CS207601B2 - Způsob výroby kysličníku chloričitého - Google Patents
Způsob výroby kysličníku chloričitého Download PDFInfo
- Publication number
- CS207601B2 CS207601B2 CS181777A CS181777A CS207601B2 CS 207601 B2 CS207601 B2 CS 207601B2 CS 181777 A CS181777 A CS 181777A CS 181777 A CS181777 A CS 181777A CS 207601 B2 CS207601 B2 CS 207601B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- chlorine dioxide
- reaction medium
- chlorate
- sodium
- reaction
- Prior art date
Links
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 54
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 title claims description 27
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 title claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 10
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 17
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 125000003580 L-valyl group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])[H] 0.000 claims description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000012431 aqueous reaction media Substances 0.000 claims 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 7
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009621 Solvay process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- -1 chlorate cation Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- IYGFDEZBVCNBRU-UHFFFAOYSA-L disodium sulfuric acid sulfate Chemical compound [H+].[H+].[H+].[H+].[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O IYGFDEZBVCNBRU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
(54) Způsob výroby kysličníku chloričitého
Tento vynález se týká způsobu výroby kysličníku chloričitého.
Z amerického patentu čís. 2 881052 je známo, že kysličník chloričitý vzniká redukcí kyselého vodného roztoku chlorečnanu za použití methanolu. Avšak reakce probíhá velmi pomalu, vyžaduje setrvání při výrobě v řadě reaktorů a výsledkem jsou velké objemy kapalinných odpadů, obsahujících kyselinu sírovou, nezreagovaný chlorečnan sodný a síran sodný, jako vedlejší produkt. Účinnost konverze chlorečnanů na kysličník chloričitý je velmi malá a obecně nepřesahuje asi 90 %. Reakčním prostředím se obvykle vede vzduch, aby se zředil kysličník chloričitý.
Celková reakce zahrnující tento dříve známý postup, obecně známý jako Solvayův způsob, se může vyjádřit tímto vztahem:
NaClOí + 2 HaSOé + CH3OH -* 2 CIO2 + 2 NaHSOá + HCHO + 2 H2O (1)
S překvapením bylo objeveno, že účinek Solvoyova způsobu se může podstatně zlepšit při použití vysoké celkové normality kyselin a při provádění reakce v jednokomoS rové nádobě, sloužící jako generátor, odparka a krystalizátor, jak je detailněji popsáno dále.
Bylo pozorováno, že účinnost methanolu využívaného při tomto vynálezu ke konverzi chloirečnanu na kysličník chloričitý často dosahuje 106 %. Ukazuje se, že oxidační produkty methanolu, totiž formaldehyd a kyselina mravenčí, mají také svoji úlohu při účinné produkci kysličníku chloričitého podle tohoto vynálezu. Při tomto vynálezu se může používat formaldehyd, kyselina mravenčí a jiná organická redukující činidla pro chlorečnan sodný.
V jednokomorové nádobě, sloužící jako generátor, odparka a krystalizátor, která se používá podle vynálezu, se kysličník chloričitý získává kontinuálním způsobem z reakčního prostředí, které je v reakční nádobě a je udržováno při svém bodu varu při obvyklém absolutním tlaku v reakční nádobě a teplotě pod teplotou, za které dochází k podstatnému rozkladu kysličníku chloričitého. Reakční nádoba se udržuje za tlaku nižšího, než je tlak atmosférický, aby se reakční prostředí udrželo ,při bodu varu, a z reakčního prostředí se odpařuje voda používaná jako ředicí plyn pro kysličník chloričitý. Po zahájení reakce se tvoří jako vedlejší produkt sůl, vznikající z kationu chlorečnanu a anionu dávkované kyseliny. Její koncentrace vzrůstá, až dojde k nasycení reakčního prostředí, a sůl se z reakčního prostředí ukládá v reakční nádobě; jakmile se dosáhne nasycení, sůl se začne odstraňovat.
Postup se obvykle provádí za konstantních podmínek, kdy množství vody zaváděné do reakční nádoby s reakčními složkami je v rovnováze s množstvím vody odstraňovaným z reakční nádoby, a to zejména jako ředicí plyn pro kysličník chloričitý, takže hladina kapaliny v reakční nádobě se udržuje v podstatě konstantní.
Při tomto vynálezu se chlorečnan, s výhodou ve formě sodné soli, kyselina sírová a methanol zavádějí do reakčního prostředí.
Reakční prostředí má vysokou aciditu. Výraz „acidita“ neboli kyselost se obvykle bere v úvahu ve vztahu k celkové aciditě, jak se stanoví titrací roztokem hydroxidu sodného o známé koncentraci na předem zvolené pH konce titrace. Zjištěná hodnota se vyjadřuje jako „normalita“, to jest ekvivalentní počet valů vodíku na litr roztoku odpovídajícího titrované hodnotě a uvádí se jako „celková normalita kyselin“. Pojem „celková normalita kyselin“, jak se zde používá, definuje aciditu ve smyslu shora popsaném.
Reakční prostředí používané podle přítomného vynálezu má vysokou celkovou normalitu kyselin, a to alespoň 9 val/1. Bylo zjištěno, že bez záměrně přidávaných chloridových ionů se vzrůstem celkové normality kyseliny sírové účinnost konverze chlorečnanu sodného na kysličník chloričitý vzrůstá.
Dále bylo nalezeno, že za konstantních podmínek je proměnné množství chloridu sodného v reakčním prostředí a množství přítomného chloridu sodného podstatně klesá se vzrůstem celkové normality kyselin.
Účinnost konverze chlorečnanu sodného na kysličník chloričitý podle reakce (lj uvedené shora může vystoupit až na velmi vysokou úroveň, obvykle od 99 do 100 °/o, a proto významně předčí účinnost dosahovanou při obvyklém Solvayově způsobu.
Čistota vzniklého kysličníku chloričitého s ohledem na znečištění chlorem vzrůstá se vzrůstem celkové normality kyseliny, přičemž se ukazuje vzrůstající sklon k reakci podle vztahu (1) se vzrůstem celkové normality kyselin.
Při tomto vynálezu je síran sodný jako vedlejší produkt, který se ukládá z reakčního prostředí v reakční nádobě ve formě kyselého síranu sodného vzorce NaHSCk nebo seskvisulfátu sodného vzorce NasHfSOdjz.
Pro zužitkování kyseliny z tohoto síranu sodného se může přidávat k reakčnímu prostředí při jiném postupu výroby kysličníku chloričitého, ve kterém chlorečnan sodný a chlorid sodný a/nebo kyselina chlorovodíková reagují v kyselém vodném prostředí při celkové normalitě kyselin méně než asi 4,8 val/1 kyselý síran sodný, čímž se využívá celé množství nebo část kyseliny. Takovýto tandemový způsob výroby kysličníku chloričitého je detailněji popsán v americkém patentu čís. 3 789 108.
Způsobem podle tohoto vynálezu se nejen zlepší účinnost Salvayova způsobu, ale odpadne potřeba zacházet s odpadající kapalinou obsahující kyselinu sírovou, síran sodný a určité množství chlorečnanu sodného a potřeba používat vnějších zdrojů ředicího plynu, jako když se používá obvyklého Solvayova způsobu.
Následující příklad blíže ilustruje vynález.
Příklad
Generátor pro výrobu kysličníku chloričitého se nechá pracovat za rozdílných reakčních podmínek a pro každý případ se stanoví účinnost výroby kysličníku chloričitého a jeho čistota. Do generátoru se v každém případě přivádí jako násada pouze roztok chlorečnanu sodného, kyselina sírová a methanol. Reakční prostředí se udržuje při bodu varu za tlaku nižšího, než je tlak atmosférický, a dochází k usazování kyselého síranu sodného z reakčního prostředí.
Provedou se tři samostatné operace. Podmínky a výsledky jsou shromážděny v následující tabulce.
207B01
TABULKA
| Pokus čís. | 1 | 2 3 | |
| teplota | 64 °C | 66 °C | 74 °C |
| tlak rychlost přidávání kapalin: | 15,196 kPa | 14,130 kPa | 17,996 kPa |
| CH3OH | 100 % | 33 % | 33 % |
| 5,1 ml/min | 3,8 ml/min | 3,4 ml/min | |
| HzSOi | 18 mol/1 | 9 mol/1 | 9 mol/1 |
| 2,9 ml/min | 7,0 ml/min | 3,6 ml/min | |
| NaClCb | 1,8 mol/1 | 1,8 mol/1 | 6,74 mol/1 |
| Tekutiny v generátoru: | 19,1 ml/min | 38,7 ml/min | 10,5 ml/1 |
| H2SO4 | 4,40 val/1 | 8,04 val/1 | 9,3 val/1 |
| NaClOs | 1,56 mol/1 | 0,87 mol/1 | 1,1 mol/1 |
| Naď | 0,39 mol/1 | 0,04 mol/1 | 0,003 mol/1 |
| Krystaly Produkce kysličníku | 60% NaaSOá 40% NaHSOá | Na3H(SO4)2 | NasHfSOájž |
| chloričitého | 0,21 g/l/min | 0,36 g/l/min | 0,48 g/l/min |
| Plynová analýza | 84 % CIO2 | 88 % CIO2 | >99% CIO2 |
| účinnost vztažená | 16% CI2 | 12% CI2 | <1% CI2 |
| na chlorečnan | 87,7% | 78% | >99% |
| účinnost vztažená na CHsOH | 14% | 87% | 127% |
| množství potřebné k produkci | 1,72 | 0,28 | 0,19 kg . CH3OH |
kg ClOa
Poznámka:
* Na počátku se úmyslně nepřidává žádný chlorid sodný, i když se chlorid sodný nepřetržitě dávkuje jako nečistota v množství asi 0,003 kg NaCl na 1 -kg NaClOs.
Z výsledků uvedených v tabulce shora je zřejmé, že jak celková normalita kyselin v reakčním prostředí vzrůstá, rychlost produkce kysličníku chloričitého vzrůstá, čistota kysličníku chloričitého také vzrůstá, množství chloridu sodného v reakěním prostředí klesá a účinnost produkce kysličníku chloričitého s ohledem na spotřebu chlorečnanu vzrůstá.
Typický Solvayův způsob výroby kysličníku chloričitého je účinný se zřetelem na konverzi chlorečnanu na kysličník chloričitý asi z 89 o/o s methanolem potřebným v množství 0,20 kg methanolu na 1 kg produkovaného kysličníku chloričitého. Ze svrchu uvedených výsledků je zřejmé, že při postupu za podmínek pokusu čís. 3, to jest při normalitě kyselin asi nad 9 val/1, se může dosáhnout podstatného zlepšení účinnosti.
Tento vynález proto představuje výrazné zlepšení staršího Solvayova způsobu výroby kysličníku chloričitého. Modifikace jsou možné ve smyslu tohoto vynálezu.
Claims (1)
- pRedmetZpůsob výroby kysličníku chloričitého redukcí chlorečnanu organickým redukčním činidlem ve vodném reakčním prostředí obsahujícím kyselinu sírovou při celkové normalitě kyseliny alespoň 9 val/1, vyznačujíVYNÁLEZU čí se tím, že se reakční prostředí udržuje při teplotě varu za tlaku nižšího, než je tlak atmosférický, a je nasyceno síranem kationtů výchozího chlorečnanu, přičemž se tento síran v pevné fázi odděluje.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1112376 | 1976-03-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS207601B2 true CS207601B2 (cs) | 1981-08-31 |
Family
ID=9980466
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS181877A CS207602B2 (cs) | 1976-03-19 | 1977-03-18 | Způsob výroby kysličníku chloríčitého |
| CS181777A CS207601B2 (cs) | 1976-03-19 | 1977-03-18 | Způsob výroby kysličníku chloričitého |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS181877A CS207602B2 (cs) | 1976-03-19 | 1977-03-18 | Způsob výroby kysličníku chloríčitého |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (2) | CS207602B2 (cs) |
| PL (1) | PL106408B1 (cs) |
| ZA (1) | ZA771555B (cs) |
-
1977
- 1977-03-15 ZA ZA00771555A patent/ZA771555B/xx unknown
- 1977-03-18 CS CS181877A patent/CS207602B2/cs unknown
- 1977-03-18 PL PL19676077A patent/PL106408B1/pl unknown
- 1977-03-18 CS CS181777A patent/CS207601B2/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA771555B (en) | 1978-01-25 |
| CS207602B2 (cs) | 1981-08-31 |
| PL106408B1 (pl) | 1979-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5091167A (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
| FI66817B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av klordioxid | |
| US5091166A (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
| US4465658A (en) | Chlorine dioxide process | |
| US5273733A (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
| JPH06263407A (ja) | 二酸化塩素の連続製造方法 | |
| US4145401A (en) | High efficiency chlorine dioxide production at low acidity with methanol addition | |
| US5093097A (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
| JPH0621005B2 (ja) | 二酸化塩素の製造法 | |
| US3933987A (en) | Simultaneous production of chlorine dioxide and a salt of a strong acid | |
| US4154809A (en) | High efficiency chlorine dioxide production using HCl as acid and methanol addition | |
| CS207601B2 (cs) | Způsob výroby kysličníku chloričitého | |
| US4995950A (en) | Preparation of alkali metal nitrates | |
| EP0465447B1 (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
| US4206193A (en) | Versatile process for generating chlorine dioxide | |
| JPH02293301A (ja) | 二酸化塩素の製造方法 | |
| US6251357B1 (en) | High purity alkali metal chlorite and method of manufacture | |
| JPH0621004B2 (ja) | 二酸化塩素の製造法 | |
| CA2242685C (en) | Nitric acid based chlorine dioxide generation process | |
| JPH07165401A (ja) | 二酸化塩素連続製造方法 | |
| CS216940B2 (en) | Method of continuous production of the chlorine oxide | |
| CS203997B2 (cs) | Způsob přípravy kysličníku chloričitého | |
| CA1116831A (en) | Versatile process for generating chlorine dioxide | |
| JPS5912601B2 (ja) | 二酸化塩素製造方法 |