CN1075298A - 一种生产高浓度稳定态二氧化氯的方法 - Google Patents

一种生产高浓度稳定态二氧化氯的方法 Download PDF

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陆昱京
王俊鹤
唐思齐
李鸿瑞
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Abstract

一种生产高浓度稳定态二氧化氯的方法，它以氯 酸钠、硫酸和甲醇为原料，将各反应物在反应器中混 合均匀后，加热使其在75—80℃下进行反应，然后用 抽空的方法使反应产物ClO2由反应器上出口经过 装有过碳酸钠溶液的吸收塔吸收而成为溶液，此时反 应器上出口处压力为650—750mmHg。按本发明的 方法生产ClO2设备简单，容易操作和控制，转化率 为99—100％，产生Cl2极少，所得溶液含ClO260— 70克/升，便于运输。

Description

本发明涉及一种氯的氧化物的生产方法。
二氧化氯是优良的漂白剂和高效氧化剂。目前，生产二氧化氯已有多种方法，主要原料是氯酸钠。最早的生产方法有马蒂逊（Mathieson）法，它以SO2为还原剂，还用到H2SO4，这种方法的缺点是收率低。加拿大的拉普逊（Rapson）教授发明的R1法采用NaClO3、SO2和H2O生产ClO2，他发明的R2法采用NaClO3、NaCl和H2SO4作原料，R2法操作简单，收率较高，但用的硫酸较多，并副产大量Na2SO4，回收较困难。苏尔维（Solvey）法是美国阿莱德公司开发的工艺，它以NaClO3H2SO4和CH3OH为原料，该法将ClO2的收率提高至85-90%。随后，阿莱德公司在上述各种工艺的基础上，又相继开发了一系列的R系新工艺，分别命名为R3法、R3H法、R4法、R5法、R6法、R7法以及1980年代初开发的R8法，都是工业上广泛采用的方法。R3法的反应原理与R2法同，主要是改变了所用的设备和溶液的循环，并提高了二氧化氯水溶液的浓度。R3H法与R3法的区别在于部份或全部用次氯酸水溶液或无水盐酸取代氯化钠，加酸是为了减少硫酸用量和副产Na2SO4的量。R4法旨在通过复分解反应转变滤饼为氯化钠，并将酸循环至发生器，但经济上价值不大。R5法又称盐酸法即让NaClO3与HCl反应生成ClO2，该法设备与工艺条件类似于R3法，在真空下和反应温度下生成二氧化氯，其特点是能够回收纯净的氯化钠晶体，但它以无水盐酸为原料，成本较高。R6法是R5法工艺与氯酸钠电解生产装置相结合。反应器进料为电解装置出来的氯酸钠槽液，其中含有重铬酸钠、氯化钠和氯酸钠。R6法中由于包括电解氯化钠装置，投资成本较高。1980年代初R7法首先在北美工业化，它采用SO2作还原剂，其总反应为：
其中副产物Na2SO4大为减少
R8法已于1985年在美国投产。由于它工艺操作容易控制。生产效率高，受到操作人员的好评。目前正在扩大使用。
R8法用的原料与上述苏尔维法相同，其主反应如下：
它采用了高酸度反应介质，主反应可以连续进行。转化率达99-100%，在其副反应中可生成少量的氯气副产品。R8法采用反应-蒸发-结晶的单元反应器。反应在100-400mmHg压力下及反应物沸点温度下进行，然后让产物ClO2在吸收塔中用冷水吸收变成溶液，其中ClO2的浓度为10-12g/L。该方法可以平稳地连续操作，为了达到酸与反应物高效混合的目的，含酸的气体流在进入循环物料流中时，应该具有相当高的喷射速度。酸在进入循环物料流之前应尽可能地高度雾化，并且需要采用大流量的循环泵，使反应液在反应器和重沸器之间循环流通。R8法的缺点是在较高负压和沸腾状态下反应，使用的设备复杂，并且得到的ClO2溶液浓度低。
本发明的目的在于提供一种改进的生产高浓度稳定态二氧化氯的方法，它可以在稍低于大气压力下进行反应，使用较少的设备，以弥补现有的生产ClO2方法的上述不足之处。
本发明采用氯酸钠、硫酸和甲醇为原料，将各反应物在反应器中混合均匀后，加热使其温度维持在75-80℃进行反应，然后用抽空的方法使产物ClO2由反应器上出口经过装有过碳酸钠溶液的吸收塔吸收而成为溶液，此时反应器上出口处压力保持在650-750mmHg柱即可。
按本发明的方法生产ClO2，设备简单，容易操作和控制，转化率为99-100%，产生的Cl2气量极少，反应可在650-750mmHg柱下进行，所得溶液中ClO2的含量为60-70克/升，便于运输。
实施例 在反应器中按40∶12∶5放入H2SO4、NaClO3和CH3OH再放入一些水，混合均匀，加热至75-80℃，产生黄色ClO2气体，将其从反应器上出口引出，经过装有PH9左右的过碳酸钠溶液的吸收塔，该吸收塔连在抽空***上，后者使反应器上出口处压力保持在700mmHg左右。分析所得ClO2溶液，其中含游离ClO2为65g/L，反应器下部的沉淀由其下口排出，经蒸发器蒸发后可得到副产品Na3H（SO4）2。

Claims (1)

1、一种生产高浓度稳定态二氧化氯的方法，它以氯酸钠、硫酸和甲醇为原料，其特征在于将各反应物在反应器中混合均匀之后，加热使其温度维持在75-80℃下进行反应，然后用抽空的方法使反应产物ClO2由反应器上出口经过装有过碳酸钠溶液的吸收塔吸收而成为溶液，此时反应器上出口处保持650-750mmHg的压力即可。
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