بيت » Chloralkali Process

Chloralkali Process

1890

The chloralkali process is an industrial method for the electrolysis 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 electrolysis, 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].

A critical aspect of the process is keeping the products, chlorine and sodium hydroxide, separate, as they would otherwise react to form sodium hypochlorite and chlorate. Historically, this was achieved using mercury cells or diaphragm cells, but these have been largely phased out due to environmental concerns (mercury pollution) and lower efficiency. The modern standard is the membrane cell. This cell uses a cation-exchange membrane (typically made of a perfluorinated polymer like Nafion) that separates the anode and cathode compartments. The membrane is permeable to positive ions like Na⁺ but impermeable to negative ions like Cl⁻ and OH⁻. Sodium ions migrate across the membrane from the anode compartment to the cathode compartment, where they combine with the hydroxide ions produced at the cathode to form high-purity sodium hydroxide.

This technology significantly improved the energy efficiency and product purity of the chloralkali process while eliminating the environmental hazards associated with mercury. The co-production of three major chemicals makes the economics of the process complex, as the market demand for chlorine and caustic soda (NaOH) must be balanced.

UNESCO Nomenclature: 3305
– Chemical engineering

النوع

Industrial Process

Disruption

Revolutionary

الاستخدام

Widespread Use

Precursors

  • humphry davy’s initial electrolysis of brine
  • invention of the dynamo for large-scale electricity generation
  • development of early diaphragm and mercury cell technologies
  • faraday’s laws of electrolysis

التطبيقات

  • production of pvc plastic (from chlorine)
  • water purification and disinfectants (chlorine and sodium hypochlorite)
  • pulp and paper manufacturing (bleaching)
  • production of soaps, detergents, and textiles (sodium hydroxide)
  • chemical synthesis for a vast range of products

براءات الاختراع:

NA

Potential Innovations Ideas

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: chloralkali process, electrolysis, chlorine, sodium hydroxide, caustic soda, brine, membrane cell, industrial chemistry

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مدير مشروع أو بحث وتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم حسب التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

Historical Context

(if date is unknown or not relevant, e.g. "fluid mechanics", a rounded estimation of its notable emergence is provided)

Related Invention, Innovation & Technical Principles

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً