JP2021134411A - Method for producing ammonium persulfate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、硫酸アンモニウム水溶液を原料に用いて過硫酸アンモニウムを製造する方法に関し、とくに、過硫酸アンモニウムの製造と同時にアンモニアを併産できる過硫酸アンモニウムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing ammonium persulfate using an aqueous solution of ammonium sulfate as a raw material, and more particularly to a method for producing ammonium persulfate capable of co-producing ammonia at the same time as producing ammonium persulfate.
硫酸アンモニウムは硫安とも呼ばれ、かつては目的物として合成されていたが、現在は主にカプロラクタム、ラウロラクタム、アクリロニトリル又はメタクリル酸メチルといった有機化合物の製造工程や石炭乾留によるコークス製造工程で副生されるものが流通している。上記有機化合物については、硫酸アンモニウムを副生しない製法の開発が望まれてきたが、これら化合物の製法はプロセスが複雑であることや、既存製法からの転換が容易でないことから、未だに多くの硫酸アンモニウムが副生しているのが現状である。
副生された硫酸アンモニウムはアンモニア態窒素を20%程度含有するので肥料として利用することが可能であり、前述した工程で副生した硫酸アンモニウムの大部分は肥料用として利用されてきた。
Ammonium sulfate, also called ammonium sulfate, was once synthesized as a target product, but is now mainly produced as a by-product in the production process of organic compounds such as caprolactam, laurolactam, acrylonitrile or methyl methacrylate, and the coke production process by carbonization of coal. Things are in circulation. For the above organic compounds, it has been desired to develop a manufacturing method that does not produce ammonium sulfate as a by-product, but since the process of manufacturing these compounds is complicated and it is not easy to convert from the existing manufacturing method, many ammonium sulfates are still used. The current situation is that it is a by-product.
Since the by-produced ammonium sulfate contains about 20% of ammonia nitrogen, it can be used as a fertilizer, and most of the by-produced ammonium sulfate in the above-mentioned steps has been used as a fertilizer.
一方、過硫酸アンモニウムは主に乳化重合の重合開始剤や酸化漂白剤、銅エッチング剤等の用途で広く工業的に利用されている。かかる過硫酸アンモニウムの製造に上記硫酸アンモニウムを使用する方法の検討がなされており、このような方法としては、硫酸アンモニウムを電解する方法が知られている。 On the other hand, ammonium persulfate is widely and industrially used mainly in applications such as polymerization initiators for emulsion polymerization, oxidative bleaching agents, and copper etching agents. A method of using the above-mentioned ammonium sulfate for producing such ammonium persulfate has been studied, and a method of electrolyzing ammonium sulfate is known as such a method.
例えば特許文献1や特許文献2には、陽極側原料として硫酸アンモニウムを、陰極側原料として硫酸をそれぞれ用いる過硫酸アンモニウムの製造方法が開示されている。このような製造方法において、陰極側の電解反応は全て下記反応式(1)のように、硫酸由来の水素イオンが電子を受け取って水素ガスが発生する反応である。電解後の陰極側の電解液は硫酸アンモニウムと硫酸を含むため、アンモニアで中和後に陽極側原料に用いることができる。
2H++2e−→H2 (1)
上記の製造方法においては、陽極側原料として硫酸アンモニウムを利用するものの、電解後に陰極側の電解液が陽極側原料として再利用されるため、過剰に副生する硫酸アンモニウムを多量に利用することができなかった。また、原料としてアンモニア、硫酸を利用することが必要であった。
For example,
2H + + 2e - → H 2 (1)
In the above production method, ammonium sulfate is used as the raw material on the anode side, but since the electrolytic solution on the cathode side is reused as the raw material on the anode side after electrolysis, it is not possible to use a large amount of ammonium sulfate produced as a by-product in excess. rice field. In addition, it was necessary to use ammonia and sulfuric acid as raw materials.
これに対し、特許文献3では、陽極側原料として硫酸アンモニウム水溶液を用いて、陰極側原料として酸解離可能な水素イオン量が特定量以下に制御された原料を用いる過硫酸アンモニウムの製造方法が開示されている。陰極側原料の酸解離可能な水素イオン量を特定量以下に制御すると、陰極液中に硫酸由来の水素イオンが存在する範囲では、陰極側の電解反応は上記反応式(1)が優先され、陰極側生成物として水素が発生する。しかし、酸由来の水素イオン欠乏後は下記反応式(2)が優先されるため、陰極側生成物としてアンモニアが生成する。このような過硫酸アンモニウムの製法によれば、硫酸アンモニウムよりも相対的に高価なアンモニアを併産することができる。アンモニアを含む電解後の陰極側生成液はラクタム製造工程等に使用できる。
2NH4 ++2e−→2NH3+H2 (2)
なお、特許文献1や特許文献2に記載の方法では、陰極側原料に随時硫酸を供給し、発生したアンモニアを中和した後に原料へ再度供給しており、硫安よりも相対的に高価なアンモニアを回収することが不可能である。
On the other hand,
2NH 4 + + 2e - → 2NH 3 + H 2 (2)
In the methods described in
しかしながら、特許文献3に開示されたような過硫酸アンモニウムの製造方法においては、隔膜として補強未実施の陽イオン交換膜を用いているため、隔膜の寿命が短く、長期間の連続運転は困難となることが懸念される。
However, in the method for producing ammonium persulfate as disclosed in
上記事情に鑑みて、本発明はアンモニアを併産できる過硫酸アンモニウムの製造方法において、隔膜として用いる材質の劣化が抑制可能であり、かつ高い効率で過硫酸アンモニウムを製造可能な方法の提供を目的とする。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a method for producing ammonium persulfate capable of co-producing ammonia, which can suppress deterioration of the material used as a diaphragm and can produce ammonium persulfate with high efficiency. ..
上記課題を解決するために、本発明の各態様は以下の構成を採用する。
(1)硫酸アンモニウムを電解して過硫酸アンモニウムを製造する方法であって、
陽極側原料として硫酸アンモニウム水溶液を供給する工程と、
陰極側原料として、電荷移動量1.0molに対し酸由来の酸解離可能な水素イオン量が1.0mol未満である、硫酸アンモニウム水溶液、水酸化アンモニウム水溶液、および0.001〜1重量%の硫酸水溶液から選ばれる少なくとも1種を供給する工程と、
陽イオン交換膜で隔てられた電解槽を用いて電解し、陽極側に過硫酸アンモニウム、陰極側に少なくともアンモニアを生成する工程と、を有し、
前記陽イオン交換膜として繊維補強された陽イオン交換膜を用いる、過硫酸アンモニウムの製造方法。
(2)前記繊維補強された陽イオン交換膜が、少なくとも一方の表面に親水性層を有する、(1)に記載の過硫酸アンモニウムの製造方法。
(3)前記繊維補強された陽イオン交換膜の、イオン交換機能を有する膜が単層である、(1)または(2)に記載の過硫酸アンモニウムの製造方法。
(4)陽極として、無垢の白金電極を用いる、(1)〜(3)のいずれか1に記載の過硫酸アンモニウムの製造方法。
(5)前記無垢の白金電極が、無垢の白金を金属基材上に溶接で張り付けたものである、(4)に記載の過硫酸アンモニウムの製造方法。
(6)前記溶接がスポット溶接である、(5)に記載の過硫酸アンモニウムの製造方法。
(7)前記金属基材上への前記スポット溶接の溶接点数が25点/dm2以上である、(6)に記載の過硫酸アンモニウムの製造方法。
(8)陽極として、白金クラッド電極を用いる、(1)〜(3)のいずれか1に記載の過硫酸アンモニウムの製造方法。
In order to solve the above problems, each aspect of the present invention adopts the following configuration.
(1) A method for producing ammonium persulfate by electrolyzing ammonium sulfate.
The process of supplying an aqueous solution of ammonium sulfate as a raw material on the anode side,
As a raw material on the cathode side, an aqueous solution of ammonium sulfate, an aqueous solution of ammonium hydroxide, and an aqueous solution of 0.001 to 1% by weight of sulfuric acid having an acid-derived acid dissociable hydrogen ion amount of less than 1.0 mol with respect to an amount of charge transfer of 1.0 mol. The process of supplying at least one selected from
It has a step of electrolyzing using an electrolytic cell separated by a cation exchange membrane to generate ammonium persulfate on the anode side and at least ammonia on the cathode side.
A method for producing ammonium persulfate, which uses a fiber-reinforced cation exchange membrane as the cation exchange membrane.
(2) The method for producing ammonium persulfate according to (1), wherein the fiber-reinforced cation exchange membrane has a hydrophilic layer on at least one surface.
(3) The method for producing ammonium persulfate according to (1) or (2), wherein the fiber-reinforced cation exchange membrane has a single layer having an ion exchange function.
(4) The method for producing ammonium persulfate according to any one of (1) to (3), which uses a solid platinum electrode as an anode.
(5) The method for producing ammonium persulfate according to (4), wherein the solid platinum electrode is formed by welding solid platinum onto a metal substrate.
(6) The method for producing ammonium persulfate according to (5), wherein the welding is spot welding.
(7) The method for producing ammonium persulfate according to (6), wherein the number of welding points of the spot welding on the metal substrate is 25 points / dm 2 or more.
(8) The method for producing ammonium persulfate according to any one of (1) to (3), which uses a platinum clad electrode as an anode.
本発明によれば、アンモニアを併産できる過硫酸アンモニウムの製造方法において、隔膜として用いる材質の劣化が抑制可能であり、かつ高い効率で過硫酸アンモニウムを製造可能となる。 According to the present invention, in the method for producing ammonium persulfate capable of co-producing ammonia, deterioration of the material used as a diaphragm can be suppressed, and ammonium persulfate can be produced with high efficiency.
以下に、本発明について、実施の形態とともにさらに詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る過硫酸アンモニウムの製造方法は、硫酸アンモニウムを電解して過硫酸アンモニウムを製造する方法であって、下記工程を含む。
陽極側原料として硫酸アンモニウム水溶液を供給する工程、
陰極側原料として、電荷移動量1.0molに対し酸由来の酸解離可能な水素イオン量が1.0mol未満である、硫酸アンモニウム水溶液、水酸化アンモニウム水溶液、および0.001〜1重量%の硫酸水溶液から選ばれる少なくとも1種を供給する工程、
陽イオン交換膜で隔てられた電解槽を用いて電解し、陽極側に過硫酸アンモニウム、陰極側に少なくともアンモニアを生成する工程。
陽イオン交換膜として繊維補強された陽イオン交換膜を用いる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail together with embodiments.
The method for producing ammonium persulfate according to the embodiment of the present invention is a method for producing ammonium persulfate by electrolyzing ammonium sulfate, and includes the following steps.
The process of supplying an aqueous solution of ammonium sulfate as a raw material on the anode side,
As a cathode-side raw material, an aqueous solution of ammonium sulfate, an aqueous solution of ammonium hydroxide, and an aqueous solution of 0.001 to 1% by weight of sulfuric acid having an acid-derived acid dissociable hydrogen ion amount of less than 1.0 mol with respect to a charge transfer amount of 1.0 mol. The process of supplying at least one selected from
A step of electrolyzing using an electrolytic cell separated by a cation exchange membrane to generate ammonium persulfate on the anode side and at least ammonia on the cathode side.
A fiber-reinforced cation exchange membrane is used as the cation exchange membrane.
陽極側原料としては、硫酸アンモニウム水溶液を用いる。
硫酸アンモニウム水溶液における硫酸アンモニウムの濃度は特に限定されないが、電荷移動量以上のアンモニウムイオンを含有することが好ましく、電解反応における生産性向上の観点から、30重量%以上がより好ましく、35重量%以上がさらに好ましい。また、硫酸アンモニウムの濃度は、系内への硫酸アンモニウム結晶の析出を抑制する観点から、45重量%以下が好ましい。本明細書において、電荷移動量(mol)とは、通電電流(A)×通電時間(s)/ファラデー定数(A・s/mol)で求められる値であり、電源装置の陰極側から供給され、電解反応を通じて電源装置の陽極側に移動した電子数のことをいう。
An aqueous ammonium sulfate solution is used as the anode-side raw material.
The concentration of ammonium sulfate in the ammonium sulfate aqueous solution is not particularly limited, but it is preferable to contain ammonium ions in an amount of charge transfer or more, and from the viewpoint of improving productivity in the electrolytic reaction, 30% by weight or more is more preferable, and 35% by weight or more is further preferable. preferable. The concentration of ammonium sulfate is preferably 45% by weight or less from the viewpoint of suppressing the precipitation of ammonium sulfate crystals in the system. In the present specification, the charge transfer amount (mol) is a value obtained by energizing current (A) × energizing time (s) / Faraday constant (A · s / mol), and is supplied from the cathode side of the power supply device. , The number of electrons transferred to the anode side of the power supply device through the electrolytic reaction.
また、陽極側原料は、硫酸アンモニウム水溶液以外の原料を含んでもよい。硫酸アンモニウム水溶液以外の原料としては、例えば硫酸などの酸、水酸化アンモニウムなどの塩基、分極剤などの水溶性固体が挙げられる。分極剤については、既知の過硫酸塩の製造に有利なものであれば特に限定されないが、グアニジン、グアニジン塩、チオシアン酸塩、シアン化物、シアン酸塩、フッ化物などが好ましい。分極剤は、電流効率向上の観点から、グアニジン、またはグアニジン塩であることがより好ましい。グアニジン塩としては、スルファミン酸グアニジン、硝酸グアニジン、硫酸グアニジン、リン酸グアニジンまたは炭酸グアニジンなどが挙げられる。陽極側原料における分極剤の濃度は、電流効率向上の観点から、0.01重量%以上が好ましい。また、分極剤自体も電解反応により分解するため、経済性の観点から、分極剤の濃度は1重量%以下が好ましく、0.05重量%以下がより好ましい。 Further, the anode-side raw material may contain a raw material other than the ammonium sulfate aqueous solution. Examples of the raw material other than the aqueous solution of ammonium sulfate include an acid such as sulfuric acid, a base such as ammonium hydroxide, and a water-soluble solid such as a polarization agent. The polarization agent is not particularly limited as long as it is advantageous for producing a known persulfate, but guanidine, guanidine salt, thiocyanate, cyanide, cyanate, fluoride and the like are preferable. The polarization agent is more preferably guanidine or a guanidine salt from the viewpoint of improving current efficiency. Examples of the guanidine salt include guanidine sulfamate, guanidine nitrate, guanidine sulfate, guanidine phosphate, guanidine carbonate and the like. The concentration of the polarization agent in the anode-side raw material is preferably 0.01% by weight or more from the viewpoint of improving current efficiency. Further, since the polarization agent itself is also decomposed by an electrolytic reaction, the concentration of the polarization agent is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.05% by weight or less, from the viewpoint of economy.
陰極側原料は、電荷移動量1.0molに対し酸由来の酸解離可能な水素イオン量が1.0mol未満である、硫酸アンモニウム水溶液、水酸化アンモニウム水溶液、および0.001〜1重量%の硫酸水溶液から選ばれる少なくとも1種を含む。電荷移動量1.0molに対し酸由来の酸解離可能な水素イオン量が1.0mol未満であるとは、電荷移動量1.0molまで電解反応を行う際、当該反応に供給される陰極側原料が、陰極反応に供される酸由来の水素イオンを1.0mol未満含有するということである。上記水素イオン量は、陰極側でより効率的にアンモニアを併産する観点から、0.95mol未満が好ましい。なお、陰極側原料は上記の水溶液を2種類以上混合したものであってもよい。 The raw materials on the cathode side are an aqueous solution of ammonium sulfate, an aqueous solution of ammonium hydroxide, and an aqueous solution of 0.001 to 1% by weight of sulfuric acid, in which the amount of hydrogen ions derived from the acid that can be dissociated from the acid is less than 1.0 mol with respect to the amount of charge transfer of 1.0 mol. Includes at least one selected from. The amount of hydrogen ions that can be dissociated from an acid is less than 1.0 mol with respect to 1.0 mol of charge transfer, which means that when an electrolytic reaction is carried out up to 1.0 mol of charge transfer, the cathode side raw material supplied to the reaction is carried out. However, it contains less than 1.0 mol of acid-derived hydrogen ions to be subjected to the cathode reaction. The amount of hydrogen ions is preferably less than 0.95 mol from the viewpoint of more efficiently co-producing ammonia on the cathode side. The cathode-side raw material may be a mixture of two or more of the above aqueous solutions.
陰極側原料としては、硫酸アンモニウム水溶液及び水酸化アンモニウム水溶液の少なくとも一方を用いることが好ましく、硫酸アンモニウム水溶液がより好ましい。これらの水溶液は、電解質を含有するため電気抵抗を低減可能である。また、これらの水溶液は隔膜を隔てた陽極側の原料が含有するイオンと共通のイオンを含み、陰極反応に供される硫酸由来の水素イオンは有しないため、アンモニアの副生量を増加させることが可能である。加えて、酸(硫酸)は陰極材および電解装置並びに後段工程に対し腐食性を有する場合があるため、陰極側の材質選定の観点からも酸を用いないことが好ましい。 As the cathode side raw material, at least one of an aqueous solution of ammonium sulfate and an aqueous solution of ammonium hydroxide is preferably used, and an aqueous solution of ammonium sulfate is more preferable. Since these aqueous solutions contain an electrolyte, the electrical resistance can be reduced. In addition, since these aqueous solutions contain ions common to the ions contained in the raw material on the anode side across the diaphragm and do not have hydrogen ions derived from sulfuric acid used for the cathodic reaction, the amount of by-product of ammonia should be increased. Is possible. In addition, since the acid (sulfuric acid) may be corrosive to the cathode material, the electrolytic device, and the subsequent process, it is preferable not to use the acid from the viewpoint of material selection on the cathode side.
陰極側原料の濃度については特に限定されないが、例えば硫酸アンモニウム水溶液を用いる場合、電解反応における生産性向上の観点の観点から、硫酸アンモニウム水溶液における硫酸アンモニウム濃度は30重量%以上が好ましく、35重量%以上がより好ましい。また、かかる濃度は、系内への硫酸アンモニウム結晶の析出を抑制するという観点から、45重量%以下が好ましい。陰極側原料は、本発明の効果を阻害しない範囲において、その他の酸、塩基、水溶性の塩や、分極剤等の添加剤を含んでいてもよい。 The concentration of the raw material on the cathode side is not particularly limited, but when an aqueous ammonium sulfate solution is used, for example, the ammonium sulfate concentration in the aqueous ammonium sulfate solution is preferably 30% by weight or more, more preferably 35% by weight or more, from the viewpoint of improving productivity in the electrolytic reaction. preferable. Further, the concentration is preferably 45% by weight or less from the viewpoint of suppressing the precipitation of ammonium sulfate crystals in the system. The cathode-side raw material may contain other acids, bases, water-soluble salts, and additives such as a polarization agent as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明の実施形態において使用する電解槽は特に限定されるものではない。電解槽としては、例えば隔膜で陽極室と陰極室に区切られた電解槽を用いることができる。電解槽の構造については、例えば箱形の電解槽や、フィルタープレス型の電解槽を用いることができる。また、電解反応の際に、電解槽とは別にバッファタンクを備えていてもよく、前記バッファタンクと電解槽の間で電解液を循環していてもよい。バッファタンクを備えることで、各電極側における反応後の電解液について、適宜不純物の除去や脱水等の処理を行ってから原料として電解槽に再供給することが容易となり、連続的な電解反応が容易となる。 The electrolytic cell used in the embodiment of the present invention is not particularly limited. As the electrolytic cell, for example, an electrolytic cell separated into an anode chamber and a cathode chamber by a diaphragm can be used. As for the structure of the electrolytic cell, for example, a box-shaped electrolytic cell or a filter press type electrolytic cell can be used. Further, during the electrolytic reaction, a buffer tank may be provided separately from the electrolytic cell, or the electrolytic solution may be circulated between the buffer tank and the electrolytic cell. By providing a buffer tank, it becomes easy to appropriately remove impurities and dehydrate the electrolytic solution after the reaction on each electrode side and then resupply it to the electrolytic cell as a raw material, so that a continuous electrolytic reaction can be performed. It will be easy.
電解槽の陽極室と陰極室を隔てる隔膜としては、繊維補強された陽イオン交換膜を用いる。陽イオン交換膜は、イオン交換機能を有する膜であり、具体的には、陽イオンを選択的に透過できる、多孔質のイオン交換ポリマー層を有する膜である。隔膜としてかかる陽イオン交換膜を用いることで、陽極室にて生成する陰イオンの陰極室への泳動を阻害できる。 A fiber-reinforced cation exchange membrane is used as the diaphragm that separates the anode chamber and the cathode chamber of the electrolytic cell. The cation exchange membrane is a membrane having an ion exchange function, and specifically, a membrane having a porous ion exchange polymer layer capable of selectively permeating cations. By using such a cation exchange membrane as a diaphragm, it is possible to inhibit the migration of anions generated in the anode chamber to the cathode chamber.
陽イオン交換膜が繊維補強されていることで、陽イオン交換膜の破損や変形を抑制することが可能となる。繊維補強されていない陽イオン交換膜を隔膜とした場合、電解液によって膜が膨潤または収縮を生じやすく、長期間電解を行った際に膜の変形および破損が起こりやすい。特に、陰極側でアンモニアが生成する場合、塩基性条件下で陽イオン交換膜が収縮しやすいために、従来の製造方法により水素が発生する場合と比べ、陽イオン交換膜の収縮に伴う変形や破損が生じやすいと考えられるため、陽イオン交換膜の劣化を抑制するには繊維補強されていることが必要である。陽イオン交換膜が繊維補強されていると、補強繊維は電解液に対して不活性かつ機械的強度も高いため、膜の膨潤や収縮を抑制することができる。また、機械的強度の高い補強繊維の存在により陽イオン交換膜の変形および破損を抑制でき、陽イオン交換膜が劣化しにくくなる。これにより、長期間、連続的に電解反応を行うことが容易となる。 Since the cation exchange membrane is reinforced with fibers, it is possible to suppress breakage and deformation of the cation exchange membrane. When a cation exchange membrane that is not reinforced with fibers is used as a diaphragm, the membrane is likely to swell or contract due to the electrolytic solution, and the membrane is likely to be deformed or broken after long-term electrolysis. In particular, when ammonia is generated on the cathode side, the cation exchange membrane tends to shrink under basic conditions, so that deformation due to shrinkage of the cation exchange membrane occurs compared to the case where hydrogen is generated by the conventional production method. Since it is considered that breakage is likely to occur, it is necessary to reinforce the fibers in order to suppress the deterioration of the cation exchange membrane. When the cation exchange membrane is fiber-reinforced, the reinforcing fibers are inactive with respect to the electrolytic solution and have high mechanical strength, so that swelling and contraction of the membrane can be suppressed. In addition, the presence of reinforcing fibers having high mechanical strength can suppress deformation and breakage of the cation exchange membrane, and the cation exchange membrane is less likely to deteriorate. This facilitates continuous electrolytic reaction for a long period of time.
繊維補強の形態については特に限定されないが、イオン交換ポリマー層における電荷移動の妨害を抑制する観点からは、補強繊維が膜厚方向と直交するように設けられるなど、補強繊維が膜厚方向において、連続して存在しない形態が好ましい。また、繊維の材質も特に限定はされないが、電解液に対して不活性で機械的強度が高いという観点からは、テフロン(登録商標)を用いることが好ましい。 The form of the fiber reinforcement is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing the interference of charge transfer in the ion exchange polymer layer, the reinforcing fibers are provided so as to be orthogonal to the film thickness direction, and the reinforcing fibers are provided in the film thickness direction. A form that does not exist continuously is preferable. The material of the fiber is not particularly limited, but Teflon (registered trademark) is preferably used from the viewpoint of being inert to the electrolytic solution and having high mechanical strength.
繊維補強された陽イオン交換膜は、少なくとも一方の表面に親水性層を有することが好ましく、両面に親水性層を有することがより好ましい。親水性層とは、一定の厚みを有する親水性の層のことをいい、例えば、陽イオン交換膜表面にイソプロピルアルコール等を滴下して、膜表面を変質させた親水化処理とは明確に区別される。また、親水性層は、イオンは通過可能であるが、イオン交換機能を有しない多孔質の層である。
親水性層としては、例えば親水性ポリマーの塗布によってイオン交換ポリマー層の両面に形成されたコート層が挙げられる。
The fiber-reinforced cation exchange membrane preferably has a hydrophilic layer on at least one surface, and more preferably has a hydrophilic layer on both sides. The hydrophilic layer refers to a hydrophilic layer having a certain thickness, and is clearly distinguished from the hydrophilic treatment in which isopropyl alcohol or the like is dropped on the surface of a cation exchange membrane to alter the surface of the membrane. Will be done. Further, the hydrophilic layer is a porous layer through which ions can pass but does not have an ion exchange function.
Examples of the hydrophilic layer include coat layers formed on both sides of the ion exchange polymer layer by coating the hydrophilic polymer.
繊維補強された陽イオン交換膜が表面に親水性層を有することで、電解反応時に発生する気体が隔膜に付着することを防止できる。隔膜への気体の付着を抑制することにより、隔膜を介したイオンの移動が抑制されることを防ぐことができ、電解時の印加電圧の増大や電流効率の低下を抑制できるため、効率的に電解を行うことができる。また、膜表面が変質した親水化処理とは異なり、長期間の電解反応を行った場合であっても親水性層による効果を長期にわたり奏することができる。 Since the fiber-reinforced cation exchange membrane has a hydrophilic layer on the surface, it is possible to prevent the gas generated during the electrolytic reaction from adhering to the diaphragm. By suppressing the adhesion of gas to the diaphragm, it is possible to prevent the movement of ions through the diaphragm from being suppressed, and it is possible to suppress an increase in the applied voltage and a decrease in current efficiency during electrolysis, so that it is efficient. Electrolysis can be performed. Further, unlike the hydrophilic treatment in which the film surface is denatured, the effect of the hydrophilic layer can be exhibited for a long period of time even when an electrolytic reaction is carried out for a long period of time.
繊維補強された陽イオン交換膜のイオン交換機能を有する膜(イオン交換ポリマー層)は単層であることが好ましい。イオン交換ポリマー層が単層であるとは、一種の層のみから構成されているということである。例えば、イオン交換基の種類や量の違いによる、イオン交換容量の差によって単層の場合と2層以上の場合とを区別できる。イオン交換基の種類や量は、例えば元素分析や赤外分光法(FT−IR)によって測定できる。イオン交換ポリマー層が単層であることで、電解反応時の印加電圧を低減させることが可能となる。この理由は、イオン交換ポリマー層が単層であると、多層の場合に生じるイオン交換ポリマー層同士の接続や接着による接触部分の抵抗が生じにくいためと考えられる。 The fiber-reinforced cation exchange membrane having an ion exchange function (ion exchange polymer layer) is preferably a single layer. When the ion exchange polymer layer is a single layer, it means that it is composed of only one kind of layer. For example, the case of a single layer and the case of two or more layers can be distinguished by the difference in ion exchange capacity due to the difference in the type and amount of ion exchange groups. The type and amount of ion exchange groups can be measured by, for example, elemental analysis or infrared spectroscopy (FT-IR). Since the ion exchange polymer layer is a single layer, it is possible to reduce the applied voltage during the electrolytic reaction. It is considered that the reason for this is that when the ion exchange polymer layer is a single layer, resistance at the contact portion due to connection or adhesion between the ion exchange polymer layers, which occurs in the case of multiple layers, is unlikely to occur.
イオン交換ポリマー層を構成するポリマーとしては、ポリマー末端にイオン交換基を導入したフッ素系ポリマーが挙げられる。フッ素系ポリマーとしては、耐薬品性、イオン電導性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロスルホネートエトキシプロピルビニルエーテル(PSEPVE)を用いることが好ましく、これらを共重合させたポリマーを用いてもよい。ポリマー末端に導入されるイオン交換基は、強酸性かつ親水性という観点から、スルホン酸基であることが好ましい。イオン交換ポリマー層がフッ素系ポリマーである繊維補強された陽イオン交換膜としては、上述の機能を満たす観点から、Nafion(登録商標)324、551を用いることが好ましい。 Examples of the polymer constituting the ion exchange polymer layer include a fluorine-based polymer in which an ion exchange group is introduced at the end of the polymer. As the fluorine-based polymer, polytetrafluoroethylene (PTFE) and perfluorosulfonate ethoxypropyl vinyl ether (PSEPVE) are preferably used from the viewpoint of chemical resistance and ionic conductivity, and a polymer obtained by copolymerizing these is used. May be good. The ion exchange group introduced into the polymer terminal is preferably a sulfonic acid group from the viewpoint of strong acidity and hydrophilicity. As the fiber-reinforced cation exchange membrane in which the ion exchange polymer layer is a fluorine-based polymer, Nafion (registered trademarks) 324 and 551 are preferably used from the viewpoint of satisfying the above-mentioned functions.
陽極としては、導電ダイヤモンド電極、または白金族系の金属を含む電極を用いることが好ましい。上記電極のなかでも、白金族系の金属を含む電極がより好ましく、白金族系の金属として白金を含む電極がさらに好ましく、電極表面に白金が露出した電極(以下「白金電極」と称する)を用いることがよりさらに好ましい。 As the anode, it is preferable to use a conductive diamond electrode or an electrode containing a platinum group metal. Among the above electrodes, an electrode containing a platinum group metal is more preferable, an electrode containing platinum as a platinum group metal is further preferable, and an electrode in which platinum is exposed on the electrode surface (hereinafter referred to as "platinum electrode") is used. It is even more preferable to use it.
導電ダイヤモンド電極は一般に白金電極よりも高価であり、特に大型の電解槽を用いる場合、コストの観点からは、白金電極を用いることが好ましい。しかし、アンモニアを併産しない従来の過硫酸アンモニウムの製造方法においては、陽イオン交換膜を用いて電解を行う場合、白金電極を用いるよりも高い電流効率が得られるために導電ダイヤモンド電極が多く用いられている。その一方で、本発明の実施形態に係る製造方法のような、アンモニアを併産する過硫酸アンモニウムの製造方法においては、かかる導電ダイヤモンド電極と同等以上の電流効率が白金電極でも得られることが分かった。このように、コストのみならず、電流効率の観点からも、白金電極を好ましく用いることができる。 The conductive diamond electrode is generally more expensive than the platinum electrode, and it is preferable to use the platinum electrode from the viewpoint of cost, especially when a large electrolytic cell is used. However, in the conventional method for producing ammonium persulfate which does not co-produce ammonia, when electrolysis is performed using a cation exchange membrane, a conductive diamond electrode is often used because higher current efficiency can be obtained than when a platinum electrode is used. ing. On the other hand, in the method for producing ammonium persulfate coexisting with ammonia, such as the production method according to the embodiment of the present invention, it was found that a platinum electrode can also obtain a current efficiency equal to or higher than that of the conductive diamond electrode. .. As described above, the platinum electrode can be preferably used not only from the viewpoint of cost but also from the viewpoint of current efficiency.
白金電極としては、無垢の白金と金属基材とが接合された形態の無垢の白金電極や、白金と金属基材とを圧着させたクラッド鋼を用いた白金クラッド電極、金属基材に白金のメッキを施した白金メッキ電極等が挙げられる。金属基材を構成する金属は特に限定はされないが、電解液の耐腐食性の観点から、表面に不動態被膜を生じる金属が好ましく、チタンがより好ましい。金属基材は、電極として必要な電気伝導度を確保しつつ、剛性を持たせるために用いられる。
上記電極のなかでも、無垢の白金電極又は白金クラッド電極を用いることが好ましく、電流効率の観点からは無垢の白金電極を用いることがより好ましい。一方、経済性の観点からは白金クラッド電極を用いることがより好ましい。無垢の白金電極又は白金クラッド電極を用いることで、電解時の電流効率を向上しやすくなる。この理由は定かではないが、白金メッキ電極等に比べ、無垢の白金電極又は白金クラッド電極においては、電極表面で白金の結晶構造が破壊されず保たれやすい。このことが電流効率の向上に寄与すると考えられる。無垢の白金電極又は白金クラッド電極を用いる場合、白金メッキ電極を用いる場合と比較して大幅に電流効率を向上させることが可能となる。
As the platinum electrode, a solid platinum electrode in which solid platinum and a metal base material are bonded, a platinum clad electrode using a clad steel in which platinum and a metal base material are pressure-bonded, and platinum as a metal base material. Examples thereof include plated platinum-plated electrodes. The metal constituting the metal base material is not particularly limited, but from the viewpoint of corrosion resistance of the electrolytic solution, a metal having a passivation film on the surface is preferable, and titanium is more preferable. The metal base material is used to provide rigidity while ensuring the electrical conductivity required as an electrode.
Among the above electrodes, it is preferable to use a solid platinum electrode or a platinum clad electrode, and from the viewpoint of current efficiency, it is more preferable to use a solid platinum electrode. On the other hand, from the viewpoint of economy, it is more preferable to use a platinum clad electrode. By using a solid platinum electrode or a platinum clad electrode, it becomes easy to improve the current efficiency during electrolysis. The reason for this is not clear, but in a solid platinum electrode or a platinum clad electrode, the crystal structure of platinum is more likely to be maintained without being destroyed on the electrode surface, as compared with a platinum-plated electrode or the like. This is considered to contribute to the improvement of current efficiency. When a solid platinum electrode or a platinum clad electrode is used, the current efficiency can be significantly improved as compared with the case where a platinum-plated electrode is used.
圧着やメッキにより基材と白金とが接合されていない無垢の白金を陽極に用いる場合、無垢の白金を金属基材に接着し、無垢の白金電極として使用することが好ましい。無垢の白金と金属基材の接着方法としては、溶接による接着、接着剤による接着等が挙げられる。これらの接着方法のなかでも、溶接による接着が好ましく、シーム溶接やスポット溶接などと言った溶接法がより好ましく、スポット溶接により接着することがさらに好ましい。上記の好ましい接着法を用いることで、溶接時の白金の結晶構造の破壊を最小限にでき、かつ、充分な導電面を確保できる。これにより、無垢の白金と金属基材間の電気抵抗を低く抑えることができる。 When solid platinum whose base material and platinum are not bonded by crimping or plating is used for the anode, it is preferable to bond the solid platinum to the metal base material and use it as a solid platinum electrode. Examples of the method for adhering solid platinum to a metal base material include adhesion by welding and adhesion by an adhesive. Among these bonding methods, welding by welding is preferable, welding methods such as seam welding and spot welding are more preferable, and spot welding is more preferable. By using the above-mentioned preferable bonding method, it is possible to minimize the destruction of the crystal structure of platinum during welding and to secure a sufficient conductive surface. As a result, the electrical resistance between the solid platinum and the metal base material can be suppressed to a low level.
金属基材上へのスポット溶接の溶接点数としては、25点/dm2以上が好ましく、80点/dm2以上がより好ましい。溶接点数が上記の値以上であることで、無垢の白金と金属基材間の接着面積が十分となり、電気抵抗の増大を抑制できる。また、溶接点数の上限は特に限定されず、コスト面や物理的な制約により決定される。 The number of spot welding points on the metal substrate is preferably 25 points / dm 2 or more, and more preferably 80 points / dm 2 or more. When the number of welding points is equal to or greater than the above value, the bonding area between the solid platinum and the metal base material becomes sufficient, and an increase in electrical resistance can be suppressed. Further, the upper limit of the number of welding points is not particularly limited, and is determined by cost and physical restrictions.
陽極の電流密度は、20A/dm2以上が好ましく、40A/dm2以上がより好ましい。電流密度が上記範囲であることで、電解効率が向上し、また生産効率が向上するため、電解装置のサイズをより小さくできる。また、陽極の電流密度は500A/dm2以下が好ましく、80A/dm2以下がより好ましい。電流密度が上記範囲であることで電解反応時の印加電圧の増大を抑制でき、経済的観点から好ましい。 The current density of the anode is preferably 20 A / dm 2 or more, and more preferably 40 A / dm 2 or more. When the current density is in the above range, the electrolysis efficiency is improved and the production efficiency is improved, so that the size of the electrolyzer can be made smaller. The current density of the anode is preferably 500A / dm 2 or less, 80A / dm 2 or less is more preferable. When the current density is in the above range, an increase in the applied voltage during the electrolytic reaction can be suppressed, which is preferable from an economical point of view.
陰極を構成する金属としては、鉛、ジルコニウム、白金、ニッケル、ステンレス鋼を用いることができる。上記のなかでも、耐腐食性の観点から、表面に不動態被膜を生じる金属が好ましく、またはSUS(ステンレス鋼)316を用いることがより好ましい。
陰極の形状に特に制限は無いが、電解効率向上のため電極重量に対する接液面積が大きいことが好ましく、金網状に加工した金属を電極として用いることがより好ましい。
電解槽内の温度は、40℃以下に保持することが好ましい。電解槽内温度が40℃以下であると、電解槽内の塩類が分解する反応を好適に抑制できる。
Lead, zirconium, platinum, nickel, and stainless steel can be used as the metal constituting the cathode. Among the above, from the viewpoint of corrosion resistance, a metal that forms a passivation film on the surface is preferable, or SUS (stainless steel) 316 is more preferable.
The shape of the cathode is not particularly limited, but it is preferable that the wetted area with respect to the electrode weight is large in order to improve the electrolysis efficiency, and it is more preferable to use a metal processed into a wire mesh as the electrode.
The temperature inside the electrolytic cell is preferably maintained at 40 ° C. or lower. When the temperature in the electrolytic cell is 40 ° C. or lower, the reaction of decomposition of salts in the electrolytic cell can be suitably suppressed.
本発明の実施形態に係る製造方法を採用することで、隔膜の劣化を抑制しつつ、高効率での過硫酸アンモニウム製造が可能となる。本発明の実施形態での好ましい条件においては、例えば通電時間2時間の場合、電流効率80%以上での過硫酸アンモニウムの製造が可能であり、より好ましくは電流効率85%以上、さらに好ましくは90%以上での過硫酸アンモニウムの製造が可能となる。電流効率の上限は理論上100%である。ここで、電流効率(%)は、(生成した過硫酸イオン(mol)×2)/通電量(F)×100で表される値であり、電解時の通電量と、通電量に対し生成した過硫酸アンモニウムの量を過硫酸イオンの量(mol)に換算した値とを用いて求められる。 By adopting the production method according to the embodiment of the present invention, it is possible to produce ammonium persulfate with high efficiency while suppressing deterioration of the diaphragm. Under the preferred conditions in the embodiment of the present invention, for example, when the energization time is 2 hours, ammonium persulfate can be produced with a current efficiency of 80% or more, more preferably a current efficiency of 85% or more, still more preferably 90%. As described above, ammonium persulfate can be produced. The upper limit of current efficiency is theoretically 100%. Here, the current efficiency (%) is a value represented by (generated persulfate ion (mol) × 2) / energization amount (F) × 100, and is generated with respect to the energization amount at the time of electrolysis and the energization amount. It is obtained by using the value obtained by converting the amount of ammonium persulfate obtained in terms of the amount of persulfate ion (mol).
通電時間が10時間である場合の電流効率は60%以上が好ましく、65%以上がより好ましく、70%以上がさらに好ましい。電流効率が上記範囲であると、長期間にわたり高い電流効率が維持できると判断でき、隔膜の劣化を抑制しつつ長期間にわたり高い効率で過硫酸アンモニウムを製造できるといえる。 When the energization time is 10 hours, the current efficiency is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, still more preferably 70% or more. When the current efficiency is within the above range, it can be judged that high current efficiency can be maintained for a long period of time, and it can be said that ammonium persulfate can be produced with high efficiency for a long period of time while suppressing deterioration of the diaphragm.
陽極室に陽極側電解液を満たした状態で電解反応を実施すると、陽極側電解液中に過硫酸イオンが生成する。過硫酸イオンが生成した陽極側生成液を従来技術と同様に、例えば晶析槽へ供給し、溶解度未満となるまで水分を蒸発させることで、過硫酸アンモニウムを析出させることができる。晶析後に得られる過硫酸アンモニウムスラリーは、遠心分離機等の固液分離器により過硫酸アンモニウム結晶と晶析母液とに分離することができる。得られた過硫酸アンモニウム結晶は、粉体乾燥機を用いて乾燥・製品化することができる。また、晶析後の母液は、陽極側原料として工程に再供給することができる。 When the electrolytic reaction is carried out with the anode chamber filled with the anode-side electrolytic solution, persulfate ions are generated in the anode-side electrolytic solution. Ammonium persulfate can be precipitated by supplying the anode-side product liquid in which persulfate ions are generated to, for example, a crystallization tank and evaporating the water content until the solubility becomes lower than that of the prior art. The ammonium persulfate slurry obtained after crystallization can be separated into ammonium persulfate crystals and a crystallization mother liquor by a solid-liquid separator such as a centrifuge. The obtained ammonium persulfate crystals can be dried and commercialized using a powder dryer. In addition, the mother liquor after crystallization can be re-supplied to the process as an anode-side raw material.
陰極室については、電解反応の進行とともに電荷移動量分の陽イオンと陽イオンに水和した水分子が陽極から陰極側へ移動し、液量が増加する。そのため、連続運転時には陰極側生成液からこの増加相当分を脱水して再度陰極側に供給することにより、連続運転が可能となる。陰極側へ移動した水の脱水方法は特に限定されないが、蒸発濃縮または膜分離による脱水が好ましい。脱水量については、電荷移動量に対して一定量以上脱水する方が好ましく、陰極側生成液に塩等が含まれる場合は脱水により結晶が析出する量以下の脱水量にすることが好ましい。電荷移動量1molあたりの脱水量は、20g以上が好ましく、30g以上がより好ましい。また、脱水量は、90g以下が好ましく、より好ましくは80g以下である。脱水により得られた水はアンモニアを含んでいる。この水は、例えばアンモニア水としてカプロラクタム硫酸塩と混合(中和)し、カプロラクタムと硫酸アンモニウム製造する工程に用いることができる。 In the cathode chamber, as the electrolytic reaction progresses, cations corresponding to the amount of charge transfer and water molecules hydrated with cations move from the anode to the cathode side, and the amount of liquid increases. Therefore, during continuous operation, continuous operation is possible by dehydrating the amount corresponding to this increase from the cathode side product liquid and supplying it to the cathode side again. The method of dehydrating the water that has moved to the cathode side is not particularly limited, but dehydration by evaporation concentration or membrane separation is preferable. Regarding the amount of dehydration, it is preferable to dehydrate by a certain amount or more with respect to the amount of charge transfer, and when the cathode side product liquid contains a salt or the like, the amount of dehydration is preferably equal to or less than the amount in which crystals are precipitated by dehydration. The amount of dehydration per 1 mol of charge transfer is preferably 20 g or more, more preferably 30 g or more. The amount of dehydration is preferably 90 g or less, more preferably 80 g or less. The water obtained by dehydration contains ammonia. This water can be used in a step of producing caprolactam and ammonium sulfate by mixing (neutralizing) it with caprolactam sulfate as, for example, aqueous ammonia.
陰極側生成液を脱水し、再度陰極側に供給しながら電解を継続すると、陽極から陰極側へ電荷移動量分の水素イオンとアンモニウムイオンが移動する。そのため、陰極室の陰極側生成ガスに水素およびアンモニアの混合ガスおよび/または生成液中に水酸化アンモニウム(アンモニア含有水)を生成する。陰極側で生成される水素・アンモニア混合ガスは一般的に用いられるアンモニアガス分離方法、例えば深冷分離や圧縮分離により分離することができる。 When the cathode side product liquid is dehydrated and electrolysis is continued while supplying it to the cathode side again, hydrogen ions and ammonium ions corresponding to the amount of charge transfer move from the anode to the cathode side. Therefore, ammonium hydroxide (ammonia-containing water) is generated in the mixed gas of hydrogen and ammonia and / or the product liquid in the gas produced on the cathode side of the cathode chamber. The hydrogen / ammonia mixed gas generated on the cathode side can be separated by a commonly used ammonia gas separation method, for example, deep cold separation or compression separation.
分離された水素ガスは圧力変動吸着法等を用いて精製圧縮し、有機化学工業の水添工程や、燃料電池用の燃料として利用することができる。 The separated hydrogen gas can be refined and compressed by using a pressure fluctuation adsorption method or the like, and can be used as a fuel for a hydrogenation process in the organic chemical industry or a fuel cell.
本発明の実施形態に係る過硫酸アンモニウムの製造方法は、先に述べた、ラクタム、アクリロニトリル、メタクリル酸メチルなどの製造工程や、石炭乾留によるコークス製造工程で副生する硫酸アンモニウムを原料として用いることができる。このとき、種々の工程における硫酸アンモニウムを含む副生物には硫酸アンモニウム以外の不純物などが含まれている場合がある。それら不純物の成分や含有量によっては、副反応を起こし、過硫酸アンモニウムの製造工程における電流効率を低下させる場合がある。このような場合は、あらかじめ硫酸アンモニウム中の不純物を精製し、電流効率を低下させる成分を減少させてから過硫酸アンモニウム製造工程に供給することが好ましい。硫酸アンモニウム中の不純物の生成方法としては、例えば無機物であればキレート処理する手法が好ましい。 In the method for producing ammonium persulfate according to the embodiment of the present invention, ammonium sulfate produced as a by-product in the above-mentioned production steps of lactam, acrylonitrile, methyl methacrylate and the like and the coke production process by carbonization of coal can be used as a raw material. .. At this time, impurities other than ammonium sulfate may be contained in the by-products containing ammonium sulfate in various steps. Depending on the components and contents of these impurities, a side reaction may occur and the current efficiency in the manufacturing process of ammonium persulfate may be lowered. In such a case, it is preferable to purify the impurities in ammonium sulfate in advance to reduce the components that reduce the current efficiency before supplying the ammonium persulfate to the ammonium persulfate production process. As a method for producing impurities in ammonium sulfate, for example, a method of chelating an inorganic substance is preferable.
本発明の実施形態に係る過硫酸アンモニウムの製造方法の具体的な例として、図1に、陽極側原料および陰極側原料として、共に硫酸アンモニウム(硫安)水溶液を用いた場合について例示する。図1において、1は電解槽を示しており、電解槽1の陽極側2には陽極側原料として、例えば他製造工程4としてのラクタム製造工程で副生された硫酸アンモニウム水溶液((NH4)2SO4)aqが供給される。陽極反応としては、従来技術と同様、下記のように、硫酸イオンが反応(消費)して、過硫酸イオンが発生する。
2SO4 2−→S2O8 2−+2e−
As a specific example of the method for producing ammonium persulfate according to the embodiment of the present invention, FIG. 1 shows an example in which an aqueous solution of ammonium sulfate (ammonium sulfate) is used as both the anode side raw material and the cathode side raw material. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electrolytic cell, and an aqueous ammonium sulfate aqueous solution ((NH 4 ) 2 ) produced as an anode-side raw material in the anode-side 2 of the
2SO 4 2- → S 2 O 8 2- + 2e −
陽極側2の溶存イオンとしては、
電解前:NH4 +、SO4 2−=硫酸アンモニウム水溶液
電解後:NH4 +、S2O8 2−=過硫酸アンモニウム水溶液
となり、アンモニウムイオンが陰極側へ泳動するとともに、過硫酸アンモニウム水溶液が生成していく。この陽極側生成液が濃縮晶析され、晶析母液と結晶とに分離され、結晶は例えば粉体乾燥機により過硫酸アンモニウムの塩として製品化できる。晶析母液は陽極側原料として工程に再供給できる。
As the dissolved ion on the anode side 2,
Before electrolysis: NH 4 + , SO 4 2- = ammonium sulfate aqueous solution After electrolysis: NH 4 + , S 2 O 8 2- = ammonium persulfate aqueous solution, ammonium ions migrate to the cathode side, and ammonium persulfate aqueous solution is generated. go. This anode-side product is concentrated and crystallized and separated into a crystallizing mother liquor and crystals, and the crystals can be commercialized as a salt of ammonium persulfate by, for example, a powder dryer. The crystallization mother liquor can be resupplied to the process as an anode-side raw material.
一方、陰極側3では、硫酸アンモニウム水溶液が原料である場合、硫酸アンモニウムを含む水溶液が供給され、陰極反応としては、反応源の水素イオンが無いか乏しいため、下記反応式の如く陽極より泳動したアンモニウムイオンが反応し、アンモニアと水素が生成していく。また、陰極側に酸がある場合には、下記反応式の如く酸由来の水素イオンが反応(消費)し、水素ガスが発生する。
2NH4 ++2e−→2NH3+H2
2H++2e−→H2
電解により、電荷移動量分に相当した水素イオン、アンモニウムイオンおよびこれらイオンに水和した分の水分子が陽極側から陰極側へ移動する。
On the other hand, on the
2NH 4 + + 2e - → 2NH 3 + H 2
By electrolysis, hydrogen ions, ammonium ions, and water molecules hydrated by these ions, which correspond to the amount of charge transfer, move from the anode side to the cathode side.
また、図2にはバッファタンクと電解槽の間で液を循環させながら電解し、陰極側生成液を脱水後に再度陰極側へ供給する場合について例示する。図2において、11は電解槽を示しており、電解槽11の陽極側12には陽極側原料として、硫酸アンモニウム水溶液((NH4)2SO4)aqが陽極側バッファタンク16を経由して循環供給される。陽極反応としては、従来技術と同様に、硫酸イオンが反応(消費)して、過硫酸イオンが発生し、過硫酸アンモニウム水溶液が生成していく。この陽極側生成液が濃縮晶析され、晶析母液と結晶とに分離され、結晶は例えば粉体乾燥機により過硫酸アンモニウムの塩として製品化できる。晶析母液は陽極側原料として工程に再供給できる。
Further, FIG. 2 illustrates a case where electrolysis is performed while circulating the liquid between the buffer tank and the electrolytic cell, and the cathode side product liquid is dehydrated and then supplied to the cathode side again. In FIG. 2, 11 indicates an electrolytic cell, and an aqueous ammonium sulfate solution ((NH 4 ) 2 SO 4 ) aq circulates as an anode-side raw material on the anode-
一方、陰極側13では、硫酸アンモニウムを含む硫酸アンモニウム水溶液が陰極側原料として陰極側バッファタンク17を経由して循環供給され、陰極反応としては、反応源の水素イオンが無いか乏しいため、上記反応式の如く陽極より泳動したアンモニウムイオンが反応し、アンモニアと水素が生成していく。また、陰極側に酸がある場合には、上記反応式の如く酸由来の水素イオンが反応(消費)し、水素ガスが発生する。
電解により陽極から陰極側へ電荷移動量分に相当した水素イオン、アンモニウムイオンおよびこれらイオンに水和した分の水分子が移動し、陰極側13の液量が増加するため、陰極側バッファタンク17において、増加相当量を陰極側生成液から脱水し、陰極側13に再度供給する。
このように、陰極側では、容易に連続運転が可能であり、さらに陰極に追加原料を供給すること無く高効率に過硫酸アンモニウムが製造可能となる。
On the other hand, on the
Due to electrolysis, hydrogen ions, ammonium ions corresponding to the amount of charge transfer and water molecules hydrated to these ions move from the anode to the cathode side, and the amount of liquid on the
As described above, on the cathode side, continuous operation can be easily performed, and ammonium persulfate can be produced with high efficiency without supplying an additional raw material to the cathode.
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。本発明は、これらの実施例により何ら限定を受けるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. The present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
電解槽について、隔膜として用いる陽イオン交換膜は、補強繊維が入っており、両表面に親水性コーティングが施されているNafion(登録商標)551(ケマーズ社製)を使用した。陽極としてチタン製の金属基材に白金を圧着したクラッド鋼を用いて作製した、金網状の白金クラッド電極を用い、陰極として金網状のSUS316製電極を用いた。40重量%硫酸アンモニウム水溶液に分極剤としてスルファミン酸グアニジン0.03重量%を添加した水溶液を陽極側原料として、陽極側バッファタンクに5008g供給し、流量1L/minで陽極側バッファタンクと電解槽(陽極室)の間を液循環させた。陰極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液を陰極側バッファタンクに5010g供給し、流量1L/minでバッファタンクと電解槽(陰極室)の間を液循環させた。陽極電流密度を45A/dm2として通電し、電解を行った。10時間電解後の電荷移動量は16.8molであった。通電後、得られた陽極側生成液中の過硫酸アンモニウム濃度を滴定により測定した。陽極側では通電時間2時間で1.40mol、10時間で5.30molの過硫酸アンモニウムが生成され、電流効率はそれぞれ83%と63%であった。電解中の陰極側生成ガスからは電解反応相当量の水素とアンモニアの発生が認められ、それぞれの発生量は水素17gと、アンモニア286gであった。
(Example 1)
Regarding the electrolytic cell, as the cation exchange membrane used as the diaphragm, Nafion (registered trademark) 551 (manufactured by The Chemours Company), which contains reinforcing fibers and has hydrophilic coatings on both surfaces, was used. A wire mesh-like platinum clad electrode prepared by using a clad steel obtained by crimping platinum to a titanium metal base material was used as an anode, and a wire mesh-like SUS316 electrode was used as a cathode. An aqueous solution prepared by adding 0.03% by weight of guanidine sulfamate as a polarization agent to a 40% by weight ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the anode side buffer tank as an anode side raw material in an amount of 5008 g, and the anode side buffer tank and the electrolytic cell (anode) were supplied at a flow rate of 1 L / min. The liquid was circulated between the chambers). As a cathode-side raw material, 5010 g of a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the cathode-side buffer tank, and the liquid was circulated between the buffer tank and the electrolytic cell (cathode chamber) at a flow rate of 1 L / min. Electrolysis was performed by energizing with an anode current density of 45 A / dm 2. The amount of charge transfer after electrolysis for 10 hours was 16.8 mol. After energization, the concentration of ammonium persulfate in the obtained anode-side product was measured by titration. On the anode side, 1.40 mol of ammonium persulfate was produced in 2 hours of energization time and 5.30 mol of ammonium persulfate in 10 hours, and the current efficiencies were 83% and 63%, respectively. From the gas produced on the cathode side during electrolysis, hydrogen and ammonia corresponding to the electrolytic reaction were generated, and the generated amounts were 17 g of hydrogen and 286 g of ammonia, respectively.
(実施例2)
隔膜として用いる陽イオン交換膜に、補強繊維が入っており、イオン交換ポリマー層が2層となっているNafion(登録商標)324(ケマーズ社製)を使用した以外、電解槽等の実験装置は実施例1と同様とした。陽極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液に分極剤としてスルファミン酸グアニジン0.03重量%を添加した水溶液を陽極側バッファタンクに5010g供給し、流量1L/minで陽極側バッファタンクと電解槽(陽極室)の間を液循環させた。陰極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液を陰極側バッファタンクに5035g供給し、流量1L/minでバッファタンクと電解槽(陰極室)の間を液循環させた。陽極電流密度を45A/dm2として通電し、電解を行った。10時間電解後の電荷移動量は16.8molであった。通電後、得られた陽極側生成液中の過硫酸アンモニウム濃度を滴定により測定した。陽極側では通電時間2時間で1.38mol、10時間で5.25molの過硫酸アンモニウムが生成され、電流効率はそれぞれ82%と63%であった。電解中の陰極側生成ガスからは電解反応相当量の水素とアンモニアの発生が認められた。
(Example 2)
Except for using Nafion (registered trademark) 324 (manufactured by The Chemours Company), which contains reinforcing fibers in the cation exchange membrane used as the diaphragm and has two ion exchange polymer layers, the experimental equipment such as the electrolytic cell is used. It was the same as in Example 1. As an anode-side raw material, 5010 g of an aqueous solution prepared by adding 0.03% by weight of guanidine sulfamate as a polarization agent to a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the anode-side buffer tank, and the anode-side buffer tank and the electrolytic cell (anode) were supplied at a flow rate of 1 L / min. The liquid was circulated between the chambers). As a cathode-side raw material, 5035 g of a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the cathode-side buffer tank, and the liquid was circulated between the buffer tank and the electrolytic cell (cathode chamber) at a flow rate of 1 L / min. Electrolysis was performed by energizing with an anode current density of 45 A / dm 2. The amount of charge transfer after electrolysis for 10 hours was 16.8 mol. After energization, the concentration of ammonium persulfate in the obtained anode-side product was measured by titration. On the anode side, 1.38 mol of ammonium persulfate was produced in 2 hours of energization time and 5.25 mol of ammonium persulfate in 10 hours, and the current efficiencies were 82% and 63%, respectively. From the gas produced on the cathode side during electrolysis, the generation of hydrogen and ammonia equivalent to the electrolytic reaction was observed.
(比較例1)
隔膜として用いる陽イオン交換膜に、イオン交換ポリマー層が単層で、補強繊維が入っておらず、親水性コーティングも施されていないNafion(登録商標)117を使用した以外、電解槽等の実験装置は実施例1と同様とした。陽極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液に分極剤としてスルファミン酸グアニジン0.03重量%を添加した水溶液を陽極側バッファタンクに5006g供給し、流量1L/minで陽極側バッファタンクと電解槽(陽極室)の間を液循環させた。陰極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液を陰極側バッファタンクに5002g供給し、流量1L/minで陰極側バッファタンクと電解槽(陰極室)の間を液循環させた。陽極電流密度を45A/dm2として通電し、電解を行った。10時間電解後の電荷移動量は16.8molであった。通電後、得られた陽極側生成液中の過硫酸アンモニウム濃度を滴定により測定した。陽極側では通電時間2時間で1.34mol、10時間で4.88molの過硫酸アンモニウムが生成され、電流効率はそれぞれ80%と58%であった。電解中の陰極側生成ガスからは電解反応相当量の水素とアンモニアの発生が認められた。
(Comparative Example 1)
Experiments on electrolytic cells, etc., except that Nafion (registered trademark) 117, which has a single ion exchange polymer layer, no reinforcing fibers, and no hydrophilic coating, was used for the cation exchange membrane used as the diaphragm. The apparatus was the same as in Example 1. As an anode-side raw material, 5006 g of an aqueous solution prepared by adding 0.03% by weight of guanidine sulfamate as a polarization agent to a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the anode-side buffer tank, and the anode-side buffer tank and the electrolytic cell (anode) were supplied at a flow rate of 1 L / min. The liquid was circulated between the chambers). As a cathode-side raw material, 5002 g of a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the cathode-side buffer tank, and the liquid was circulated between the cathode-side buffer tank and the electrolytic cell (cathode chamber) at a flow rate of 1 L / min. Electrolysis was performed by energizing with an anode current density of 45 A / dm 2. The amount of charge transfer after electrolysis for 10 hours was 16.8 mol. After energization, the concentration of ammonium persulfate in the obtained anode-side product was measured by titration. On the anode side, 1.34 mol of ammonium persulfate was produced in 2 hours of energization time and 4.88 mol of ammonium persulfate in 10 hours, and the current efficiencies were 80% and 58%, respectively. From the gas produced on the cathode side during electrolysis, the generation of hydrogen and ammonia equivalent to the electrolytic reaction was observed.
(実施例3)
陽極として、80メッシュの金網状である無垢の白金をチタン製の金属基材であるエキスパンドメタル上に溶接点数81点/dm2でスポット溶接した無垢の白金電極を用いた以外、電解槽等の実験装置は実施例1と同様とした。陽極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液に分極剤としてスルファミン酸グアニジン0.03重量%を添加した水溶液を5000g陽極側バッファタンクに供給し、流量1L/minで陽極側バッファタンクと電解槽(陽極室)の間を液循環させた。陰極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液を陰極側バッファタンクに5000g供給し、流量1L/minで陰極側バッファタンクと電解槽(陰極室)の間を液循環させた。陽極電流密度を45A/dm2として通電し、電解を行った。10時間電解後の電荷移動量は16.8molであった。通電後、得られた陽極側生成液中の過硫酸アンモニウム濃度を滴定により測定した。陽極側では通電時間2時間で1.42mol、10時間で6.14molの過硫酸アンモニウムが生成され、電流効率はそれぞれ85%と73%であった。電解槽の平均電圧は7.78Vであった。電解中の陰極側生成ガスからは電解反応相当量の水素とアンモニアの発生が認められた。
(Example 3)
As the anode, a solid platinum electrode made by spot-welding 80 mesh wire mesh solid platinum onto expanded metal, which is a titanium metal base material, at a welding point of 81 points / dm 2 was used, but in an electrolytic cell, etc. The experimental apparatus was the same as in Example 1. As an anode-side raw material, an aqueous solution prepared by adding 0.03% by weight of guanidine sulfamate as a polarization agent to a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to a 5000 g anode-side buffer tank, and the anode-side buffer tank and electrolytic cell (anode) were supplied at a flow rate of 1 L / min. The liquid was circulated between the chambers). As a cathode-side raw material, 5000 g of a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the cathode-side buffer tank, and the liquid was circulated between the cathode-side buffer tank and the electrolytic cell (cathode chamber) at a flow rate of 1 L / min. Electrolysis was performed by energizing with an anode current density of 45 A / dm 2. The amount of charge transfer after electrolysis for 10 hours was 16.8 mol. After energization, the concentration of ammonium persulfate in the obtained anode-side product was measured by titration. On the anode side, 1.42 mol of ammonium persulfate was produced in 2 hours of energization time and 6.14 mol of ammonium persulfate in 10 hours, and the current efficiencies were 85% and 73%, respectively. The average voltage of the electrolytic cell was 7.78V. From the gas produced on the cathode side during electrolysis, the generation of hydrogen and ammonia equivalent to the electrolytic reaction was observed.
(実施例4)
陽極として、80メッシュの金網状である無垢の白金をチタン製エキスパンドメタル上に溶接点数25点/dm2でスポット溶接した無垢の白金電極を用いた以外、電解槽等の実験装置は実施例1と同様とした。陽極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液に分極剤としてスルファミン酸グアニジン0.03重量%を添加した水溶液を陽極側バッファタンクに5008g供給し、流量1L/minで陽極側バッファタンクと電解槽(陽極室)の間を液循環させた。陰極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液を陰極側バッファタンクに5001g供給し、流量1L/minで陰極側バッファタンクと電解槽(陰極室)の間を液循環させた。陽極電流密度を45A/dm2として通電し、電解を行った。10時間電解後の電荷移動量は16.8molであった。通電後、得られた陽極側生成液中の過硫酸アンモニウム濃度を滴定により測定した。陽極側では通電時間2時間で1.49mol、10時間で6.14molの過硫酸アンモニウムが生成され、電流効率はそれぞれ89%と73%であった。電解槽の平均電圧は9.28Vであった。電解中の陰極側生成ガスからは電解反応相当量の水素とアンモニアの発生が認められた。
(Example 4)
As the anode, an experimental device such as an electrolytic cell was used in Example 1 except that a solid platinum electrode in which 80 mesh wire mesh-like solid platinum was spot-welded on titanium expanded metal at a welding point of 25 points / dm 2 was used. It was the same as. As an anode-side raw material, an aqueous solution prepared by adding 0.03% by weight of guanidine sulfamate as a polarization agent to a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the anode-side buffer tank in an amount of 5008 g, and the anode-side buffer tank and the electrolytic cell (anode) were supplied at a flow rate of 1 L / min. The liquid was circulated between the chambers). As a cathode-side raw material, 5001 g of a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the cathode-side buffer tank, and the liquid was circulated between the cathode-side buffer tank and the electrolytic cell (cathode chamber) at a flow rate of 1 L / min. Electrolysis was performed by energizing with an anode current density of 45 A / dm 2. The amount of charge transfer after electrolysis for 10 hours was 16.8 mol. After energization, the concentration of ammonium persulfate in the obtained anode-side product was measured by titration. On the anode side, 1.49 mol of ammonium persulfate was produced in 2 hours of energization time and 6.14 mol of ammonium persulfate in 10 hours, and the current efficiencies were 89% and 73%, respectively. The average voltage of the electrolytic cell was 9.28V. From the gas produced on the cathode side during electrolysis, the generation of hydrogen and ammonia equivalent to the electrolytic reaction was observed.
(比較例2)
隔膜としてNafion(登録商標)117(ケマーズ社製)を用い、陽極としてチタン製の金属基材に白金をメッキした、金網状のメッキ白金電極を用いた以外、電解槽等の実験装置は実施例1と同様とした。陽極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液に分極剤としてスルファミン酸グアニジン0.03重量%を添加した水溶液を陽極側バッファタンクに6000g供給し、流量1L/minで陽極側バッファタンクと電解槽(陽極室)の間を液循環させた。陰極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液を陰極側バッファタンクに6000g供給し、流量1L/minで陰極側バッファタンクと電解槽(陰極室)の間を液循環させた。陽極電流密度を45A/dm2として通電し、電解を行った。4時間電解後の電荷移動量は6.72molであった。通電後、得られた陽極側生成液中の過硫酸アンモニウム濃度を滴定により測定した。陽極側では通電時間2時間で0.88mol、4時間で1.62molの過硫酸アンモニウムが生成され、電流効率はそれぞれ52%と48%であった。電解槽の平均電圧は6.7Vであった。電解中の陰極側生成ガスからは電解反応相当量の水素とアンモニアの発生が認められた。
(Comparative Example 2)
Experimental equipment such as an electrolytic cell is an example except that Nafion (registered trademark) 117 (manufactured by The Chemours Company) is used as a diaphragm and a wire mesh-plated platinum electrode obtained by plating a titanium metal base material with platinum as an anode is used. It was the same as 1. As an anode-side raw material, 6000 g of an aqueous solution prepared by adding 0.03% by weight of guanidine sulfamate as a polarization agent to a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the anode-side buffer tank, and the anode-side buffer tank and the electrolytic cell (anode) were supplied at a flow rate of 1 L / min. The liquid was circulated between the chambers). As a cathode-side raw material, 6000 g of a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the cathode-side buffer tank, and the liquid was circulated between the cathode-side buffer tank and the electrolytic cell (cathode chamber) at a flow rate of 1 L / min. Electrolysis was performed by energizing with an anode current density of 45 A / dm 2. The amount of charge transfer after electrolysis for 4 hours was 6.72 mol. After energization, the concentration of ammonium persulfate in the obtained anode-side product was measured by titration. On the anode side, 0.88 mol of ammonium persulfate was produced in 2 hours of energization time and 1.62 mol of ammonium persulfate in 4 hours, and the current efficiencies were 52% and 48%, respectively. The average voltage of the electrolytic cell was 6.7V. From the gas produced on the cathode side during electrolysis, the generation of hydrogen and ammonia equivalent to the electrolytic reaction was observed.
(実施例5)
隔膜としてNafion(登録商標)551(ケマーズ社製)を使用した電解槽を用い、陽極として80メッシュの金網状である無垢の白金を、チタン製金網状基材に100点/dm2でスポット溶接した電極を用い、陰極に80メッシュの金網状であるSUS316からなる電極を用いた。陽極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液に分極剤としてスルファミン酸グアニジン0.03重量%を添加した水溶液を陽極室に464g供給した。それぞれのイオンの物質量としては、アンモニウムイオン3.02mol、硫酸イオン1.51molである。陰極側原料として、40重量%硫酸アンモニウム水溶液を陰極室に411g供給した。供給後、陽極電流密度は45A/dm2として通電し、電解を行った。8時間電解後の電荷移動量は1.34molであった。通電後、得られた陽極側生成液中の過硫酸アンモニウム濃度を滴定により測定した。陽極側では電解時間3時間で0.236mol、8時間で0.60molの過硫酸アンモニウムが生成され、電流効率はそれぞれ94%と89%であった。また、電解中の陰極側生成ガスからは電解反応相当量の水素とアンモニアの発生が認められ、それぞれの発生量はアンモニア23gと、水素1gであった。
(Example 5)
Using an electrolytic cell using Nafion (registered trademark) 551 (manufactured by Chemers) as the diaphragm, 80 mesh wire mesh solid platinum was spot welded to the titanium wire mesh base material at 100 points / dm 2 as the anode. An electrode made of SUS316, which has an 80-mesh wire mesh shape, was used as a cathode. As a raw material on the anode side, 464 g of an aqueous solution prepared by adding 0.03% by weight of guanidine sulfamate as a polarization agent to a 40% by weight ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the anode chamber. The amount of substance of each ion is 3.02 mol of ammonium ion and 1.51 mol of sulfate ion. As a cathode-side raw material, 411 g of a 40 wt% ammonium sulfate aqueous solution was supplied to the cathode chamber. After the supply, the anode current density was set to 45 A / dm 2 and the current was applied to perform electrolysis. The amount of charge transfer after electrolysis for 8 hours was 1.34 mol. After energization, the concentration of ammonium persulfate in the obtained anode-side product was measured by titration. On the anode side, 0.236 mol of ammonium persulfate was produced in 3 hours of electrolysis time and 0.60 mol of ammonium persulfate in 8 hours, and the current efficiencies were 94% and 89%, respectively. Further, hydrogen and ammonia corresponding to the electrolytic reaction were generated from the cathode-side generated gas during the electrolysis, and the generated amounts were 23 g of ammonia and 1 g of hydrogen, respectively.
実施例1〜5において、隔膜として繊維補強された陽イオン交換膜を用いたことで、繊維補強されていない陽イオン交換膜を用いた比較例1、2と比較して、通電時間が8時間や10時間の場合でも高い電流効率が得られ、長期間高い電流効率を維持した。さらに、実施例3〜5においては、陽極として、溶接点数を25点/dm2以上としたスポット溶接により無垢の白金と金属基材とを溶接した無垢の白金電極を使用したことで、より電流効率が高い結果が得られ、かつその維持率も高かった。また、実施例5においては、繊維補強された陽イオン交換膜が両表面に親水性層を有し、イオン交換ポリマー層が単層であり、さらに陽極として、溶接点数を100点/dm2としたスポット溶接により無垢の白金と金属基材とを溶接した無垢の白金電極を使用したことで、特に電流効率及び維持率が高い結果が得られた。 In Examples 1 to 5, the fiber-reinforced cation exchange membrane was used as the diaphragm, so that the energization time was 8 hours as compared with Comparative Examples 1 and 2 in which the fiber-reinforced cation exchange membrane was used. High current efficiency was obtained even in the case of 10 hours or 10 hours, and high current efficiency was maintained for a long period of time. Further, in Examples 3 to 5, a solid platinum electrode obtained by welding a solid platinum and a metal base material by spot welding with a number of welding points of 25 points / dm 2 or more was used as the anode, whereby a higher current was obtained. Highly efficient results were obtained, and the maintenance rate was also high. Further, in Example 5, the fiber-reinforced cation exchange membrane has hydrophilic layers on both surfaces, the ion exchange polymer layer is a single layer, and the number of welding points is 100 points / dm 2 as an anode. By using a solid platinum electrode obtained by welding a solid platinum and a metal base material by spot welding, the results with particularly high current efficiency and maintenance rate were obtained.
本発明によれば、アンモニアを併産できる過硫酸アンモニウムの製造方法において、隔膜として用いる材質の劣化を抑制しつつ、高い効率で過硫酸アンモニウムを製造でき、工業的に有利な過硫酸アンモニウムの製造プロセスを提供できる。 According to the present invention, in a method for producing ammonium persulfate capable of co-producing ammonia, ammonium persulfate can be produced with high efficiency while suppressing deterioration of the material used as a diaphragm, providing an industrially advantageous production process for ammonium persulfate. can.
1、11 電解槽
2、12 陽極側
3、13 陰極側
4 他製造工程
16 陽極側バッファタンク
17 陰極側バッファタンク
1, 11
Claims (8)
陽極側原料として硫酸アンモニウム水溶液を供給する工程と、
陰極側原料として、電荷移動量1.0molに対し酸由来の酸解離可能な水素イオン量が1.0mol未満である、硫酸アンモニウム水溶液、水酸化アンモニウム水溶液、および0.001〜1重量%の硫酸水溶液から選ばれる少なくとも1種を供給する工程と、
陽イオン交換膜で隔てられた電解槽を用いて電解し、陽極側に過硫酸アンモニウム、陰極側に少なくともアンモニアを生成する工程と、を有し、
前記陽イオン交換膜として繊維補強された陽イオン交換膜を用いる、過硫酸アンモニウムの製造方法。 It is a method of producing ammonium persulfate by electrolyzing ammonium sulfate.
The process of supplying an aqueous solution of ammonium sulfate as a raw material on the anode side,
As a raw material on the cathode side, an aqueous solution of ammonium sulfate, an aqueous solution of ammonium hydroxide, and an aqueous solution of 0.001 to 1% by weight of sulfuric acid having an acid-derived acid dissociable hydrogen ion amount of less than 1.0 mol with respect to an amount of charge transfer of 1.0 mol. The process of supplying at least one selected from
It has a step of electrolyzing using an electrolytic cell separated by a cation exchange membrane to generate ammonium persulfate on the anode side and at least ammonia on the cathode side.
A method for producing ammonium persulfate, which uses a fiber-reinforced cation exchange membrane as the cation exchange membrane.
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