Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » عملية الكلور القلوي

عملية الكلور القلوي

1890
إعداد التحليل الكهربائي لعملية الكلور القلوي في مختبر قديم، الهندسة الكيميائية.

(صورة توضيحية فقط)

The chloralkali process is an industrial method for the التحليل الكهربائي of sodium chloride (NaCl) solution, known as brine. It is the primary source for producing chlorine (Cl₂), sodium hydroxide (NaOH), and hydrogen (H₂), which are essential commodity chemicals. Modern methods use a membrane cell to separate the anode and cathode products, ensuring high purity and efficiency.

The chloralkali process is one of the largest-scale applications of التحليل الكهربائي, fundamental to the modern chemical industry. The overall reaction is [latex]2NaCl + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + Cl_2 + H_2[/latex]. The process takes place in an electrolytic cell with a brine solution as the electrolyte. At the anode, chloride ions are oxidized to form chlorine gas: [latex]2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-[/latex]. At the cathode, water is reduced to form hydrogen gas and hydroxide ions: [latex]2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-[/latex].

من الجوانب المهمة في هذه العملية فصل نواتج الكلور وهيدروكسيد الصوديوم، إذ قد تتفاعل لتكوين هيبوكلوريت وكلورات الصوديوم. تاريخيًا، كان يتم تحقيق ذلك باستخدام خلايا الزئبق أو خلايا الحجاب الحاجز، ولكن تم التخلص منها تدريجيًا إلى حد كبير بسبب المخاوف البيئية (تلوث الزئبق) وانخفاض الكفاءة. المعيار الحديث هو خلية الغشاء. تستخدم هذه الخلية غشاء تبادل الكاتيون (عادةً ما يكون مصنوعًا من بوليمر مشبع بالفلور مثل Nafion) يفصل بين حجرتي الأنود والكاثود. الغشاء نافذ للأيونات الموجبة مثل Na⁺ ولكنه غير نافذ للأيونات السالبة مثل Cl⁻ وOH⁻. تنتقل أيونات الصوديوم عبر الغشاء من حجرة الأنود إلى حجرة الكاثود، حيث تتحد مع أيونات الهيدروكسيد الناتجة عند الكاثود لتكوين هيدروكسيد الصوديوم عالي النقاء.

حسّنت هذه التقنية بشكل ملحوظ كفاءة الطاقة ونقاء المنتج في عملية إنتاج الكلور القلوي، مع الحد من المخاطر البيئية المرتبطة بالزئبق. يُعقّد الإنتاج المشترك لثلاث مواد كيميائية رئيسية من الناحية الاقتصادية العملية، إذ يجب موازنة طلب السوق على الكلور والصودا الكاوية (NaOH).

UNESCO Nomenclature: 3305
– Chemical engineering

يكتب

Industrial Process

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • humphry davy’s initial electrolysis of brine
  • اختراع الدينامو لتوليد الكهرباء على نطاق واسع
  • تطوير تقنيات الحجاب الحاجز والخلايا الزئبقية المبكرة
  • faraday’s laws of electrolysis

التطبيقات

  • إنتاج البلاستيك PVC (من الكلور)
  • تنقية المياه والمطهرات (الكلور وهيبوكلوريت الصوديوم)
  • تصنيع اللب والورق (التبييض)
  • إنتاج الصابون والمنظفات والمنسوجات (هيدروكسيد الصوديوم)
  • التركيب الكيميائي لمجموعة واسعة من المنتجات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • تكوينات الخلايا ذات الفجوة الصفرية لتقليل المقاومة الأومية واستخدام الطاقة
  • الكاثودات المستقطبة بالأكسجين والتي تستهلك الأكسجين بدلاً من إنتاج الهيدروجين، مما يؤدي إلى خفض جهد الخلية
  • التحويل المباشر لثاني أكسيد الكربون باستخدام الهيدروجين من العملية لإنتاج الميثانول
  • أغشية تبادل أيوني متقدمة ذات انتقائية ومتانة أعلى
  • التحليل الكهربائي لمياه البحر لإنتاج الكلور لمنع التلوث البيولوجي في مواقع محطات الطاقة
  • محطات الكلور القلوي المعيارية صغيرة الحجم لمعالجة المياه اللامركزية
  • using renewable energy to power the process, creating ‘green’ chlorine and naoh
  • catalytic electrodes that reduce the overpotential for chlorine evolution
Related to: chloralkali process, electrolysis, chlorine, sodium hydroxide, caustic soda, brine, membrane cell, industrial chemistry.

السياق التاريخي

عملية الكلور القلوي

1875-01-01
1881
1884
1890
1890
1899-01-01
1900
1870
1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1897
1900
1900

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.