ ХЛОРПРОДУКТІВ

3.1.Сировина для виробництва хлору, гідроксиду натрію та неорганічних хлорпродуктів

3.2.Термодинамічні основи виробництва хімічних речовин електролізом водних розчинів хлоридів лужних металів

3.3.Основні принципи розробки електрохімічних технологій неорганічних речовин

Глава 4. ВИРОБНИЦТВО ХЛОРУ, КАУСТИЧНОЇ СОДИ ТА ВОДНЮ ЕЛЕКТРОЛІЗОМ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ ХЛОРИДУ НАТРІЮ

4.1.Обгрунтування основних принципів і технології електролізу виробництва хлору, гідроксиду натрію і водню

4.2.Виробництво хлору, каустичної соди та водню діафрагмовим методом електролізу

4.2.1. Основи електролізу водних розчинів хлориду натрію діафрагмовим методом

4.2.2.Технологічна схема виробництва

4.2.3. Діафрагмові електролізери

4.3.Виробництво хлору, каустичної соди та водню електролізом водних розчинів хлориду натрію з ртутним катодом

4.3.1.Основи теорії електролізу водних розчинів хлориду натрію з ртутним катодом

4.3.2.Технологічна схема виробництва

4.3.3.Електролізери з ртутним катодом

4.4.Виробництво хлору, гідроксиду натрію і водню мембранним методом електролізу

4.4.1. Теоретичні основи мембранного методу електролізу водних розчинів хлоридів лужних металів

4.4.2.Технологічна схема виробництва8

4.4.3.Конструкція мембранних електролізерів1

4.5. Перспективи розвитку методів виробництва хлору і каустичної соди

Гтва5. ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СИНТЕЗ НЕОРГАНІЧНИХ З'ЄДНАНЬ

5.1.Виробництво розчинів гіпохлориту натрію та інших з'єднань, що містять активний хлор

5.1.1.Загальні відомості про кисневмісні з'єднання хлору

5.1.2.Властивості й галузі застосування

5.1.3.Теоретичні основи процесу

5.1.4.Електролізери

5.1.5.Основи технології одержання розчинів гіпохлоритів

5.1.6.Хімічні способи одержання гіпохлоритів натрію і кальцію

5.2.Виробництво хлоратів натрію, калію, кальцію і магнію

5.2.1. Властивості та галузь застосування

5.2.2.Теоретичні основи процесу

5.2.3.Технологічні схеми виробництва

5.2.4.Виробництво хлорату калію

5.2.5.Електролізери

5.2.6.Основи виробництва хлоратів кальцію і магнію

5.3.Виробництво хлорної кислоти і перхлоратів

5.3.1.Властивості та галузі застосування

5.3.2.Теоретичні основи одержання хлорної кислоти і її солей

5.3.3.Технологічна схема виробництва хлорної кислоти

5.3.4.Технологічні схеми виробництва перхлоратів натрію, амонію і калію

5.3.5.Електролізери для одержання перхлорату натрію

5.4.Основи електрохімічного синтезу неорганічних речовин з розчинів сірчаної кислоти і її солей

5.4.1.Термодинамічні основи виробництва неорганічних речовин з розчинів сірчаної кислоти і її солей

5.4.2.Теоретичні основи одержання пероксодисірчаної кислоти, її солей і пероксиду водню

5.4.3.Технологічна схема виробництва пероксиду водню

5.4.4.Особливості апаратурного оформлення

5.5.Виробництво електролітичного діоксиду марганцю і перманганату калію

5.5.1.Властивості та галузі застосування

5.5.2.Термодинамічні основи одержання хімічних продуктів з водних розчинів солей марганцю

5.5.3.Теоретичні основи, технологічні схеми та електролізери виробництва електролітичного діоксиду марганцю

5.5.4.Теоретичні основи, технологічні схеми та електролізери виробництва перманганату калію комбінованим методом

5.5.5.Теоретичні основи, технологічна схема та електролізери виробництва перманганату калію електрохімічним методом

Главаб. ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СИНТЕЗ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН

6.1.Загальні відомості

6.2.Електрохімічний синтез аліфатичних карбонових кислот

6.2.1.Електрохімічний синтез ізомасляної кислоти з ізобутилового спирту

6.2.2.Електросинтез ацетилендікарбонової кислоти з бутиндіолу

6.2.3.Електросинтез терефталевої кислоти з п-ксилиленгліколю

6.2.4.Електрохімічний синтез себацинової кислоти

6.2.5.Електросинтез янтарної кислоти відновленням малеїнової кислоти

6.3.Електросинтез адиподинітрилу

6.4.Електросинтез гідрохінону

6.5.Електросинтез тетраетилсвинцю

6.6.Електрохімічна регенерація окислювачів у синтезі органічних речовин і створення безвідходних технологій

Список літератури