173979. lajstromszámú szabadalom • Eljárás klóralkáli-elektrolizáló cellákba alkalmas, etiléndiaminnal módosított membrán előállítására
MAGYAR népköztársaság SZABADALMI LEÍRÁS 173979 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Bejelentés napja: 1975. X. 15. (DI-275) Amerikai Egyesült Államok Uniós elsőbbsége: 1974. X. 16. (515,145) Közzététel napja: 1979. III. 28. Megjelent: 1980. II. 29. Nemzetközi osztályozás: B 01 K 3/10 , 1 -UkkU , :■! j I : i ii t n ^ Feltalálók: Szabadalmas: Babinsky Andrew D. fizikus, Chagrin Falls, Hora Charles J. vegyész. Diamond Shamrock Corporation, Willoughby Hills, Amerikai Egyesült Államok Cleveland, Amerikai Egyesült Államok Eljárás klóralkáli-elektrolizáló cellákba alkalmas, etiléndiaminnal módosított membrán előállítására 1 Ismeretes, hogy a világon termelt klór és alkálifémhidroxid nagy részét olyan diafragma-típusú elektrolizáló cellákban gyártják, amelyekben az egymással szemben levő anódot és katódot folyadékáteresztő, általában azbeszt diafragma vá- 5 lasztja el, mely a cellát különálló anód- és katódtérre osztja. Az elektrolízis művelete során általában úgy járnak el, hogy az anódtérbe telített konyhasóoldatot táplálnak, az anódon klórgáz képződik, a Na ion mellett a sóoldat egy része is 10 áthatol a diafragmán keresztül a katódtérbe, ahol 11—18% koncentrációjú nátriumhidroxid-oldat képződik, melyet nagy mennyiségű nátriumklorid „szennyez”. Ezt a nátriumhidroxid-oldatot azután bepárlással koncentrálni kell, a kloridot pedig, 15 kereskedelmi termék előállítása érdekében el kell belőle távolítani. Az évek során igen sokféle szerkezeti anyagot javasoltak. E membránok a hidraulikus áramlással szemben lényegében áthatolhatatlanok. A művelet 20 során az anódtérbe, ahol a klór képződik, alkálifémklorid-oldatot vezetnek. Ilyenkor, kationpermszelektív membrán esetében az alkálifém•ionok a membránon keresztül a katódtérbe vándorolnak. A katódtérben képződő aránylag tiszta 25 alkálifémhidroxid koncentrációját az ebbe a térbe — általában a cellán kívüli forrásból — beadagolt víz mennyisége szabja meg. Noha a membráncellák alkalmazásának klór és lúg ipari előállításánál elméletileg sok előnye van, de egyrészt a kis 30 2 áram-hatásfok, másrészt a cellák gyakori hibás működése elterjedésüket hátráltatta. A találmány tárgya szakember számára az alábbi leírásból és igénypontokból világossá válik. Azt találtuk, hogy elektrolit betáplálónyílásokkal és termék-, valamint elektrolitelvezető csonkokkal ellátott cella-tartályt tartalmazó, abban egymástól térben elkülönített, anóddal és katóddal rendelkező, e tereket elválasztó kationcserélő membránnal ellátott elektrolizáló cellák hatásfoka megjavul, ha oldalláncain szulfonilcsoportokat tartalmazó, fluorozott tetrafluoretilén és a következő képletű perfluorviniléter CF2 = CFOCT2CF(CF3 jOCFîCFj SO2 F monomerekből kialakított kopolimerből készült membránt használunk, és a membrán katóddal szemben álló felületét etiléndiaminnal kezeljük és így ezáltal 5-75 mikron mélységben a felületi rétegben levő szulfonilcsoportok nagy része SO2NRC2H4NRR’ általános képletű — ahol R jelentése hidrogén —, Na- vagy K-atom, R’ jelentése R vagy -SO2-csoport — csoporttá alakul, a többi szulfinilcsoport pedig SO3 R alakban - ahol R jelentése a fenti - marad meg. Az ilyen celláknak számos előnye van a korábbi membráncellákhoz képest. Nyilvánvaló, hogy az anúnnal módosított membrán hatásosan csökkenti a hidroxilionok visszavándorlását az anódtérbe. Ebből az következik, hogy sokkal kisebb lesz a 173979
