CS207602B2 - Method of making the chlorine dioxide - Google Patents
Method of making the chlorine dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- CS207602B2 CS207602B2 CS181877A CS181877A CS207602B2 CS 207602 B2 CS207602 B2 CS 207602B2 CS 181877 A CS181877 A CS 181877A CS 181877 A CS181877 A CS 181877A CS 207602 B2 CS207602 B2 CS 207602B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- chlorine dioxide
- reaction medium
- methanol
- reaction
- val
- Prior art date
Links
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 88
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 title claims description 45
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 title claims description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 90
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- -1 alkali metal hypochlorite Chemical class 0.000 claims description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 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 15
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 5
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 2
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Inorganic materials Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009621 Solvay process Methods 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- ACWBQPMHZXGDFX-QFIPXVFZSA-N valsartan Chemical class C1=CC(CN(C(=O)CCCC)[C@@H](C(C)C)C(O)=O)=CC=C1C1=CC=CC=C1C1=NN=NN1 ACWBQPMHZXGDFX-QFIPXVFZSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
(54 ] Způsob výroby kysličníku chloríčitého(54) A method for producing chlorine dioxide
Tento vynález se týká výroby kysličníku chloríčitého.The present invention relates to the production of chlorine dioxide.
Z amerického patentu čís. 3 864 456 je známa výroba kysličníku chloríčitého a chloru redukcí chlorečnanu sodného chloridem sodným a/nebo chlorovodíkem v přítomnosti kyseliny sírové při nízké celkové normalitě kyselin, okolo 2 až 4,8 N.U.S. Pat. No. 3,864,456 is known to produce chlorine dioxide and chlorine by reducing sodium chlorate with sodium chloride and / or hydrogen chloride in the presence of sulfuric acid at a low total acidity of about 2 to 4.8 N.
Reakce, které probíhají v reakčním prostředí v tomto dřívějším postupu, představují tyto vztahy:The reactions that take place in the reaction medium in this earlier process are as follows:
NaClOs 4- NaCl + HzSOi - CIO2 + + 1/2 Ch + H:.O 4- NazSOl (1)NaClO 4 - NaCl + H 2 SO 2 - CIO 2 + + 1/2 Ch + H: O 4 Na 2 SO 2 (1)
NaClOí + 5 NaCl + 3 H2SO1 -> 3 Clz 4- 3 HzO + 3 NazSOí (2)NaClO + 5 NaCl + 3 H2SO1 -> 3 Clz 4 - 3 HzO + 3 Na2SO4 (2)
V případě, kdy část nebo všechen chlorid sodný je nahrazen chlorovodíkem, chlorovodík potom také poskytuje část kyseliny požadované v systému a tak se potřeba kyseliny sírové a výroba síranu sodného příslušně sníží.When some or all of the sodium chloride is replaced with hydrogen chloride, the hydrogen chloride then also provides a portion of the acid required in the system, thus reducing the need for sulfuric acid and sodium sulfate production accordingly.
Z kanadského patentu čís. 913 328 je také známa výroba kysličníku chloríčitého a chloru redukcí chlorečnanu sodného chloridovými lonty v kyselém vodném prostředí, do kterého se chloridové ionty zavádějí kyselinou chlorovodíkovou, čímž se dosahuje kyselosti.From Canadian patent no. No. 913,328, it is also known to produce chlorine dioxide and chlorine by reducing sodium chlorate by chloride ions in an acidic aqueous medium into which chloride ions are introduced by hydrochloric acid, thereby achieving acidity.
Reakce vedoucí k redukci chlorečnanu kyselinou chlorovodíkovou při tomto postupu představují vztahy:The reactions leading to the reduction of chlorate with hydrochloric acid in this procedure are:
NaClOí 4- 2 HC1 - CIO2 + V2 Clz +4- H2O 4- NaCl (3)NaClO 4 4- HCl - CIO 2 + V 2 Cl 2 + 4 H 2 O 4 - NaCl (3)
NaC102 4- 6 HC1 -> 3 CI2 + 3 H2O 4- 3 NaCl (4)NaC10 2 4- 6 HCl -> 3 Cl2 + 3 H2O 4- 3 NaCl (4)
Postupy popsané v každém ze svrchu uvedených starších patentů se provádějí v jednokomorové nádobě, sloužící jako generátor, odparka a krystalizátor, kdy v reakční nádobě se tvoří kysličník chloričitý. Reakční prostředí se udržuje při 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 při tlaku nižším, než je tlak atmosférický, aby se reakční prostředí udrželo při bodu varu a voda odpařovaná z reakčního prostředí se používá jako ředicí plyn pro kysličník chloričitý a chlor. Po zahájení se tvoří sůl jako vedlejší produkt a její koncentrace stoupá, až je reakční prostředí nasyceno, sůl se vylučuje z reakčního prostředí v reakční nádobě a odstraňuje se z ní po dosažení nasycení. V případě postupu popsaného v americkém patentu čís. 3 864 456 sůl jako vedlejší produkt tvoří bezvodý neutrální síran sodný a v případě postupu podle kanadského patentu čís. 913 328 je vedlejším produktem solí, chlorid sodný.The processes described in each of the aforementioned earlier patents are carried out in a single-chamber vessel serving as a generator, evaporator and crystallizer to form chlorine dioxide in the reaction vessel. The reaction medium is maintained at the boiling point at the usual absolute pressure in the reaction vessel and at a temperature below the temperature at which substantial decomposition of chlorine dioxide occurs. The reaction vessel is maintained at a pressure below atmospheric pressure to maintain the reaction medium at boiling point and water vaporized from the reaction medium is used as a diluent gas for chlorine dioxide and chlorine. Upon initiation, the salt is formed as a by-product and its concentration rises until the reaction medium is saturated, the salt precipitates from the reaction medium in the reaction vessel, and is removed therefrom after saturation. In the process described in U.S. Pat. No. 3,864,456, the by-product salt is anhydrous neutral sodium sulphate; 913 328 is a byproduct of salts, sodium chloride.
Postup se obecně provádí za konstantních podmínek, při kterých množství vody zaváděné do reakční nádoby s reakčním! složkami je v rovnováze s množstvím vody odstraňovaným z reakční nádoby hlavně jako ředicí plyn pro kysličník chloričitý a chlor, takže hladina kapaliny v reakční nádobě je udržována v podstatě konstantní.The process is generally carried out under constant conditions, in which the amount of water introduced into the reaction vessel with the reaction vessel is substantially constant. the components are in equilibrium with the amount of water removed from the reaction vessel mainly as a diluent gas for chlorine dioxide and chlorine, so that the level of liquid in the reaction vessel is kept substantially constant.
Při příslušných reakcích v reakčním prostředí z obou dřívějších postupů část chlorečnanu reagující podle vztahů (2) a (4) uvedených shora produkuje pouze chlor, a proto není účinná při postupu. „Účinnost“ postupu, kterým, se vyrábí kysličník chloričitý, se vztahuje k množství, ve kterém se chlorečnan sodný převede na kysličník chloričitý podle reakcí vyjádřených vztahy (1) a (3).In the respective reactions in the reaction medium of the two previous processes, the portion of the chlorate reacting according to formulas (2) and (4) above produces only chlorine and is therefore not effective in the process. The "efficiency" of the process by which chlorine dioxide is produced refers to the amount in which sodium chlorate is converted to chlorine dioxide according to the reactions expressed in (1) and (3).
Účinnost se může vyjadřovat jako procento nebo jako „gramatomové procento kysličníku chloričitého“ (značeno dále též jako G. A. % CIOž), což je kvantitativní vyjádření vztahu k účinnosti konverze chlorečnanu -sodného na kysličník chloričitý, podle reakcí vyjádřených vztahy (lj a (3j a vzahující se k množství atomů chloru vzniklých jako kysličník chloričitý, jako procento z celkového množství atomů chloru zvláště v plynné směsi.Efficacy can be expressed as a percentage or as a "grammatome percentage of chlorine dioxide" (also referred to as GA% COžž), which is a quantitative expression of the conversion efficiency of sodium chlorate to chlorine dioxide, according to the reactions expressed by (1j and (3j) to the amount of chlorine atoms formed as chlorine dioxide as a percentage of the total number of chlorine atoms, especially in the gas mixture.
G. A. % CIO2G.A.% CIO2
Cl v CIO2 v ClOz + Cl v Cla x 100 (5)Cl in CIO2 in ClOz + Cl in Cla x 100 (5)
Ze vztahu (5) vyplývá, že maximální gramatomové procento kysličníku chloričitého, kterého lze dosáhnout, je 50 %, což je rovno 100'% účinnosti.It follows from equation (5) that the maximum grammatoma percentage of chlorine dioxide that can be achieved is 50%, which is equal to 100% efficiency.
V postupech popsaných v americkém patentu čís. 3 864 456 a kanadském patentu čís. 913 328 je účinnost menší než 100 %; obvykle se dosahuje účinnosti ekvivalentní hodnotě G. A. o/o CIO2 okolo 30 až asi 44 %.In the procedures described in U.S. Pat. No. 3,864,456; 913 328 is less than 100% effective; typically an efficiency equivalent to a GA o / o CIO2 value of about 30 to about 44% is achieved.
Nyní autoři s překvapením zjistili, že účinnost postupu popsaného v americkém patentu čís. 3 864 456 a účinnost postupu popsaného v kanadském patentu čís. 913 328 se mohou zvýšit s výhodou až asi na 100 % (ekvivalent k hodnotě G. A. % CIO2 na 50 proč.) přidáními malého množství methanolu. Methanol se spotřebuje v generátoru a při nepřetržitém postupu se musí udržovat kontinuální přivádění.Now, the authors have surprisingly found that the effectiveness of the process described in U.S. Pat. No. 3,864,456 and the efficacy of the process described in Canadian patent no. 913,328 can preferably be increased up to about 100% (equivalent to G.A.% ClO2 to 50 why) by adding a small amount of methanol. Methanol is consumed in the generator and continuous feed must be maintained in a continuous process.
Tento vynález se týká způsobu výroby kysličníku chloričitého redukcí chlorečnanu alkalického kovu ve vodném kyselém reakčním prostředí obsahujícím chloridové lonty, přičemž toto prostředí se udržuje při teplotě nižší než 85 °C za teploty varu prostředí, při tlaku nižším, než je tlak atmosférický, a za nasycení vedlejším produktem, solí kationtu chlorečnanu, kde sůl se odděluje jako pevná fáze a odstraňuje z reakční nádoby, který se vyznačuje tím, že se k reakčnímu prostředí přidává methanol.The present invention relates to a process for producing chlorine dioxide by reducing an alkali metal chlorate in an aqueous acidic reaction medium containing chloride ions, the medium being maintained at a temperature below 85 ° C at ambient boiling point, at a pressure below atmospheric pressure and at saturation a byproduct, a chlorate cation salt, wherein the salt separates as a solid phase and is removed from the reaction vessel, characterized in that methanol is added to the reaction medium.
Při tomto vynálezu bylo pozorováno, že účinnost produkce vzrůstá se zvyšováním množství methanolu, až dosáhne účinnosti přibližně 100 % (což odpo-vídá hodnotě 50 gramatomových % kysličníku chloričitého v plynné směsi vznikající z reakčního prostředí], Vyžadované množství závisí na provozních parametrech systému a pokud například se v reaktoru pracuje asi při 70 °C, nejúčinnější reakce je, když se přidává přibližně až 0,1 g methanolu na 1 g kysličníku chloričitého.In the present invention, it has been observed that the production efficiency increases as the amount of methanol increases until it reaches an efficiency of approximately 100% (corresponding to 50 gramamatoma% of chlorine dioxide in the gaseous mixture resulting from the reaction medium). for example, the reactor is operated at about 70 ° C, the most efficient reaction being when up to about 0.1 g of methanol is added per g of chlorine dioxide.
Pokud množství methanolu vzrůstá nad potřebnou úroveň pro dosažení 100% účinnosti produkce kysličníku chloričitého z reakčního prostředí, potom relativní poměr kysličníku chloričitého k chloru neustále vzrůstá, ale reakce, která se pak provádí, je velice neúčinnou formou Solvayova způsobu.If the amount of methanol rises above the required level to achieve 100% efficiency of chlorine dioxide production from the reaction medium, then the relative chlorine dioxide to chlorine ratio is constantly increasing, but the reaction which is then performed is a very inefficient form of the Solvay process.
-Solvayův způsob výroby -kysličníku chloričitého, který je popsán například v americkém patentu čís. 2 881 052, zahrnuje reakci chlorečnanu s methanolem v přítomnosti vodné kyseliny sírové. Reakce probíhá podle tohoto vztahu:The Solvay process for producing chlorine dioxide, as described, for example, in U.S. Pat. No. 2,881,052, comprises reacting a chlorate with methanol in the presence of aqueous sulfuric acid. The reaction proceeds according to the following relation:
NaClOs + 2 H2SO1 -|- CHsOH -> 2 CIO2. + 2 NaHSOi + HCHO + 2 II2ONaClO 3 + 2 H 2 SO 1 - | - CH 2 OH -> 2 CIO 2. + 2 NaHSO 1 + HCHO + 2 II 2 O
Tato reakce probíhá relativně pomalu a neúčinně a její průběh v průmyslovém měřítku vyžaduje setrvání při zpracování v řadě reaktorů a vzniká velký objem kapalných odpadů, obsahujících kyselinu sírovou. Účinnost konverze chlorečnanu na kysličník chloričitý je vždy nižší a obecně nepřesahuje 90 %. Jak množství methanolu při použití autory chráněných postupů vzrůstá, pokles účinnosti je patrně způsoben částí chlorečnanu, která se redukuje na kysličník chloričitý postupem Solvayova typu.This reaction proceeds relatively slowly and inefficiently, and it takes place on an industrial scale to remain in the process in a number of reactors and produces a large volume of liquid wastes containing sulfuric acid. The conversion efficiency of chlorate to chlorine dioxide is always lower and generally does not exceed 90%. As the amount of methanol increases with the use of authors protected processes, the decrease in potency is likely due to the portion of the chlorate that is reduced to chlorine dioxide by the Solvay-type procedure.
Výraz „acidita neboli kyselost má řadu možných vysvětlení, ale obvykle znamená všechnu přítomnou kyselinu, jak se stanoví titrací roztokem hydroxidu sodného o známé koncentraci na předem stanovené pH konce titrace. Stanovení acidity se vyjadřuje termínem normality, to jest ekvivalentním počtem gramatomů iontů vodíku na litr roztoku odpovídajícího titrované hodnotě.The term "acidity" has a number of possible explanations, but usually means all the acid present, as determined by titration with a sodium hydroxide solution of known concentration to a predetermined pH end titration. The determination of acidity is expressed by the term normality, i.e. the equivalent number of gram ions of hydrogen ions per liter of solution corresponding to the titrated value.
Acidita stanovená tímto způsobem se může uvádět jako „celková normalita kyselin“. Tak postup popsaný v americkém patentu čís. 3 864 456 se provádí při celkové normalitě kyselin asi 2 až 4,8 val/1.The acidity determined in this way may be referred to as the "total acidity of the acid". Thus, the process described in U.S. Pat. 3,864,456 is carried out at a total acidity of about 2 to 4.8 val / l.
Jak je uvedeno detailně v naší souvisící přihlášce vynálezu čís. 7188/76 podané ve Velké Británii, ve vodném systému, ve kterém jsou přítomny anionty vícesytných kyselin schopných vytvářet jiné druhy aniontů s ionty vodíku, kde jiné druhy aniontů mají nízkou disociační konstantu pro vazbu iontů vodíku, celková normalita kyselin nepředstavuje koncentraci iontů vodíku vhodných pro reakci. Vázané ionty vodíku, ačkoli nejsou přítomny v roztoku jako disociovatelné nebo jako skutečné ionty vodíku, budou zahrnuty ve výpočtu normality odvozené z hodnoty titrace při stanovení celkové acidity.As detailed in our co-pending application no. No. 7188/76, filed in the United Kingdom, in an aqueous system in which polyvalent anions capable of forming other types of anions with hydrogen ions are present, where other types of anions have a low dissociation constant for hydrogen ion binding, the overall acid normality does not represent the concentration of hydrogen ions suitable for reaction. Bound hydrogen ions, although not present in the solution as dissociable or as true hydrogen ions, will be included in the calculation of normality derived from the titration value when determining total acidity.
Celková acidita proto není nezbytným a skutečným měřítkem „skutečné koncentrace lontů vodíku“, kterýžto termín je zde používán pro označení koncentrace iontů vodíku schopných reakce. Výraz .skutečná koncentrace iontů vodíku”, jako se zde používá, označuje hodnotu stanovenou pH-metrern kalibrovaným 0,1 val/1 roztokem kyseliny chlorovodíkové za předpokladu, že tento roztok je 100% disociován při této koncentraci. Tato hodnota se může vyjádřit jako pH nebo jako normalita, to jest počet valů skutečných iontů vodíku na 1 litr roztoku odpovídající stanovenému pH.Therefore, total acidity is not a necessary and real measure of the "true concentration of hydrogen ions", which term is used herein to refer to the concentration of hydrogen ions capable of reacting. The term "actual hydrogen ion concentration" as used herein refers to a value determined by a pH meter calibrated with a 0.1 val / l hydrochloric acid solution, provided that the solution is 100% dissociated at that concentration. This value can be expressed as pH or as a normality, i.e., the number of vals of actual hydrogen ions per liter of solution corresponding to the determined pH.
Rozdíl mezi „skutečnou koncentrací iontů vodíku“ a „celkovou normalitou kyselin“ je důležitým rysem vynálezu týkajícím se postupu podle kanadského patentu čís. 913 328. Když systém kysličníku chloričitého z kanadského patentu čís. 913 328 obsahuje pouze chlorečnan, chlorid a ionty vodíku, potom skutečná koncentrace iontů vodíku je v podstatě stejná jako celková normalita kyselin v reakčním prostředí a tato normalita kyselin v rozmezí asi 0,05 až 0,3 val/1 se shledává jako možná pro dosažení uspokojivé rychlosti produkce kysličníku chloričitého.The distinction between "true hydrogen ion concentration" and "total acid normality" is an important feature of the invention relating to the process of Canadian patent no. When the chlorine dioxide system of Canadian patent no. No. 913,328 contains only chlorate, chloride and hydrogen ions, then the actual concentration of hydrogen ions is substantially the same as the overall acidity of the acids in the reaction medium, and this acidity of about 0.05 to 0.3 val / l is found possible to achieve satisfactory chlorine dioxide production rates.
Když jsou anionty vícesytných kyselin přítomny též v reakčním prostředí, je nutné pro* uspokojivou rychlost produkce kysličníku chloričitého, aby skutečná koncentrace iontů vodíku byla v rozmezí přibližně 0,05 až 0,3 val/1. Proto bez ohledu na přítomnost nebo nepřítomnost aniontů vícesytných kyselin skutečná koncentrace iontů vodíku v reakčním prostředí z hlediska vynálezu podle postupu z kanadského patentu čís. 913 328 se udržuje v rozmezí asi 0,05 až 0,3 val/1.When polyhydric acid anions are also present in the reaction medium, it is necessary for a satisfactory rate of chlorine dioxide production that the actual concentration of hydrogen ions be in the range of about 0.05 to 0.3 val / l. Therefore, irrespective of the presence or absence of polyvalent acid anions, the actual concentration of hydrogen ions in the reaction medium according to the invention according to the process of Canadian patent no. 913,328 is maintained in the range of about 0.05 to 0.3 val / l.
Používá-li se postup podle kanadského patentu čís. 913 328, chlorid sodný usazený v reakční zóně a z ní odstranění se může použít ve formě roztoku chlorečnanu sodného pro recirkulaci do reakční zóny, a to po elektrolýze vodného roztoku chloridu sodného.When the procedure of Canadian patent no. No. 913,328, the sodium chloride deposited in the reaction zone and removed therefrom can be used in the form of a sodium chlorate solution for recirculation to the reaction zone after electrolysis of the aqueous sodium chloride solution.
Chlorid sodný se také může používat ve formě hydroxidu sodného a chloru získaného v zařízení pro elektrolýzu jeho vodného roztoku. Jestliže není žádoucí pokračovat žádným* z elektrolytických postupů, chlorid sodný se může odložit.Sodium chloride may also be used in the form of sodium hydroxide and chlorine obtained in an aqueous solution electrolysis plant. If it is not desired to proceed with any of the electrolytic processes, sodium chloride may be discarded.
Následující příklady dále ilustrují vynález.The following examples further illustrate the invention.
Příklad 1Example 1
Jednokomorový generátor na kysličník chloričitý se nechá pracovat za dále uvedených podmínek a stanoví se účinnost produkce kysličníku chloričitého a dále čistota kysličníku chloričitého. Do reaktoru se dávkuje pouze roztok chlorečnanu sodného, roztok chloridu sodného, kyselina sírová a methanol. Reakční prostředí se udržuje při bodu varu za tlaku nižšího, než je tlak atmosférický. Z vodné fáze .se sráží bezvodý síran sodný. Reakční podmínky a výsledky jsou. uvedeny v tabulce I.The single-chamber chlorine dioxide generator is operated under the conditions described below and the chlorine dioxide production efficiency and the chlorine dioxide purity are determined. Only the sodium chlorate solution, sodium chloride solution, sulfuric acid and methanol are metered into the reactor. The reaction medium is maintained at a boiling point below atmospheric pressure. Anhydrous sodium sulfate precipitates from the aqueous phase. Reaction conditions and results are. listed in Table I.
TABULKA ITABLE I
Účinnost vztažená na chlorečnan z generátoru produkujícího kysličník chloričitý za v podstatě stejných podmínek, jako jsou uvedeny v tabulce I, avšak v nepřítomnosti methanolu je okolo 96 %.The chlorate efficiency of the chlorine dioxide generator under substantially the same conditions as in Table I, but in the absence of methanol, is about 96%.
Výsledky ze svrchu uvedené tabulky I tak ukazují na vzrůst účinnosti produkce kysličníku chloričitého při nízké celkové aciditě pod asi 4,8 N v přítomnosti malého množství methanolu.Thus, the results from Table I above show an increase in chlorine dioxide production efficiency at low total acidity below about 4.8 N in the presence of a small amount of methanol.
Příklad 2Example 2
Jednokomorový generátor na výrobu kysličníku chloričitého se provozuje za přivádění roztoku chlorečnanu sodného, kyseliny chlorovodíkové a methanolu, jako jediných násad, přičemž reakční prostředí se udržuje při bodu varu za tlaku nižšího, než je tlak atmosférický. Z reakčního prostředí se sráží chlorid sodný. Stanoví se účinnost produkce kysličníku chloričitého.The single-chamber chlorine dioxide generator is operated with the addition of a solution of sodium chlorate, hydrochloric acid and methanol as the sole batches, maintaining the reaction medium at a boiling point below atmospheric pressure. Sodium chloride precipitates from the reaction medium. The production efficiency of chlorine dioxide is determined.
Reakční podmínky a výsledky jsou uvedeny v tabulce II.The reaction conditions and results are shown in Table II.
TABULKA IITABLE II
produkovaného ClCUproduced ClCU
Účinnost z generátoru produkujícího kysličník chloričitý za v podstatě stejných podmínek, jako jsou uvedeny v tabulce II, avšak v nepřítomnosti methanolu, je okolo 93,4 %.The efficiency of the chlorine dioxide generator under substantially the same conditions as given in Table II, but in the absence of methanol, is about 93.4%.
Výsledky ze svrchu uvedené tabulky II tak ukazují, že účinnost produkce kysličníku chloričitého a reakčního prostředí o nízké celkové normalitě kyselin, kde reakční prostředí obsahuje chlorečnan sodný a kyselinu chlorovodíkovou a sráží se chlorid sodný, se může zvýšit použitím, malého množství methanolu.Thus, the results from Table II above show that the production efficiency of chlorine dioxide and a low total acidity reaction medium where the reaction medium contains sodium chlorate and hydrochloric acid and precipitates sodium chloride can be increased by using a small amount of methanol.
Příklad 3.Example 3.
Generátor na kysličník chloričitý typu popsaného v příkladu 1 se provozuje úmyslně za neúčinných podmínek (vysoký molární poměr chloridových iontů k chlorečnanovým iontům v kapalině v generátoru) a potom v přítomnosti dodatkového množství methanolu. Dosažené výsledky jsou reprodukovány v tabulce III,The chlorine dioxide generator of the type described in Example 1 is operated intentionally under inefficient conditions (high molar ratio of chloride ions to chlorate ions in the generator fluid) and then in the presence of an additional amount of methanol. The results obtained are reproduced in Table III,
TABULKA IIITABLE III
PokusTry
Teplota (průměr)Temperature (average)
Tlak (průměr)Pressure (average)
Trvání pokusuDuration of the experiment
Poměr chloridu a chlorečnanu v generátoru AciditaThe ratio of chloride to chlorate in the Acidita generator
G. A. % ClOr v nepřítomnosti methanolu G. A. % CIO2 v přítomnosti, methanolu Celková násada NaClOj (2,85 mol/1) (litry) Celková násada IUSOi (77 l% hmot.) (ml)* * Celková násada MeOH (50 % obj.) (ml)GA% ClOr in the absence of methanol GA% ClO 2 in the presence of methanol Total NaClO 3 feed (2.85 mol / l) (liters) Total IUSO 1 feed (77 L wt%) (ml) * * Total MeOH feed (50% v / v). ) (ml)
Poznámka:Note:
* Při pokusu A se použila násada 150 ml kyseliny sírové pro úpravu pH původní reakční směsi na 3,4 val/1 předtím, než se začal produkovat kysličník chloričitý, zatímco v pokuse B se použila násada 500 ml kyseliny sírové pro úpravu pH původní reakční směsi na 3,9 val/1.* In Experiment A, 150 ml of sulfuric acid was used to adjust the pH of the original reaction mixture to 3.4 val / l before chlorine dioxide production began, whereas in Experiment B, 500 ml of sulfuric acid was used to adjust the pH of the original reaction mixture to 3.9 val / l.
Výsledky ze svrchu uvedené tabulky III ukazují, že se dokonce normálně velmi nízká účinnost generátorového systému na výrobu kysličníku chloričitého může zvýšit k velmi vysokým hodnotám, když se použije množství methanolu.The results from Table III above show that even the normally very low efficiency of the chlorine dioxide generator system can be increased to very high values when the amount of methanol is used.
P ř í k 1 a d 4Example 1 a d 4
Generátor pro výrobu kysličníku chloričitého typu popsaného svrchu v souvislosti s příkladem 2 se provozuje za úmyslně nepříznivých podmínek účinnosti, to jest při vysokém molárním poměru chloridových iontů k chlorečnanovým iontům. Výsledky jsou uvedeny v tabulce IV.The chlorine dioxide generator of the type described above in connection with Example 2 is operated under intentionally unfavorable efficiency conditions, i.e. at a high molar ratio of chloride ions to chlorate ions. The results are shown in Table IV.
A BA B
Výsledky ze svrchu uvedené tabulky IV ukazují, že vysoce neúčinný postup výrohy kysličníku chloričitého se může stát vysoce účinným, použije-li se methanolu.The results from Table IV above show that a highly inefficient chlorine dioxide recovery process can become highly effective when methanol is used.
Tento vynález proto představuje významné zlepšení dřívějších systémů pro- výrobu kysličníku chloričitého. V rozsahu tohoto vynálezu jsou možné i modifikace.The present invention therefore represents a significant improvement in earlier chlorine dioxide production systems. Modifications are also possible within the scope of this invention.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1112376 | 1976-03-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS207602B2 true CS207602B2 (en) | 1981-08-31 |
Family
ID=9980466
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS181877A CS207602B2 (en) | 1976-03-19 | 1977-03-18 | Method of making the chlorine dioxide |
CS181777A CS207601B2 (en) | 1976-03-19 | 1977-03-18 | Method of making the chlorine dioxide |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS181777A CS207601B2 (en) | 1976-03-19 | 1977-03-18 | Method of making the chlorine dioxide |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CS (2) | CS207602B2 (en) |
PL (1) | PL106408B1 (en) |
ZA (1) | ZA771555B (en) |
-
1977
- 1977-03-15 ZA ZA00771555A patent/ZA771555B/en unknown
- 1977-03-18 CS CS181877A patent/CS207602B2/en unknown
- 1977-03-18 PL PL19676077A patent/PL106408B1/en unknown
- 1977-03-18 CS CS181777A patent/CS207601B2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS207601B2 (en) | 1981-08-31 |
ZA771555B (en) | 1978-01-25 |
PL106408B1 (en) | 1979-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1080434A (en) | High efficiency chlorine dioxide production using hc1 as acid | |
US5091167A (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
US4465658A (en) | Chlorine dioxide process | |
US6306281B1 (en) | Electrolytic process for the generation of stable solutions of chlorine dioxide | |
US4627969A (en) | Production of chlorine dioxide | |
US2484402A (en) | Process for producing chlorine dioxide | |
US4396592A (en) | Plural zone process for the preparation of chlorine dioxide | |
CA1090091A (en) | Production of chlorine dioxide from buffered reaction media | |
US4145401A (en) | High efficiency chlorine dioxide production at low acidity with methanol addition | |
US5342601A (en) | Process for producing chlorine dioxide | |
US5093097A (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
US3134641A (en) | Process for the manufacture of calcium hypochlorite | |
US4154809A (en) | High efficiency chlorine dioxide production using HCl as acid and methanol addition | |
US10881111B1 (en) | Composition for providing room temperature long-term constant-concentration chlorine dioxide solution in aqueous medium and preparation method thereof | |
CA1105877A (en) | Process for producing chlorine dioxide | |
CS207602B2 (en) | Method of making the chlorine dioxide | |
US3933987A (en) | Simultaneous production of chlorine dioxide and a salt of a strong acid | |
KR102093907B1 (en) | A composition for providing room temperature long-term constant-concentration chlorine dioxide solution in aqueous medium and preparation method thereof | |
GB1123871A (en) | Production of chlorine dioxide | |
FI107252B (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
US4206193A (en) | Versatile process for generating chlorine dioxide | |
US5433938A (en) | Chlorine-destruct method | |
US4995950A (en) | Preparation of alkali metal nitrates | |
CA2429908C (en) | An electrolytic process for the generation of stable solutions of chlorine dioxide | |
US4024140A (en) | Production of alkali metal salts of dichloroisocyanuric acid |