氫、氯和燒堿氫氧化鈉都是重要的化工基本原料。在此基礎(chǔ)上可以生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，構(gòu)成品種多、產(chǎn)量大的氯堿工業(yè)體系;

氫氧化鈉是重要的工業(yè)堿，主要用于化工、紡織、造紙、印染、建材等工業(yè)。一般以不同濃度的液堿、固堿、片堿等產(chǎn)品出售;

氫氣一般不能作為大宗產(chǎn)品出售，最直接的產(chǎn)品是生產(chǎn)鹽酸，其次是發(fā)展消耗氫氣的一類(lèi)產(chǎn)品，例如苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷，進(jìn)一步生產(chǎn)尼龍，糠醛加氫生產(chǎn)糠醇基四氫呋喃等，丁炔二醇加氫生產(chǎn)1，4-丁二醇，利用氫氨化反應(yīng)生產(chǎn)有機(jī)胺類(lèi)產(chǎn)品等。

氯氣多以液氯產(chǎn)品出售，也可用于生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧丙烷、氯乙烯、甲烷氯化物等大規(guī)模產(chǎn)品。還廣泛用于農(nóng)藥等精細(xì)化工產(chǎn)品、造紙等的生產(chǎn)。

電解食鹽水是氯堿工業(yè)的支柱，其經(jīng)濟(jì)性能直接影響整個(gè)氯堿行業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。理論上生產(chǎn)1噸100%NaOH可制得氯氣、氫氣的重量及消耗氯化鈉和水的重量分別為:

氯氣: 887.5 kg

氫氣: 25 kg

耗鹽:1462.5 kg

耗水:450 kg

其主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就是噸堿電耗。計(jì)算噸堿電耗的公式如下:

Wg=V×1000/(1.492×η)

式中:Wg生產(chǎn)1噸100%的純NaOH實(shí)際消耗的直流電能，單位為千瓦小時(shí)/噸NaOH;

V電解槽槽電壓，單位V;

η電解槽陰極電流效率，%;

1.492 為NaOH電化當(dāng)量，g /(A·h)

由上式可以看出影響電耗的主要因素是電解槽的槽電壓和陰極電流效率。降低電解槽槽電壓，主要措施是降低陰極和陽(yáng)極電位。保持金屬陽(yáng)極活性，增加隔膜的滲透性是有效的措施。陰極電流效率與電解液的鹽堿比成正比，嚴(yán)格控制在在1.3~1.5.范圍，電解液濃度在125~130g/L,增加電解質(zhì)的導(dǎo)電率就可使電流效率最高。

氯堿工業(yè)是以氯化鈉為基本原料，生產(chǎn)含氯、加氫、燒堿等系列化工產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)部門(mén)。其最基本的生產(chǎn)裝置是電解氯化鈉鹽水裝置，它不僅是最重要的無(wú)機(jī)電化合成過(guò)程，也是世界上規(guī)模最大的電化學(xué)工業(yè)之一。中國(guó)燒堿的產(chǎn)能有3千多萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)能的40%以上，耗電量為全國(guó)總耗電量的2%左右。其基本原理為:

電解食鹽水的總反應(yīng)方程是為:

2NaCl +2 H2O → Cl2 + H2 +2NaOH

陽(yáng)極反應(yīng)為:2Cl→ Cl2

陰極反應(yīng)為:2H2O + 2e → H2 + 2OH

在25℃時(shí)氯氣壓力為0.1MPa條件下，采用飽和食鹽水水溶液，析氯反應(yīng)的平衡電極電位為1.32V，而在同一溫度下，氫氣的壓力也為0.1MPa，電解液的組成為氫氧化鈉100g/L,氯化鈉180g./L，析氫的平衡電極電位為-0.851V，所以理論分解電位為2.171V。由于采用的工藝不同，有隔膜電解法、離子膜電解法和水銀電解法。隔膜電解法采用多空的濾過(guò)式隔膜，將陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)分隔，防止兩級(jí)產(chǎn)物的混合。離子膜法采用對(duì)離子有選擇性的離子交換膜作為隔膜(全氟陽(yáng)離子交換膜)，這類(lèi)膜只允許鈉離子通過(guò)由陽(yáng)極區(qū)向陰極區(qū)遷移，而OH、Cl離子及水分子均不能通過(guò)。這樣不僅隔開(kāi)兩區(qū)產(chǎn)物，而且從陰極區(qū)獲得濃度高達(dá)32~35%的NaOH溶液。水銀法在電解槽不用隔膜，采用水銀為陰極材料，避免了兩區(qū)產(chǎn)物的混合