CN102180446A - 食品级稳定性二氧化氯消毒液的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种食品级稳定性二氧化氯消毒液的生产方法，其以氯酸钠为氧化剂，在酸性介质中以甲醇为还原剂进行反应，其中，甲醇是与氯化钋、氯化钾、醋酸以及硫酸水溶液首先配制成酸性反应液，然后连续滴加到氯酸钠饱和水溶液中的，反应过程中保持体系为负压，二氧化氯气体产生后，经由水、固体片碱、固体硼砂以及双氧水组成的吸收液吸收，得到稳定性二氧化氯消毒液。本发明生产方法可提高原料的利用率和二氧化氯气体的纯度（高达99%以上），工艺简单，生产成本低，且所得稳定性二氧化氯消毒液具有无色、无味、无刺激、无毒性和腐蚀性等特点，是安全高效的食品级消毒产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种二氧化氯消毒液的生产方法，具体涉及一种能够达到食品级的稳定性二氧化氯消毒液的生产方法。
背景技术
二氧化氯是一种广谱强力杀菌消毒剂，目前风靡于欧、美、日本等发达国家，联合国世界卫生组织（WHO）将其确认为AI级安全消毒剂，在全世界大力推广。我国对二氧化氯的研究应用直到九十年代初才开始，近几年来发展相对较快，尤其是自非典(SARS)、禽流感疫情爆发后，二氧化氯产品更加引起关注。二氧化氯是生产后续产品稳定态二氧化氯和固态二氧化氯的主要原材料，因此制备二氧化氯是制备后续产品的关键工序，二氧化氯的转化率、纯度等直接影响相关产品的质量。
目前，制备二氧化氯的主要原料是氯酸钠，生产方法有多种：如以二氧化硫为还原剂的马蒂逊法（Mathieson法），此法是生产二氧化氯最古老的方法，投资少，操作简便，其缺点是二氧化氯的收率低，纯度低；以氯化钠为还原剂的R2法、R3法和R4法，这些方法生产的二氧化氯收率较高，但是二氧化氯的纯度低，且生产过程中副产物较多，回收比较困难；以盐酸为还原剂的R5法、R6法、凯斯汀法以及由加拿大凯墨迪克公司开发的多级反应法等，这些方法的缺点是投资较大，成本高。
此外，还有以甲醇为还原剂的素尔维法（Solvey法）、R8法等，其中，R8法于二十世纪八十年代中期由阿莱德公司在美国投产，其具体反应式如下：
30NaClO3+20H2SO4+7CH3OH→
30ClO2+10Na3H(SO4)2+6HCOOH+23H2O+CO2
副反应为：
12NaClO3+8H2SO4+6CH3OH→
6ClO2+18H2O+3Cl2+6CO2+4Na3H(SO4)2
该法采用了高酸度的反应介质，主反应可以连续进行，转化率达95%以上，在其副反应中可生成少量的氯气副产品，二氧化氯则在吸收塔中用冷水吸收变成溶液。该方法能够平稳连续进行，且操作简单、容易控制、生产效率高，受到操作人员的好评，目前使用也较广泛，但其缺点是反应在负压条件和反应介质的沸点下进行，工艺过程中消耗水蒸气量较大，且二氧化氯的纯度偏低，得到的二氧化氯溶液的浓度偏小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种原料利用率高、二氧化氯纯度高的二氧化氯消毒液的生产方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种二氧化氯消毒液的生产方法，包括以下步骤：
（1）、将甲醇、氯化钋、氯化钾、醋酸以及质量浓度在40%~60%之间的硫酸水溶液配制成酸性混合液，配制质量比为：50:0.3~0.5:0.3~0.5:2~3:800~1200；
（2）、将步骤（1）所配的酸性混合液连续滴加到含有氯酸钠水溶液的反应器中，控制反应体系为负压，反应液温度在60℃~80℃之间；且氯酸钠与甲醇的质量比在14~15:1范围内；
（3）、使步骤（2）中产生的二氧化氯气体经含有吸收液的吸收装置吸收，即得二氧化氯消毒液。
优选地，所述氯酸钠水溶液为饱和溶液。
优选地，反应体系的压力控制在60mmHg以下。
优选地，所述吸收液由水、氢氧化钠、硼砂以及双氧水按照质量比1:0.05~0.07:0.04~0.06:0.08~0.12组成。
优选地，所述二氧化氯消毒液的pH值控制在8.2~9.2之间。
优选地，所述反应器和吸收装置均为透明材质。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有诸多优点：
本发明二氧化氯消毒液的生产方法，在酸性混合液中加入氯化钋、氯化钾和醋酸，可有效抑制副反应的发生，提高反应的转化率和二氧化氯气体的纯度，二氧化氯气体的纯度高达99%以上；二氧化氯气体产生后直接经配置好的吸收液吸收获得稳定性二氧化氯消毒液，工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
本发明二氧化氯消毒液的生产方法，是在生产二氧化氯的R8法的基础上做了改进，具体包括以下步骤：
（1）将甲醇、氯化钋、氯化钾、醋酸以及质量浓度在40%~60%之间的硫酸水溶液配制成酸性混合液，配制质量比为：50:0.3~0.5:0.3~0.5:2~3:800~1200；
（2）将步骤（1）所配的酸性反混合液连续滴加到含有氯酸钠饱和水溶液的反应器中，控制整个反应体系的压力在60mmHg以下，反应液温度在60~80℃之间；其中，氯酸钠与甲醇的质量比应在14~15:1范围内；
（3）、使步骤（2）中产生的二氧化氯气体经含有吸收液的吸收装置吸收，制得稳定性二氧化氯消毒液；所述的吸收液由水、氢氧化钠、硼砂以及双氧水构成，它们的质量比为1:0.05~0.07:0.04~0.06:0.08~0.12。
步骤（1）中，在酸性反应液中加入氯化钋，可有效抑制副反应的发生，促进反应向着主反应的方向进行，从而提高二氧化氯的纯度；氯化钾为催化剂，它的加入使反应速率加快，能够提高二氧化氯的产率；而醋酸主要起防爆作用；
步骤（2）中，由于正常情况下，二氧化氯气体的颜色为黄绿色，因此应保证装置内颜色为黄绿色，以确信二氧化氯气体的正常产生；
步骤（3）中的吸收装置包括直接与反应器相连通的第一吸收塔和与第一吸收塔相连通的第二吸收塔；二氧化氯气体产生后先通过第一吸收塔内的吸收液吸收，少量未吸收完全而从第一吸收塔溢出的二氧化氯气体再经第二吸收塔的吸收液吸收；对吸收了二氧化氯气体的吸收液进行采样分析，控制其pH值在8.2~9.2之间，且为无色至黄色透明液体，即为本发明食品级稳定性二氧化氯消毒液；
整个反应和吸收过程中所用到的反应器、吸收装置以及连接管道等均采用透明玻璃材质制成，以方便根据颜色变化来判断反应的进行情况，控制反应速率，增加安全性。
本发明所制得的稳定性二氧化氯消毒液的性质如下：
外观：无色至浅黄色透明液体，无异味；
二氧化氯含量%：≥2；
密度（20℃）g/cm3:1.02-1.06；
pH值：8.2-9.2；
重金属（以Pb计）含量%：≤0.001
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。
实施例1
（1）将甲醇、氯化钋、氯化钾、醋酸以及质量浓度为50%的硫酸水溶液配制成酸性反应液，配制质量比为：50:0.4:0.4:2.5:1200；
（2）将步骤（1）所配的酸性反应液连续滴加到反应器内的氯酸钠饱和水溶液中，控制整个反应体系的压力在40mmHg，反应液温度为60℃；
（3）通过吸收塔中的吸收液对步骤（2）中产生的二氧化氯气体进行两级吸收，制得稳定性二氧化氯消毒液；所述的吸收液由水、固体片碱（即氢氧化钠）、固体硼砂以及双氧水构成，它们的质量比为1:0.06:0.05:0.1。
实施例2
（1）将甲醇、氯化钋、氯化钾、醋酸以及质量浓度为50%的硫酸水溶液配制成酸性反应液，配制质量比为：50:0.5:0.5:2.5:1000；
（2）将步骤（1）所配的酸性反应液连续滴加到反应器内的氯酸钠饱和水溶液中，控制整个反应体系的压力为50mmHg，反应液温度为70℃；
（3）通过吸收塔中的吸收液对步骤（2）中产生的二氧化氯气体进行两级吸收，制得稳定性二氧化氯消毒液；所述的吸收液由水、固体片碱、固体硼砂以及双氧水构成，它们的质量比为1:0.06:0.05:0.1。
实施例3
（1）将甲醇、氯化钋、氯化钾、醋酸以及质量浓度为50%的硫酸水溶液配制成酸性反应液，配制质量比为：50:0.3:0.3:2.5:800；
（2）将步骤（1）所配的酸性反应液连续滴加到反应器内的氯酸钠饱和水溶液中，控制整个反应体系的压力为40mmHg，反应液温度为80℃；
（3）通过吸收塔中的吸收液对步骤（2）中发生的二氧化氯气体进行两级吸收，制得稳定性二氧化氯消毒液；所述的吸收液由水、固体片碱、固体硼砂以及双氧水构成，它们的质量比为1:0.06:0.05:0.1。
实施例4
将以上实施例中所制得的稳定性二氧化氯消毒液的性质进行对比，结果见下表：
表1-1实施例1、2和3所制得的稳定性二氧化氯消毒液的性质对比
本发明二氧化氯消毒液的生产方法原料利用率高，二氧化氯纯度高（99%以上），二氧化氯气体产生后直接经配置好的吸收液吸收获得稳定性二氧化氯消毒液，工艺简单，降低了生产成本；所得稳定性二氧化氯消毒液产品具有无色、无味、无刺激、无毒性、无腐蚀、不易挥发和有持久的余量等特点；它取代氯气在自来水中应用时杀菌效果比氯高5倍，能减少有机卤化物的生成量，降解高分子稠环化合物；另外它还具有除臭、脱色、除味、除铁锰等金属的功能，适用的pH范围宽，特别适用于饮用水的消毒、工业循环水的杀菌灭藻、医疗卫生的消毒杀菌、防禽出败消毒、防瘟、食品保鲜，对水产养殖中各种传染性疾病均有防治效果，无致癌、致畸作用，是强力安全的食品级消毒产品。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1. 一种二氧化氯消毒液的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将甲醇、氯化钋、氯化钾、醋酸以及质量浓度在40%~60%之间的硫酸水溶液按质量比50:0.3~0.5:0.3~0.5:2~3:800~1200配制成酸性混合液；
（2）、将步骤（1）所配的酸性混合液连续滴加到含有氯酸钠水溶液的反应器中，控制反应体系为负压，反应液温度在60℃~80℃之间使反应产生二氧化氯气体，其中氯酸钠与甲醇的质量比在14~15:1范围内；
（3）、使步骤（2）中产生的二氧化氯气体经含有吸收液的吸收装置吸收，即得二氧化氯消毒液。
2. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述氯酸钠水溶液为饱和溶液。
3. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：反应体系的压力控制在60mmHg以下。
4. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述吸收液由水、氢氧化钠、硼砂以及双氧水按照质量比1:0.05~0.07:0.04~0.06:0.08~0.12组成。
5. 根据权利要求1或4所述的生产方法，其特征在于：所述二氧化氯消毒液的pH值控制在8.2~9.2之间。
6. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述反应器和吸收装置均为透明材质。
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