一種生產高濃度穩定態二氧化氯的方法
2023-05-02 23:52:26 2
專利名稱：一種生產高濃度穩定態二氧化氯的方法
技術領域：
本發明涉及一種氯的氧化物的生產方法。
二氧化氯是優良的漂白劑和高效氧化劑。目前，生產二氧化氯已有多種方法，主要原料是氯酸鈉。最早的生產方法有馬蒂遜(Mathieson)法，它以SO2為還原劑，還用到H2SO4，這種方法的缺點是收率低。加拿大的拉普遜(Rapson)教授發明的R1法採用NaClO3、SO2和H2O生產ClO2，他發明的R2法採用NaClO3、NaCl和H2SO4作原料，R2法操作簡單，收率較高，但用的硫酸較多，並副產大量Na2SO4，回收較困難。蘇爾維(Solvey)法是美國阿萊德公司開發的工藝，它以NaClO3H2SO4和CH3OH為原料，該法將ClO2的收率提高至85-90%。隨後，阿萊德公司在上述各種工藝的基礎上，又相繼開發了一系列的R系新工藝，分別命名為R3法、R3H法、R4法、R5法、R6法、R7法以及1980年代初開發的R8法，都是工業上廣泛採用的方法。R3法的反應原理與R2法同，主要是改變了所用的設備和溶液的循環，並提高了二氧化氯水溶液的濃度。R3H法與R3法的區別在於部份或全部用次氯酸水溶液或無水鹽酸取代氯化鈉，加酸是為了減少硫酸用量和副產Na2SO4的量。R4法旨在通過複分解反應轉變濾餅為氯化鈉，並將酸循環至發生器，但經濟上價值不大。R5法又稱鹽酸法即讓NaClO3與HCl反應生成ClO2，該法設備與工藝條件類似於R3法，在真空下和反應溫度下生成二氧化氯，其特點是能夠回收純淨的氯化鈉晶體，但它以無水鹽酸為原料，成本較高。R6法是R5法工藝與氯酸鈉電解生產裝置相結合。反應器進料為電解裝置出來的氯酸鈉槽液，其中含有重鉻酸鈉、氯化鈉和氯酸鈉。R6法中由於包括電解氯化鈉裝置，投資成本較高。1980年代初R7法首先在北美工業化，它採用SO2作還原劑，其總反應為
其中副產物Na2SO4大為減少R8法已於1985年在美國投產。由於它工藝操作容易控制。生產效率高，受到操作人員的好評。目前正在擴大使用。
R8法用的原料與上述蘇爾維法相同，其主反應如下
它採用了高酸度反應介質，主反應可以連續進行。轉化率達99-100%，在其副反應中可生成少量的氯氣副產品。R8法採用反應-蒸發-結晶的單元反應器。反應在100-400mmHg壓力下及反應物沸點溫度下進行，然後讓產物ClO2在吸收塔中用冷水吸收變成溶液，其中ClO2的濃度為10-12g/L。該方法可以平穩地連續操作，為了達到酸與反應物高效混合的目的，含酸的氣體流在進入循環物料流中時，應該具有相當高的噴射速度。酸在進入循環物料流之前應儘可能地高度霧化，並且需要採用大流量的循環泵，使反應液在反應器和重沸器之間循環流通。R8法的缺點是在較高負壓和沸騰狀態下反應，使用的設備複雜，並且得到的ClO2溶液濃度低。
本發明的目的在於提供一種改進的生產高濃度穩定態二氧化氯的方法，它可以在稍低於大氣壓力下進行反應，使用較少的設備，以彌補現有的生產ClO2方法的上述不足之處。
本發明採用氯酸鈉、硫酸和甲醇為原料，將各反應物在反應器中混合均勻後，加熱使其溫度維持在75-80℃進行反應，然後用抽空的方法使產物ClO2由反應器上出口經過裝有過碳酸鈉溶液的吸收塔吸收而成為溶液，此時反應器上出口處壓力保持在650-750mmHg柱即可。
按本發明的方法生產ClO2，設備簡單，容易操作和控制，轉化率為99-100%，產生的Cl2氣量極少，反應可在650-750mmHg柱下進行，所得溶液中ClO2的含量為60-70克/升，便於運輸。
實施例在反應器中按40∶12∶5放入H2SO4、NaClO3和CH3OH再放入一些水，混合均勻，加熱至75-80℃，產生黃色ClO2氣體，將其從反應器上出口引出，經過裝有PH9左右的過碳酸鈉溶液的吸收塔，該吸收塔連在抽空系統上，後者使反應器上出口處壓力保持在700mmHg左右。分析所得ClO2溶液，其中含游離ClO2為65g/L，反應器下部的沉澱由其下口排出，經蒸發器蒸發後可得到副產品Na3H(SO4)2。
權利要求
1.一種生產高濃度穩定態二氧化氯的方法，它以氯酸鈉、硫酸和甲醇為原料，其特徵在於將各反應物在反應器中混合均勻之後，加熱使其溫度維持在75-80℃下進行反應，然後用抽空的方法使反應產物ClO2由反應器上出口經過裝有過碳酸鈉溶液的吸收塔吸收而成為溶液，此時反應器上出口處保持650-750mmHg的壓力即可。
全文摘要
一種生產高濃度穩定態二氧化氯的方法，它以氯酸鈉、硫酸和甲醇為原料，將各反應物在反應器中混合均勻後，加熱使其在75—80℃下進行反應，然後用抽空的方法使反應產物ClO
文檔編號C01B11/02GK1075298SQ9210053
公開日1993年8月18日 申請日期1992年2月13日 優先權日1992年2月13日
發明者陸昱京, 王俊鶴, 唐思齊, 李鴻瑞 申請人:青島海洋大學