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 ».
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- Version archivée 1 de juin 1993 par Dominique RAVIER
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Procédé diaphragme2. Procédé mercure
2.1 Principe du procédé
Le principe de base du procédé mercure (figure 11) est de produire le chlore dans la cellule d’électrolyse et la soude et l’hydrogène dans un réacteur séparé appelé décomposeur. Ainsi, à l’anode a lieu la production de chlore par oxydation du chlorure.
À la cathode, il y a formation de l’amalgame de sodium dans le mercure à une teneur voisine de 0,2 % en masse par réduction de l’ion Na+ suivant la réaction :
Cet amalgame réagit avec de l’eau dans un réacteur appelé décomposeur avec coproduction d’hydrogène et de soude à 50 % en masse suivant la réaction :
Le mercure régénéré est recyclé au niveau des cellules.
HAUT DE PAGE2.2 Matières premières
Le chlorure de sodium (NaCl) peut avoir plusieurs origines :
-
sel marin ;
-
sel gemme ;
-
sel ex-saline (évaporation à partir d’une saumure) ;
-
sel dit « pêché » (sel récupéré dans une section de concentration de soude d’une unité chlore-soude par le procédé diaphragme).
Du fait de la présence d’une boucle de recirculation avec une consommation d’eau liée au procédé très faible, du sel solide est nécessaire pour l’étape de resaturation. Une alimentation directe à partir d’une saumure n’est pas économiquement envisageable car elle nécessiterait une évaporation importante d’eau sur la boucle...
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Procédé mercure
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
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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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