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Elettrolisi per CHLOR-ALKALI

Scopri di più sulla storia dell'elettrolisi industriale, sulle moderne applicazioni dei cloro-alcali e sulle principali associazioni di settore.

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La tecnologia di elettrolisi su larga scala viene utilizzata dall'industria per la produzione di prodotti cloro-alcalini come cloro (Cl2) e idrossido di sodio (NaOH / soda caustica), attraverso l'elettrolisi del cloruro di sodio (NaCl).

Altri usi del processo includono la produzione di idrossido di potassio (KOH) o acido cloridrico (HCI / muriatico) e ipoclorito di sodio (candeggina).

Applicazioni

I processi di elettrolisi cloro-alcalina sono stati utilizzati in ambienti industriali dal 19 ° secolo e sono ora la principale fonte di tutto il cloro a livello globale. I principali territori con elevate capacità produttive includono Stati Uniti, Europa occidentale, Cina, India, Brasile e Giappone.

Principalmente, il cloro viene utilizzato per produrre composti chimici o sostanze chimiche organiche come fosgene per policarbonato, cloruro di metile per siliconi, cloruro di polivinile (PVC), cloruro di metilene per adesivi, poliuretani, cloruri di zolfo per la protezione delle colture e coloranti e biossido di titanio per catalizzatori

I prodotti a base di cloro sono utilizzati in una varietà di settori, tra cui:

  • Costruzione (finestre in PVC, tubi dell'acqua, pavimenti, materiali di copertura)
  • Energia (batterie, pannelli solari, pale di turbine eoliche)
  • Alimenti (protezione delle colture, addensanti)
  • Salute e cura della persona (candeggina, cosmetici, detergenti, trattamenti dentali / cementi, deodoranti, lavaggio a secco, tessuti)
  • Assistenza domiciliare (vernici, adesivi, refrigeranti)
  • Carta (inchiostri, rivestimenti, pasta di cellulosa)
  • Prodotti farmaceutici (trattamento del cancro)
  • Sicurezza (trattamento delle acque)
  • Sport (attrezzi ginnici, abbigliamento)
  • Tecnologia (circuiti stampati, fibre ottiche, semiconduttori, smartphone)
  • Trasporto (parti di automobili, liquido dei freni, antigelo)

I prodotti a base di soda caustica sono utilizzati anche in molti settori, tra cui:

  • Edilizia (fibra di carbonio, estrazione mineraria, placcatura metallica)
  • Energia (raffinazione del petrolio, turbine eoliche)
  • Salute e cura della persona (saponi, spazzolini da denti, anticoagulanti, shampoo, vitamine)
  • Casa (attrezzature da cucina, fogli, porte e finestre)
  • Sport (biciclette, racchette da tennis, vele)

I prodotti realizzati con cloruro di potassio caustico presentano caratteristiche in settori quali:

  • Agricoltura (fertilizzanti)
  • Energia (batterie)
  • Alimenti (additivi, vino, cioccolato)
  • Industria (fonderia di acciaio, gomma, biossido di titanio, soppressore di fiamma, saldatura)
  • Trasporto (fluido antighiaccio)

Euro Chlor, un organismo commerciale che rappresenta l'industria europea del cloro, presenta un elenco dettagliato e interattivo di applicazioni per cloro, soda caustica e cloruro di potassio caustico:

Storia dell'elettrolisi industriale

A partire dall'inizio del 19° secolo, l'evoluzione dell'elettrolisi per il cloro-alcali da esperimenti su scala da banco a installazioni su scala industriale si è sviluppata nel corso di quasi 100 anni.

1800 - William Cruikshank è accreditato con la prima formazione di cloro dalla salamoia con il metodo di elettrolisi.

1833 - Faraday articola le leggi dell'elettrolisi che affermano: La quantità di sostanza decomposta da una corrente elettrica è proporzionale alla lunghezza nel tempo e alla corrente della corrente elettrica che produce elettrolisi.

1851 e 1853 – Cook e Watt ottengono brevetti per l'elettrolisi del cloro dalla salamoia.

1880 - Dopo che nuove invenzioni hanno reso possibile la fornitura di alta corrente elettrica per supportare il processo, sono stati studiati due metodi di elettrolisi di base; il "catodo di mercurio" e la cella a "diaframma".

1892 - In Inghilterra, Castner brevetta il metodo Rocking Mercury Cell, mentre in Austria, Kellner brevetta una cella al mercurio di design simile.

1893 - Una grande installazione di celle elettrolitiche a membrana viene realizzata a Rumford Falls in Canada

1895 - A seguito di un accordo di brevetto con Solvay in Belgio, (che deteneva i diritti di brevetto per la Kellner Cell) viene costituita la Castner-Kellner Company.

1897 - Un impianto di elettrolisi su larga scala industriale fu eretto a Weston Point, Runcorn, Regno Unito nel 1897, producendo cloro e soda caustica. Fino ad oggi, INEOS mantiene risorse di elettrolisi su larga scala su questo sito originale e rimane la sede di INEOS Electrochemical Solutions.

1900 - Un certo numero di installazioni di Rocking Cell e diaframma iniziarono ad apparire in tutto il mondo e rimasero popolari per molti anni.

1950 - Viene sviluppato il processo di tecnologia delle celle a membrana, un processo più efficiente dal punto di vista energetico che non si basa sull'uso di sostanze nocive.

Oggi – La maggior parte delle installazioni di celle cloro-alcaline ora utilizza il processo cellulare a membrana. I processi a diaframma e a celle a mercurio sono utilizzati in quantità molto minore a causa del loro uso rispettivamente di amianto e mercurio, con molte aree del mondo che utilizzano la legislazione ambientale per chiudere qualsiasi impianto di mercurio ancora esistente. Gli sforzi di sviluppo in corso per il processo delle celle a membrana si concentrano sulla riduzione del consumo di energia, con innovazioni chiave nei rivestimenti degli elettrodi, progetti di elettrodi "zero-gap" ottimizzati e materiali di membrana migliorati.

Associazioni

L'industria dei cloro-alcali è rappresentata a livello nazionale e internazionale da una serie di organizzazioni di categoria. Molti di loro ospitano eventi annuali, workshop di formazione per applicazioni di cloro e soda caustica, linee guida sulla sicurezza dei cloro-alcali e risorse sulle migliori pratiche per i membri, oltre a fornire gestione al settore. Anche i dati annuali sulla produzione di cloro e caustica sono spesso compilati da queste organizzazioni.