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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 großflächige Elektrolysetechnologie wird von der Industrie zur Herstellung von Chloralkaliprodukten wie Chlor (Cl2) und Natriumhydroxid (NaOH / Kaustiknatron) durch die Elektrolyse von Natriumchlorid (NaCl) eingesetzt.

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

Anwendungen von Chloralkali

Die Chlor-Alkali-Verfahren werden seit dem 19. Jahrhundert in industriellen Umgebungen eingesetzt. Die daraus resultierenden Produkte bieten eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsbereiche, und der Prozess selbst ist heute die Hauptquelle für alles Chlor weltweit, wobei Gebiete wie die Vereinigten Staaten, Westeuropa, China, Indien, Brasilien und Japan weltweit führend in der Produktionskapazität sind.

Der Einsatz des Chlor-Alkali-Verfahrens besteht zur Herstellung von drei Hauptchemikalien: Chlor, Natriumhydroxid (Kaugensäure) und Kaliumhydroxid (ätzende Kaliumkali).

Chlor wird hauptsächlich zur Herstellung von chemischen Verbindungen oder organischen Chemikalien verwendet, wie Phosgen für Polycarbonat, Methylchlorid für Silikone, Polyvinylchlorid (PVC), Methylenchlorid für Klebstoffe, Polyurethane, Schwefelchloride für Pflanzenschutz und Farbstoffe sowie Titandioxid für Katalysatoren.

Produkte aus Chlor werden in verschiedenen Sektoren verwendet, darunter:

  • Bauwesen (PVC-Fenster, Wasserleitungen, Bodenbelag, Dachmaterialien)
  • Energie (Batterien, Solarpanels, Windturbinenblätter)
  • Lebensmittel (Pflanzenschutz, Verdickungsmittel)
  • Gesundheit und persönliche Pflege (Bleichmittel, Kosmetika, Waschmittel, zahnärztliche Behandlungen/Zemente, Deodorants, Reinigung, Textilien)
  • Hauspflege (Farben, Klebstoffe, Kältemittel)
  • Papier (Tinten, Beschichtungen, Zellstoff)
  • Pharmazeutika (Krebsbehandlung)
  • Sicherheit (Wasseraufbereitung)
  • Sport (Trainingsgeräte, Kleidung)
  • Technologie (Leiterplatten, Glasfaser, Halbleiter, Smartphones)
  • Transport (Autoteile, Bremsflüssigkeit, Frostschutz)

Produkte aus Natriumhydroxid (Säurekaustik) werden ebenfalls in vielen Bereichen verwendet, darunter:

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

Produkte aus Kaliumhydroxid (Kaustikkalium) kommen in Sektoren wie:

  • Landwirtschaft (Dünger)
  • Energie (Batterien)
  • Lebensmittel (Zusatzstoffe, Wein, Schokolade)
  • Industrie (Stahlgießerei, Kautschuk, Titandioxid, Brandlöschmittel, Schweißen)
  • Transport (Enteisungsflüssigkeit)

Euro Chlor, ein Branchenverband der europäischen Chlorindustrie, bietet eine detaillierte und interaktive Liste der Anwendungsmöglichkeiten für Chlor, Natronsäure und ätzende Kali:

Geschichte der industriellen Elektrolyse

Ab dem frühen 19. Jahrhundert entwickelte sich die Elektrolyse für Chloralkali von Laborexperimenten zu industriellen Installationen über fast 100 Jahre.

1800 – William Cruikshank wurde die erste Bildung von Chlor aus Lake mittels Elektrolyse zugeschrieben.

1833 – Faraday formulierte die Gesetze der Elektrolyse, die besagen: Die Menge der durch einen elektrischen Strom zersetzten Substanz ist proportional zur Zeit- und Stromdauer des elektrischen Stroms, der die Elektrolyse erzeugt.

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

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

1892 – In England patentierte Castner die Rocking Mercury Cell-Methode, während Kellner in Österreich eine ähnliche Quecksilberzelle patentierte.

1893 – Eine große Installation von Membranelektrolytzellen wurde in Rumford Falls in Kanada durchgeführt.

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

1897 – 1897 wurde eine großflächige industrielle Elektrolyseanlage in Weston Point, Runcorn, Vereinigtes Königreich, errichtet, die Chlor und Natronsäure produzierte. Bis heute unterhält INEOS großflächige Elektrolyseanlagen an diesem ursprünglichen Standort, und es ist weiterhin der Hauptsitz von INEOS Electrochemical Solutions.

1900er Jahre – Eine Reihe von Rocking Cell- und Diaphragma-Installationen tauchten weltweit auf und blieben viele Jahre beliebt.

1950er Jahre – Der Prozess der Membranzelltechnologie wurde entwickelt, ein energieeffizienterer Prozess, der nicht auf schädliche Substanzen angewiesen ist.

Gegenwart – Die Mehrheit der Chlor-Alkali-Zellraumanlagen verwendet heute das Membranzellverfahren. Diaphragma- und Quecksilberzellenprozesse werden aufgrund ihres Einsatzes von Asbest bzw. Quecksilber deutlich seltener eingesetzt, wobei viele Regionen der Welt Umweltgesetze nutzen, um noch existierende Quecksilberanlagen zu schließen. Die laufenden Entwicklungsarbeiten für das Membranzellenverfahren konzentrieren sich darauf, den Energieverbrauch noch weiter zu senken, mit wichtigen Innovationen bei Elektrodenbeschichtungen, optimierten 'Zero-Gap'-Elektrodendesigns und verbesserten Membranmaterialien.

Branchenverbände

Die Chlor-Alkali-Industrie wird sowohl auf nationaler als auch internationaler Ebene durch eine Reihe von Handelsorganisationen vertreten. Viele von ihnen veranstalten jährliche Veranstaltungen, Schulungen zu Anwendungen von Chlor und Natron, Sicherheitsleitlinien für Chlor-Alkali-Elemente sowie Best-Practice-Ressourcen für Mitglieder und bieten zudem Verantwortung für die Branche. Jährliche Daten zur Chlor- und Kaustikproduktion werden von diesen Organisationen ebenfalls häufig erhoben.