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INEOS Group
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Der Chlor-Alkali-Prozess

Erfahren Sie mehr über die Geschichte der industriellen Elektrolyse, moderne Chlor-Alkali-Prozesse und wichtige Branchenverbände.

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Die Großelektrolysetechnologie wird von der Industrie zur Herstellung von Chloralkaliprodukten wie Chlor (Cl2) und Natriumhydroxid (NaOH / Natronlauge) durch die Elektrolyse von Natriumchlorid (NaCl) eingesetzt.

Weitere Anwendungen des Verfahrens sind die Herstellung von Kaliumhydroxid (KOH) oder Salzsäure (HCI / Muriasäure) und Natriumhypochlorit (Bleichmittel).

Chloralkali-Anwendungen

Die Chlor-Alkali-Verfahren werden seit dem 19. Jahrhundert in der Industrie eingesetzt. Die daraus resultierenden Produkte bieten eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen, und das Verfahren selbst ist heute die Hauptquelle für sämtliches Chlor weltweit, wobei Gebiete wie die Vereinigten Staaten, Westeuropa, China, Indien, Brasilien und Japan weltweit führend in Bezug auf die Produktionskapazität sind.

Die Anwendung des Chlor-Alkali-Verfahrens besteht in der Herstellung von 3 Hauptchemikalien: Chlor, Natriumhydroxid (Natronlauge) und Kaliumhydroxid (Kalilauge).

In erster Linie wird Chlor zur Herstellung chemischer Verbindungen oder organischer Chemikalien wie Phosgen für Polycarbonat, Methylchlorid für Silikone, Polyvinylchlorid (PVC), Methylenchlorid für Klebstoffe, Polyurethane, Schwefelchloride für Pflanzenschutzmittel und Farbstoffe sowie Titandioxid für Katalysatoren verwendet.

Produkte aus Chlor werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, darunter:

  • Bauwesen (PVC-Fenster, Wasserleitungen, Fußböden, Dachmaterialien)
  • Energie (Batterien, Sonnenkollektoren, Rotorblätter von Windkraftanlagen)
  • Lebensmittel (Pflanzenschutz, Verdickungsmittel)
  • Gesundheit & Körperpflege (Bleichmittel, Kosmetika, Waschmittel, Zahnbehandlungen/Zemente, Deodorants, chemische Reinigung, Textilien)
  • Home Care (Farben, Klebstoffe, Kältemittel)
  • Papier (Druckfarben, Lacke, Zellstoff)
  • Pharmazeutika (Krebsbehandlung)
  • Sicherheit (Wasseraufbereitung)
  • Sport (Trainingsgeräte, Bekleidung)
  • Technologie (Leiterplatten, Glasfasern, Halbleiter, Smartphones)
  • Transport (Autoteile, Bremsflüssigkeit, Frostschutzmittel)

Auch Produkte aus Natronlauge werden in vielen Bereichen eingesetzt, darunter:

  • Bauwesen (Kohlefaser, Bergbau, Metallbeschichtung)
  • Energie (Ölraffinerie, Windkraftanlagen)
  • Gesundheit & Körperpflege (Seifen, Zahnbürsten, Antikoagulanzien, Shampoo, Vitamine)
  • Haushalt (Kochgeräte, Folien, Türen und Fenster)
  • Sport (Fahrräder, Tennisschläger, Segel)

Produkte aus Kaliumhydroxid (Kalilauge) sind in folgenden Bereichen zu finden:

  • Landwirtschaft (Düngemittel)
  • Energie (Batterien)
  • Lebensmittel (Zusatzstoffe, Wein, Schokolade)
  • Industrie (Stahlgießerei, Gummi, Titandioxid, Feuerlöschmittel, Schweißen)
  • Transport (Enteisungsmittel)

Euro Chlor, ein Handelsverband, der die europäische Chlorindustrie vertritt, bietet eine detaillierte und interaktive Liste von Anwendungen für Chlor, Natronlauge und Kalilauge:

Geschichte der industriellen Elektrolyse

Beginnend im frühen 19. Jahrhundert entwickelte sich die Entwicklung der Elektrolyse für Chloralkali von Versuchen im Labormaßstab zu Anlagen im industriellen Maßstab über fast 100 Jahre.

1800 – William Cruikshank wird die erste Bildung von Chlor aus Sole durch die Methode der Elektrolyse zugeschrieben.

1833 – Faraday formulierte die Gesetze der Elektrolyse, die besagen: Die Menge der Substanz, die durch elektrischen Strom zersetzt wird, ist proportional zur Länge und dem Strom des elektrischen Stroms, der die Elektrolyse erzeugt.

1851 und 1853 – Cook und Watt erhalten Patente für die Elektrolyse von Chlor aus Sole.

1880er Jahre – Nachdem neue Erfindungen die Versorgung mit hohem elektrischem Strom zur Unterstützung des Prozesses ermöglicht hatten, wurden zwei grundlegende Elektrolysemethoden untersucht; die "Quecksilberkathode" und die "Membran"-Zelle.

1892 - In England patentiert Castner das Rocking Mercury Cell Verfahren, während Kellner in Österreich eine Quecksilberzelle ähnlicher Bauart patentieren lässt.

1893 – In Rumford Falls in Kanada wird eine große Anlage von Membran-Elektrolysezellen realisiert.

1895 - Nach einem Patentvertrag mit Solvay in Belgien (die die Patentrechte an der Kellner-Zelle hielten) wurde die Firma Castner-Kellner gegründet.

1897 – 1897 wurde in Weston Point, Runcorn, Großbritannien, eine große Elektrolyseanlage im industriellen Maßstab errichtet, in der Chlor und Natronlauge hergestellt wurden. Bis heute unterhält INEOS an diesem ursprünglichen Standort groß angelegte Elektrolyseanlagen, und er ist nach wie vor der Hauptsitz von INEOS Electrochemical Solutions.

1900er Jahre – Eine Reihe von Rocking Cell- und Membraninstallationen tauchten auf der ganzen Welt auf und blieben viele Jahre lang beliebt.

1950er Jahre – Es wird ein Verfahren zur Membranzellentechnologie entwickelt, ein energieeffizienteres Verfahren, das ohne den Einsatz von Schadstoffen auskommt.

Gegenwart – Die meisten Installationen von Chlor-Alkali-Zellräumen verwenden heute das Membranzellenverfahren. Membran- und Quecksilberzellenprozesse werden aufgrund der Verwendung von Asbest bzw. Quecksilber in viel geringerem Umfang verwendet, wobei viele Regionen der Welt Umweltgesetze anwenden, um noch existierende Quecksilberanlagen zu schließen. Die laufenden Entwicklungsbemühungen für den Membranzellenprozess konzentrieren sich darauf, den Energieverbrauch noch weiter zu senken, mit wichtigen Innovationen bei Elektrodenbeschichtungen, optimierten "Zero-Gap"-Elektrodendesigns und verbesserten Membranmaterialien.

Branchenverbände

Die Chloralkaliindustrie ist sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene durch eine Reihe von Berufsverbänden vertreten. Viele von ihnen veranstalten jährliche Veranstaltungen, Schulungsworkshops für Chlor- und Natronlaugeanwendungen, Chlor-Alkali-Sicherheitshinweise und Best-Practice-Ressourcen für die Mitglieder sowie die Bereitstellung von Verantwortung für die Branche. Auch die jährlichen Daten zur Produktion von Chlor und Lauge werden häufig von diesen Organisationen zusammengestellt.