Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Heim » Chloralkali-Verfahren

Chloralkali-Verfahren

1890
Elektrolyseaufbau für das Chloralkali-Verfahren in einem historischen Labor, Chemieingenieurwesen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Das Chloralkali-Verfahren ist ein industrielles Verfahren Die Elektrolyse von Natriumchloridlösung (NaCl), auch Sole genannt, ist die wichtigste Quelle für die Herstellung von Chlor (Cl₂), Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoff (H₂), die zu den wichtigsten Basischemikalien zählen. Moderne Verfahren nutzen eine Membranzelle zur Trennung der Anoden- und Kathodenprodukte und gewährleisten so hohe Reinheit und Effizienz.

Das Chloralkali-Verfahren ist eine der größten Anwendungen der Elektrolyse und ein grundlegendes Verfahren der modernen chemischen Industrie. Die Gesamtreaktion lautet: 2 NaCl + 2 H₂O → 2 NaOH + Cl₂ + H₂. Der Prozess findet in einer Elektrolysezelle mit einer Salzlösung als Elektrolyt statt. An der Anode werden Chloridionen zu Chlorgas oxidiert: 2 Cl⁻ → Cl₂ + 2 e⁻. An der Kathode wird Wasser zu Wasserstoffgas und Hydroxidionen reduziert: 2 H₂O + 2 e⁻ → H₂ + 2 OH⁻.

Ein kritischer Aspekt des Prozesses besteht darin, die Produkte Chlor und Natriumhydroxid getrennt zu halten, da sie sonst zu Natriumhypochlorit und Chlorat reagieren würden. Früher wurde dies durch die Verwendung von Quecksilberzellen oder Diaphragmazellen erreicht, diese wurden jedoch aufgrund von Umweltbedenken (Quecksilberverschmutzung) und geringerer Effizienz weitgehend ausgemustert. Der moderne Standard ist die Membranzelle. Diese Zelle verwendet eine Kationenaustauschmembran (normalerweise aus einem perfluorierten Polymer wie Nafion), die Anoden- und Kathodenraum trennt. Die Membran ist durchlässig für positive Ionen wie Na⁺, aber undurchlässig für negative Ionen wie Cl⁻ und OH⁻. Natriumionen wandern durch die Membran vom Anodenraum zum Kathodenraum, wo sie sich mit den an der Kathode erzeugten Hydroxidionen verbinden und hochreines Natriumhydroxid bilden.

Diese Technologie verbesserte die Energieeffizienz und Produktreinheit des Chloralkali-Prozesses erheblich und eliminierte gleichzeitig die mit Quecksilber verbundenen Umweltgefahren. Die gleichzeitige Produktion dreier wichtiger Chemikalien macht den Prozess wirtschaftlich komplex, da die Marktnachfrage nach Chlor und Natronlauge (NaOH) ausgeglichen werden muss.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Chemieingenieurwesen

Typ

Industrieller Prozess

Störung

Revolutionär

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Humphry Davys erste Elektrolyse von Salzlösung
  • Erfindung des Dynamos zur Stromerzeugung im großen Maßstab
  • Entwicklung früher Membran- und Quecksilberzellentechnologien
  • Faradays Gesetze der Elektrolyse

Anwendungen

  • Herstellung von PVC-Kunststoff (aus Chlor)
  • Wasserreinigungs- und Desinfektionsmittel (Chlor und Natriumhypochlorit)
  • Zellstoff- und Papierherstellung (Bleichen)
  • Herstellung von Seifen, Waschmitteln und Textilien (Natriumhydroxid)
  • chemische Synthese für eine breite Produktpalette

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

Aufgrund des hohen Datenverkehrs durch Web-Scraping-Bots, der derzeit mehr als 40.000 Anfragen pro Tag umfasst, ist dieser Inhalt ausschließlich Community-Mitgliedern vorbehalten.
> Anmelden < oder > Registrieren < (100% kostenlos) Zugriff darauf sowie auf alle anderen eingeschränkten Inhalte und Tools.

Verwandt mit: Chloralkali-Verfahren, Elektrolyse, Chlor, Natriumhydroxid, Ätznatron, Sole, Membranzelle, industrielle Chemie.

Historischer Kontext

Chloralkali-Verfahren

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

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

Verwandte Erfindungen, Innovationen und technische Prinzipien

Bilder in voller Größe und Downloads sind nur für registrierte Mitglieder 100% kostenlos verfügbar.

> Login <