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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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-
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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8. Principaux usages du chlore
Il est difficile de faire un inventaire complet des usages et applications du chlore et de ses dérivés, étant donnée la multiplicité des produits chlorés recensés et surtout la très grande variété des applications dans de nombreux secteurs de l’économie. Néanmoins la figure 23 donne un aperçu de la répartition des utilisations du chlore en Europe.
Le chlore n’est utilisé sous sa forme originale que pour le traitement de l’eau.
La coproduction de chlore et d’hydroxyde de sodium en proportions fixes (1,128 tonnes de soude caustique, en tant que NaOH à 100 %, par tonne de chlore produit) a toujours posé un problème à l’industrie du chlore. Ces deux produits sont utilisés pour des applications finales très diverses avec des dynamiques de marché différentes, et il est très rare que les deux demandes coïncident. Selon la demande qui domine, l’autre produit peut être considéré comme un sous-produit et son prix varie en conséquence. Les prix peuvent subir des variations extrêmes.
Sur le marché libre, en cas d’offre excédentaire, les prix de la soude caustique peuvent tomber jusqu’à 20 à 30 € la tonne, alors que, si l’offre est insuffisante, ils peuvent atteindre 300 € et plus la tonne.
Le chlore proprement dit est difficile à transporter sur de longues distances ; cela dit, il peut être et est exporté sous forme de dichloroéthane (DCE), un précurseur du PVC. La soude caustique est un produit d’usage commercial courant. Compte tenu des conditions économiques favorables de production dans le Golfe du Mexique aux États-Unis (électricité, sel et éthylène bon marché), les USA sont le principal exportateur de DCE et de soude caustique. L’Europe est à peu près à l’équilibre pour le chlore et est traditionnellement le deuxième exportateur mondial de soude caustique. Actuellement, elle est importatrice net. L’Australie (alcali pour l’industrie de l’alumine) et l’Asie du Sud-Est (DCE et soude caustique) sont les principales régions importatrices.
De nouvelles capacités de production au Moyen-Orient et en Asie du Sud-Est sont en train de perturber cette structure traditionnelle du commerce. Qui plus est, la croissance du marché du chlore en Europe est moins importante que dans les autres régions du monde. Alors que, globalement, on estime que cette croissance devrait se maintenir à...
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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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