氯碱生产中精确及可靠的pH测量-应用案例.pdf

INGOLD pH pH p H pH InPro 48 50 i pH pNa 氯气是化工中最重要的基本原料之一，大量的化 工过程中需要氯气。在氯碱过程中通常采用盐水 （一种饱和氯化钠溶液）电解的方法生产氯气。氯 碱的生产工艺分为 3 种：汞法、隔膜法和离子膜 法，出于环保和节省能源的原因，现在更多倾向于 离子膜法，它最终将替代前 2 种工艺。 在离子膜法生产过程中，饱和的盐水进入电解槽， 在阳极氯离子被氧化为氯气，氯气在电解槽顶部 收集。盐水中的钠离子通过离子交换膜扩散进入 电解槽的阴极侧。这里溶液中的水分发生水解，生 成氢气和氢氧根离子。钠和氢氧根离子结合形成 苛性钠。氢气和苛性钠都可以作为副产品而销售。 来自阳极室的废盐水通过加盐进行再饱和，并循 环回电解槽。 昂贵的离子交换膜通常由氟化合物高分子组成，尽管 酸盐在酸性环境中可转化为氯气，而在高 pH 值时则 两侧都暴露于化学腐蚀性环境，经过正确的处理后 会被还原。 都可持续用数年时间。 传统的 pH 电极在氯碱过程中面临各种非常恶劣的条 在整个氯碱生产过程中，pH 值都非常重要，尤其是在 件。它们要暴露在高温下，还有各种化合物引起的堵 电解槽中。在阳极侧，通过添加盐酸确保反应在酸性 塞与污染。在电解池的阳极侧尤为如此。这里，氯气 条件下进行。尽管非常低的 pH 值 ( 3) 可以让产量更 通过膈膜扩散到电极中，并腐蚀参比系统。这会导致 高，但是会对离子膜的寿命产生不利的影响，从而不 错误的 pH 测量值并缩短传感器使用寿命。迄今为 得不经常更换昂贵的离子膜。在这一过程中将不可避 止，氯碱使用的最可靠的 pH 电极是那些带有预加压 免地产生不需要的氯酸盐(ClO3–)。这可降低盐的溶解 参比电解液的 pH 电极。过压可防止氯气扩散进入参 p 度并对氯气产量产生不利影响。大于 pH 4 时，形成的 比电解液并污染参比。这种电极要求特殊的安装附件 H 氯酸盐的会明显增加。要在氯气产量和膜使用寿命 （例如可预加压的护套等），这需要定期清洁和校准 之间保持平衡的话，阳极液的 pH 值通常控制在 3-4 这 以便保持测量的准确度。 一范围内。 pNa pH 盐水中的杂质会对电解效率和膜性能产生不利的影 梅特勒-托利多的 InPro 4850i 是一种双膜 pH 电极，专 响。因此，在进入电解池之前，要对盐水进行大量广 为在氯碱过程中提供长期且准确的p H 测量而设