Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’électrolyse en courant continu de solutions aqueuses de chlorure de sodium permet d’obtenir du chlore, de la soude et de l’hydrogène. Le principe de base des cellules d’électrolyse est de maintenir séparer les deux gaz, chlore et hydrogène, pour des raisons de sécurité et les deux produits, chlore et soude, susceptibles de se recombiner. Il y a trois procédés d’électrolyse différents actuellement exploités : le procédé « mercure », le procédé « diaphragme » et le « procédé « membrane ».
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The direct current electrolysis of aqueous sodium chloride solutions allows for obtaining chlorine, soda and hydrogen. The basic principle of electrolysis cells is to maintain the two gases - chlorine and hydrogen- separated for safety reasons as well as the two products - chorine and soda - which may recombine. Three electrolysis processes are currently used: the "mercury" process, the "diaphragm" process and the "membrane" process.
Auteur(s)
-
Jean-Christophe MILLET : Responsable Procédés Division Chlorochimie - Arkema
INTRODUCTION
L’électrolyse en courant continu de solutions aqueuses de chlorure de sodium permet d’obtenir du chlore, de la soude et de l’hydrogène. La réaction chimique globale est la suivante :
mettant en jeu deux électrons.
Le principe général du procédé nécessite cinq sections principales :
-
le traitement de purification de la saumure ;
-
la salle d’électrolyse ;
-
le traitement du chlore ;
-
l’obtention de la soude à 50 % en masse ;
-
le traitement de l’hydrogène ;
et peut être représenté par le schéma de principe de la figure 1.
Le principe de base des cellules d’électrolyse est de maintenir séparer les deux gaz (chlore et hydrogène) pour des raisons de sécurité (réaction violente entre les deux gaz) et les deux produits (chlore et soude) susceptibles de se recombiner.
Il y a trois procédés d’électrolyse différents actuellement exploités :
-
le premier avec une cathode en mercure, dit procédé « mercure » ;
-
le deuxième avec un diaphragme percolant comme séparateur des chambres anodique et cathodique, dit procédé « diaphragme » ;
-
le troisième avec une membrane échangeuse d’ions comme séparateur des chambres anodique et cathodique, dit procédé « membrane ».
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 1993 par Dominique RAVIER
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Présentation
Autres procédés d’obtention de chlore5. Comparaison des trois procédés d’électrolyse
5.1 Comparaison du point de vue procédé
Le tableau 4 résume les principales caractéristiques des trois procédés industriels précédemment décrits.
HAUT DE PAGE5.2 Comparaison économique
D’un point de vue coût d’exploitation, le procédé membrane avec des cellules bipolaires nouvelle génération (cf. dossier Cellules d’électrolyse du chlorure de sodium [J 4 804]) consomme moins d’énergie tout en opérant à des densités de courant très élevées (c’est-à-dire à des productivités très fortes). Par ailleurs, le procédé « diaphragme » a l’inconvénient de consommer beaucoup de vapeur si l’on doit concentrer la liqueur cathodique pour obtenir de la soude commerciale (de l’ordre de 2,5 t/t NaOH). Le tableau 5 résume les performances des trois procédés.
Quant à l’investissement, le procédé membrane présente un net avantage par rapport au diaphragme.
Il faut retenir, pour une unité neuve de plus de 200 kt de chlore par an, un investissement d’environ 600 à 800 € par tonne de capacité en chlore installée et la moitié en cas d’une conversion d’une unité mercure en membrane.
Les producteurs de chlore européens se sont engagés à ne plus construire de nouvelles salles exploitant le procédé mercure et à ne pas augmenter les capacités existantes pour...
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Comparaison des trois procédés d’électrolyse
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SCONCE (J.S.) - Chlorine. Its manufacture, properties and uses - . American Chemical Society Monograph Series, Reinhold Publishing Co. (1962).
-
(2) - ULLMANN’s Encyclopedia of Industrial Chemistry - . Vol. A6, p. 399-481, VCH (Verlag Chemie) (1986).
-
(3) - Chlore - . Fiche toxicologique, no 51, INRS (1987).
-
(4) - * - Livre Le Chlore publié par le Syndicat des Halogènes et Dérivés (SHD) – 5e édition (juillet 2002).
-
(5) - Recent developments in chlorine processing - – Présentation de Krebs Swiss à TECHNOGERMA – 1999.
-
(6) - Journal of Applied Chem. of USSR - , Vol. 41, No. 7, pp. 1524 (1968).
ANNEXES
Eurochlor http://www.eurochlor.org
HAUT DE PAGEHAUT DE PAGE
Arkema http://www.arkema.com
Solvay http://www.solvay.fr
Rhodia http://chloralp.com/fr/qsn_pres.html
SPC Harbonnières
Tessenderlo
Potasse et produits chimiques
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Métaux spéciaux
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