CH656868A5

CH656868A5 - Procede de preparation continue d'hypochlorite de sodium a haute concentration.

Info

Publication number: CH656868A5
Application number: CH4305/83A
Authority: CH
Inventors: Jacques Dugua
Original assignee: Ugine Kuhlmann
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1983-08-08
Publication date: 1986-07-31
Also published as: CA1213717A; BE897333A; IT1161508B; NL192302C; US4780303A; GB2126207A; NL192302B; GB8322145D0; GB2126207B; JPS5954605A; NL8302949A; FR2532291B1; DE3330336C2; IT8367861A0; FR2532291A1; DE3330336A1

Description

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REVENDICATION

Procédé de préparation continue d'hypochlorite de sodium à haute concentration consistant à faire réagir en deux stades du chlore pur ou dilué par des gaz inertes avec une solution d'hydroxyde de sodium ayant une concentration comprise entre 20 et 50% en poids, dans lequel le premier stade de la chloration de la solution d'hydroxyde de sodium est effectué dans une colonne d'absorption dans laquelle les concentrations en NaCIO et NaOH dans la solution d'hypochlorite de sodium sont limitées à respectivement 15% et 4,5% en poids, et dans lequel le deuxième stade de la chloration de la solution d'hypochlorite de sodium sortant de la colonne d'absorption est effectué avec du chlore pur ou dilué par des gaz inertes dans un cristallisoir adapté, convenablement agité.

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de solutions concentrées d'hypochlorite de sodium. Ces solutions d'hypochlorite de sodium sont obtenues à l'aide d'un procédé qui comprend deux stades de chloration entièrement continus, permettant d'utiliser du chlore dilué ou non par des gaz inertes. Le premier stade comprend une simple colonne d'absorption de chlore sans précipitation de NaCl. Le deuxième stade permet d'obtenir une solution d'hypochlorite de sodium concentrée après séparation du chlorure de sodium qui a précipité.

Les solutions d'hypochlorite de sodium concentrées titrant environ 25% en NaCIO, soit environ 100 chlorométriques, sont obtenues en opération continue ou discontinue. La difficulté pour obtenir de telles solutions est qu'il est nécessaire de faire réagir une solution d'hydroxyde de sodium concentrée, de l'ordre de 50% en poids, avec du chlore dilué ou concentré. Dans ces conditions, le chlorure de sodium qui précipite a une granulométrie relativement fine à cause de la viscosité élevée du milieu. Ce sel est alors difficile à séparer des solutions et retient, après essorage, des quantités notables d'eaux mères, ce qui constitue une perte de chlore actif. De plus, pour éviter une décomposition de NaCIO formé, il est nécessaire de maintenir un excès suffisant d'hydroxyde de sodium dans la solution d'hypochlorite de sodium.

Il existe des techniques qui permettent de surmonter ces difficultés. Le brevet français N° 1 352 198 décrit une technique d'obtention d'hypochlorite de sodium à environ 100 chlorométriques, soit environ 25% en NaCIO, qui permet de résoudre les problèmes de granulométrie du sel et de régulation de l'excès de NaOH. Cependant cette technique est mal adaptée à l'utilisation de chlore rési-duaire plus ou moins dilué par des gaz inertes.

Les brevets japonais Japan KOK AI N05 49.47292/74 et 54-118398/79 revendiquent l'obtention de solutions d'hypochlorite concentrées à environ 25% en NaCIO par un procédé discontinu en plusieurs stades. Pour éviter d'introduire le chlore directement dans de l'hydroxyde de sodium à environ 50% en poids et de former NaCl en fines particules, les auteurs de ces deux brevets opèrent de la façon suivante. Dans un premier stade, une solution d'hydroxyde de sodium à 20% environ en NaOH est introduite simultanément avec du chlore plus ou moins dilué. Une solution d'hypochlorite de sodium à environ 12% en NaCIO est obtenue. A l'issue de ce premier stade, pour le premier brevet, un débit de chlore pur et d'hydroxyde de sodium à 47% en NaOH est introduit simultanément jusqu'à ce que le taux de chloration soit de 75%. Le débit d'hydroxyde de sodium est alors interrompu et seul le débit de chlore est maintenu jusqu'à atteindre un taux de chloration de 98% environ. Dans le second brevet japonais, lorsque la totalité de l'hydroxyde de sodium est introduite dans la solution à 12% en hypochlorite de sodium, ce qui provoque une précipitation de chlorure de sodium, du chlore dilué est ajouté pour atteindre un taux de chloration de l'ordre de 98%, d'où une teneur en NaCIO de 25% environ.

Dans les deux cas, les procédés sont nécessairement discontinus car pour obtenir du chlorure de sodium ayant une granulométrie suffisante (une granulométrie moyenne de 200 microns est seulement atteinte) assurant une bonne filtration et une faible rétention d'eaux 5 mères, il est indispenssable dans le cas de ces 2 brevets d'introduire les réactifs d'une manière discontinue.

Le procédé, selon l'invention, permet d'obtenir des solutions à environ 25% en hypochlorite de sodium d'une manière continue en utilisant du chlore pur ou dilué par des gaz inertes et une solution io d'hydroxyde de sodium dont la concentration est comprise entre 20 et 50% en poids. Le chlorure de sodium qui précipite a une granulométrie satisfaisante, c'est-à-dire au moins 400 microns, sa filtration est rapide et la rétention de solution d'hypochlorite de sodium est faible.

is Le procédé selon l'invention consiste à faire réagir du chlore pur ou plus ou moins dilué par des gaz inertes avec une solution comprise entre 20 et 50% en poids en hydroxyde de sodium en deux stades.

Le premier stade de chloration de la solution d'hydroxyde de 20 sodium est effectué dans une colonne d'absorption dans laquelle les concentrations en NaCIO et NaOH dans la solution d'hypochlorite de sodium sont respectivement limitées à 15 et 4,5%. Ces valeurs sont des valeurs limites à ne pas dépasser d'après le diagramme NaCl, NaCIO, NaOH, H;0 pour éviter la précipitation de NaCl 25 lors de cette première étape.

Le deuxième stade de chloration de la solution d'hypochlorite de sodium sortant de la colonne d'absorption est effectué avec du chlore pur ou du chlore dilué par des gaz inertes dans un cristallisoir adapté avec une agitation convenable. Dans ce cristallisoir, la solu-30 tion d'hypochlorite de sodium provenant de la colonne d'absorption, de l'hydroxyde de sodium à 48-50% en poids et du chlore pur ou dilué sont alimentés en continu. A la sortie de ce cristallisoir, on extrait en continu, en général par débordement, une solution à 25% en poids environ d'hypochlorite de sodium, saturée à 9,5% environ 35 en poids de NaCl et contenant 0,3 à 0,8% en poids de NaOH en excès pour éviter la formation de NaC103. Le chlorure de sodium formé lors de cette deuxième étape est extrait soit en discontinu, soit en continu par le bas du cristallisoir. Le diamètre moyen des particules de NaCl se situe entre 400 et 500 microns, ce qui permet d'obte-40 nir une très bonne séparation solide-liquide et une faible rétention d'eaux mères dans le solide.

La chaleur de réaction au cours des deux stades de la chloration est éliminée par deux échangeurs placés l'un sur le circuit de circulation externe de la colonne d'absorption et l'autre sur celui du cristal-45 lisoir, de manière à maintenir la solution d'hypochlorite de sodium formée entre 20 et 30 C.

L'intérêt du procédé selon l'invention est qu'il permet d'effectuer plus de 50% de la réaction de chloration de l'hydroxyde de sodium dans la colonne d'absorption sans qu'il se produise une précipitation 50 de chlorure de sodium, donc sans risque d'encrassement de l'échan-geur. Du chlore contenant des gaz inertes provenant par exemple directement des cellules d'électrolyse ou du chlore résiduaire quelconque peut être aisément utilisé.

Dans le cristallisoir s'effectue moins de 50% de la réaction de 55 chloration de la solution d'hypochlorite de sodium sortant de la colonne d'absorption. L'échangeur placé extérieurement sur le circuit de recirculation d'eaux mères de ce cristallisoir élimine environ 40% seulement de la chaleur de réaction globale d'obtention de la solution à 25% environ en hypochlorite de sodium. Cela pré-60 sente l'avantage pour une même productivité du cristallisoir exprimée en kg de chlorure de sodium par m3 de cristallisoir et par heure, de pouvoir diminuer fortement le débit de recirculation dans l'échangeur du cristallisoir, ce qui a pour effet d'abaisser sensiblement le risque d'entraînement de fines particules hors du cristallisoir 65 et particulièrement dans l'échangeur. Les risques d'encrassement de l'échangeur sont ainsi fortement atténués. Du chlore dilué ou résiduaire peut être également utilisé dans cette seconde étape sans inconvénient.

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Un autre avantage du procédé selon l'invention est que la production d'hypochlorite de sodium concentré à 25% environ en poids de NaCIO est entièrement continue, que du chlore pur ou plus ou moins dilué par des gaz inertes peut être utilisé sans inconvénient lors des deux stades de chloration. 5

Le procédé selon l'invention conduit en outre à l'obtention d'un chlorure de sodium de granulométrie d'au moins 400 microns, ce qui facilite l'opération de filtration et diminue la rétention d'eaux mères dans le sel.

L'invention sera à présent illustrée de façon non limitative en ré- io férence à la planche unique annexée.

Exemple :

Dans la colonne d'absorption (1) on introduit en continu 9 kg/h is d'une solution à 21 % en hydroxyde de sodium ainsi qu'un débit de 1,4 kg/h de chlore dilué à 60% par des gaz inertes. La température de la solution d'hypochlorite de sodium formée est maintenue à 20-22e C au moyen d'un échangeur (2) placé sur un circuit extérieur, le débit de recirculation étant assuré par la pompe (3). La solution 20

d'hypochlorite de sodium sortant de la colonne d'absorption contient 14,5% en NaCIO et 3,2% en NaOH. La concentration en NaOH est contrôlée par un moyen approprié. Il ne se produit aucune précipitation de NaCl dans la colonne (1).

Le débit de l'ordre de 10 kg/h en hypochlorite de sodium sortant de (1 ) est injecté dans le cristallisoir N° 4 au moyen de la pompe (5). Un débit de 2 kg/h de chlore pur dilué à 60% par des gaz inertes ainsi qu'un débit de 4,2 kg/h d'une solution à 50% en hydroxyde de sodium sont introduits dans le cristallisoir N° 4. Le cristallisoir est équipé d'un agitateur (6) adapté, permettant un mélange rapide des réactifs. La température à l'intérieur du cristallisoir est maintenue à 20-22; C à l'aide de l'échangeur (7) placé sur un circuit extérieur, le débit de recirculation étant assuré par la pompe (8). La solution d'hypochlorite de sodium sortant de (4) a un débit de l'ordre de 14 kg/h, contient environ 25% de NaOCl, 9,5% de NaCl ainsi qu'un léger excès de NaOH. D'une façon continue ou intermittente, on extrait le chlorure de sodium qui précipite par la tubulure (9). La granulométrie moyenne de NaCl extrait est voisine de 400 microns, ce qui permet d'obtenir une faible rétention d'hypochlorite de sodium dans NaCl après filtration.

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1 feuille dessin