CS228533B2 - Production method of chloride dioxide - Google Patents

Production method of chloride dioxide Download PDF

Info

Publication number
CS228533B2
CS228533B2 CS672181A CS672181A CS228533B2 CS 228533 B2 CS228533 B2 CS 228533B2 CS 672181 A CS672181 A CS 672181A CS 672181 A CS672181 A CS 672181A CS 228533 B2 CS228533 B2 CS 228533B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
methanol
sodium
water
chlorine dioxide
sulfuric acid
Prior art date
Application number
CS672181A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Richard Swindells
Maurice Fredette
Original Assignee
Erco Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erco Ind Ltd filed Critical Erco Ind Ltd
Publication of CS228533B2 publication Critical patent/CS228533B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02Oxides of chlorine
    • C01B11/022Chlorine dioxide (ClO2)
    • C01B11/023Preparation from chlorites or chlorates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Chlorine dioxide is prepd. by redn. of chlorate ions with chloride ions in an aq. reaction medium contg. above 6N sulphuric acid, with the reaction medium being held at its boiling pt. under a sub-atmospheric pressure with pptn. of an acid sulphate. Specifically, after the pptd. acid sulphate has been removed from the reaction zone, it is contacted with water in the presence of an alcohol or a water soluble ketone to form a solid neutral sulphate and an aq. phase contg. sulphuric acid which is recycled. By treating the acid sulphate prod. the render it handleable the process becomes viable unlike in prior art, and the sulphuric acid extracted from the acid sulphate is valuable when recycled. High yields of chlorine dioxide, approaching 100% theoretical are obtd.

Description

Vynález se týká způsobu výroby oxidu chloričitého.The present invention relates to a process for producing chlorine dioxide.

V patentu US 4 081 520 je popsán vysoce účinný způsob výroby oxidu chloričitého, při kterém se používá chlorečnanu sodného, kyseliny sírové a methanolu. Mechanismus, kterým se tvoří oxid chloričitý spočívá v tom, že chlor společně vznikající s oxidem chloričitým se nechá reagovat s methanolem za vzniku chloridových iontů, které potom redukují chlorečnanové ionty za vzniku oxidu chloričitého a chloru. Sumární reakce může být ilustrována následující rovnicí:U.S. Pat. No. 4,081,520 discloses a highly efficient process for producing chlorine dioxide using sodium chlorate, sulfuric acid, and methanol. The mechanism by which chlorine dioxide is formed is to react chlorine together with chlorine dioxide with methanol to form chloride ions, which then reduce the chlorate ions to form chlorine dioxide and chlorine. The summary reaction can be illustrated by the following equation:

NaClOj + 2 H2SO4 + CHsOH > 2 CIO2 + + 2 NaHSOá + HCHO + 2 H2ONaClO 3 + 2 H 2 SO 4 + CH 2 OH> 2 CIO 2 + + 2 NaHSO 3 + HCHO + 2 H2O

Reakční prostředí, ve kterém vzniká oxid chloričitý a které obsahuje chlorečnan sodný, methanol a kyselinu sírovou, se udržuje na teplotě varu, obvykle na teplotě 50 až 85 °C, za tlaku nižšího, než je tlak atmosférický. Odpařená voda slouží k ředění oxidu chloričitého při odvádění z reakční zóny. Reakční prostředí je značně kyselé; koncentrace kyseliny překračuje hodnotu 9N. Vedlejšími produkty vylučovanými z již nasyceného reakčního prostředí po uvedení reakce do chodu, jsou hydrogensírany sod2 né, a to hydrogensíran sodný (NaHSOd) nebo seskvisulfát sodný (Na3H(SO4)2).The chlorine dioxide-containing reaction medium containing sodium chlorate, methanol and sulfuric acid is maintained at a boiling point, usually at 50-85 ° C, at a pressure below atmospheric pressure. The evaporated water serves to dilute the chlorine dioxide as it exits the reaction zone. The reaction medium is highly acidic; the acid concentration exceeds 9N. The byproducts excreted from the already saturated reaction medium after the reaction is started are sodium bisulfates, sodium bisulfate (NaHSO 4) or sodium sesquisulfate (Na 3 H (SO 4) 2).

Způsob podle uvedeného patentu US je vysoce účinný při konverzi chlorečnanových· iontů na oxid chloričitý, neboť se při něm dosahuje téměř 100% účinnosti. Oxid chloričitý odstraněný z reakční zóny, není znečištěn chlorem, což je výhodné v některých případech jeho dalšího použití.The process of said US patent is highly effective in converting chlorate ions into chlorine dioxide, as it achieves nearly 100% efficiency. The chlorine dioxide removed from the reaction zone is not contaminated with chlorine, which is advantageous in some cases for its further use.

Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v charakteru pevného · vedlejšího produktu; tato nevýhoda · bránila zatím průmyslovému využití · tohoto způsobu. Protože sraženina ' síranu sodného je v kyselé formě (hydrogensíran sodný), způsobuje odstraňování této sraženiny z reakční zóny pokles kyselosti v reakční zóně. Kromě toho je s hydrogensírany sodnými obtížná manipulace v důsledku jejich fyzikálních vlastností a hygroskopičnosti.The disadvantage of this process lies in the nature of the solid by-product; this disadvantage has so far prevented the industrial use of this method. Since the sodium sulfate precipitate is in acid form (sodium hydrogen sulphate), removal of this precipitate from the reaction zone causes a decrease in acidity in the reaction zone. In addition, sodium hydrogensulfates are difficult to handle due to their physical properties and hygroscopicity.

Cílem vynálezu je překonat nedostatky dosavadních postupů výměnnou reakcí pevného hydrogensíranu sodného na neutrální síran sodný, čímž se zachová potřebná kyselost v reakční zóně.It is an object of the present invention to overcome the shortcomings of the prior art by exchanging solid sodium bisulfate to neutral sodium sulfate, thereby maintaining the required acidity in the reaction zone.

Třebaže je způsob podle vynálezu popsán s ohledem na konverzi hydrogensíranu, vznikajícího při způsobu uvedeném ve zmíněném patentu US 4 081 520, na neutrální síran sodný, · je způsob podle vynálezu po228533 užitelný . obecně ke konverzi pevného hydrogensíranu na síran, přičemž uvedený hydrogensíran může . být získáván při libovolném postupu výroby oxidu chloričitého na bázi kyseliny sírové a reakčního prostředí s vysokou kyselostí, které se udržuje na teplotě varu a při tlaku nižším, než je tlak atmosférický, kdy se hydrogensíran sráží z reakčního prostředí v reakční zóně.Although the process of the present invention is described with respect to the conversion of the hydrogen sulphate resulting from the process disclosed in the aforementioned U.S. Pat. No. 4,081,520 to neutral sodium sulfate, the process of the present invention is useful. generally to convert a solid hydrogen sulfate to sulfate, wherein said hydrogen sulfate can. be obtained by any process for producing chlorine dioxide based on sulfuric acid and a reaction medium having a high acidity which is maintained at boiling point and at a pressure below atmospheric pressure, where the hydrogen sulphate precipitates from the reaction medium in the reaction zone.

Způsob podle vynálezu lze například použít ke konverzi hydrogensíranů sodných tvořících vedlejší produkty získané z generátoru oxidu chloričitého, kde se přidané chloridové ionty používají jako redukční prostředek při redukci chlorečnanu v přítomnosti kyseliny sírové v prostředí s vysokou kyselostí, jak je to popsáno v kanadském patentu 825 084.For example, the process of the invention can be used to convert sodium bisulfates forming by-products obtained from a chlorine dioxide generator, wherein the added chloride ions are used as a reducing agent in reducing chlorate in the presence of sulfuric acid in a high acid environment as described in Canadian Patent 825,084. .

Kromě toho lze při tomto způsobu produkujícím oxid chloričitý současně s hydrogensíranem sodným použít oxidu siřičitého k redukci současně produkovaného chloru na chloridové ionty analogickým způsobem jako se používá methanolu při způsobu podle výše uvedeného patentu US 4 081 520. Použití oxidu siřičitého je popsáno v patentu US 3 933 988.In addition, sulfur dioxide can be used in this chlorine dioxide-producing process to reduce concurrently produced chlorine to chloride ions in an analogous manner to that used in the method of U.S. Pat. No. 4,081,520. The use of sulfur dioxide is described in U.S. Pat. 933 988.

Výše uvedené nedostatky tedy nemá způsob výroby oxidu chloričitého . v reakční zóně redukcí - - - chlorečnanových - iontů - ionty -chloridovými ve vodném kyselém reakčním prostředí, obsahujícím kyselinu sírovou v koncentraci vyšší než 6N a udržovaným na teplotě varu a při tlaku nižším, než je tlak atmosférický, a vysrážením hydrogensíranů v reakční zóně, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se vysrážený hydrogensíran po -odstranění z reakční zóny uvádí do styku s vodou v přítomnosti alkoholu nebo ketonu rozpustného ve vodě za vzniku pevného neutrálního síranu a vodné fáze obsahující! kyselinu sírovou, . přičemž uvedená vodná fáze se recirkuluje do reakční zóny.Thus, the above-mentioned drawbacks have no method of producing chlorine dioxide. in the reaction zone by reducing - - - chlorate - ions - chloride-ions in an aqueous acidic reaction medium containing sulfuric acid above 6N and maintained at boiling point and below atmospheric pressure and precipitation of hydrogen sulphates in the reaction zone, According to the invention, the precipitated hydrogen sulphate is removed from the reaction zone with water in the presence of a water-soluble alcohol or ketone to form a solid neutral sulphate and an aqueous phase containing water. sulfuric acid,. wherein said aqueous phase is recirculated to the reaction zone.

Při způsobu podle vynálezu se s - výhodou jako hydrogensíranů použije hydrogensíranu sodného, .jako alkoholu rozpustného ve vodě se použije methanolu, přičemž se voda použije v hmotnostním . poměru k hydrogensíranu - sodnému, uvažovanému jako Na3H(SO4)2, 1,4:1 a methanol se použije v hmotnostním poměru k hydrogensíranů sodnému, uvažovanému jako Na3H(SOd)2, 0,01 až 2 : 1.In the process according to the invention, sodium hydrogen sulphate is preferably used as the hydrogen sulphate, methanol is used as the water-soluble alcohol and the water is used by weight. the ratio to sodium bisulfate, considered as Na 3 H (SO 4) 2, 1.4: 1, and methanol was used in a weight ratio to sodium bisulfate, considered as Na 3 H (SO 4) 2, 0.01 to 2: 1.

S výhodou je hmotnostní poměr vody k hydrogensíranů sodnému 0,6 až 0,8:1 a hmotnostní poměr methanolu k hydrogensíranu sodnému 0,3 až 0,8 : 1.Preferably, the weight ratio of water to sodium hydrogen sulphate is 0.6 to 0.8: 1 and the weight ratio of methanol to sodium hydrogen sulphate is 0.3 to 0.8: 1.

Reakční prostředí má výhodně koncentraci kyseliny vyšší než 9N a chloridové ionty v reakčním prostředí se tvoří redukcí chloru, který vzniká společně s oxidem chloričitým, methanolem.The reaction medium preferably has an acid concentration higher than 9N and the chloride ions in the reaction medium are formed by reducing the chlorine that is formed together with chlorine dioxide, methanol.

Vodná fáze získávaná v kontaktním stupni po kontaktu hydrogensíranů s vodou se s výhodou rozděluje na dva proudy obsahující - kyselinu sírovou a methanol, - přičemž jeden proud se recirkuluje- do reakční - zóny a z druhého proudu se odstraňuje methanol za vzniku methanolového proudu z vodného proudu, přičemž methanolový proud se recirkuluje do kontaktního stupně a vodný proud se recirkuluje do reakční zóny.The aqueous phase obtained in the contacting step after contacting the hydrogen sulphates with water is preferably divided into two streams containing - sulfuric acid and methanol - one stream being recirculated to the reaction zone and methanol removed from the other stream to form a methanol stream from the aqueous stream, wherein the methanol stream is recirculated to the contacting stage and the aqueous stream is recirculated to the reaction zone.

Výhodou vynálezu je, že při něm není zapotřebí odpařovat velké objemy methanolu a koncentrovat velké objemy kyseliny sírové, což příznivě ovlivňuje ekonomiku způsobu výroby oxidu chloričitého.An advantage of the invention is that it does not need to evaporate large volumes of methanol and concentrate large volumes of sulfuric acid, which favorably affects the economics of the chlorine dioxide production process.

Na připojeném výkresu je zobrazeno blokové schéma způsobu podle vynálezu.A flow diagram of the method according to the invention is shown in the attached drawing.

Již dříve bylo navrženo používat vodu a methanol nebo jiný alkohol nebo keton rozpustný ve vodě ke konverzi hydrogensíranů sodného na neutrální síran sodný. Takový způsob je popsán v patentu US 4 104 365. Způsob podle tohoto patentu je zaměřen na získávání neutrálního síranu sodného z vytékající - kapalné fáze při postupu pro výrobu oxidu chloričitého, který je založen na použití kyseliny sírové s vysokou normalitou. Takový způsob se neprovádí za teploty varu reakčního prostředí a z reakčního prostředí v reakční nádobě nekrystalizuje vedlejší produkt — síran sodný. Výchozím materiálem při tomto dřívějším způsobu je vodný roztok hydrogensíranů sodného na rozdíl od pevného výchozího materiálu, používaného při způsobu podle vynálezu.It has previously been proposed to use water and methanol or another water-soluble alcohol or ketone to convert sodium bisulfates to neutral sodium sulfate. Such a process is described in U.S. Pat. No. 4,104,365. The process of this patent is directed to obtaining neutral sodium sulfate from the effluent liquid phase in a process for producing chlorine dioxide based on the use of high-standard sulfuric acid. Such a process is not carried out at the boiling point of the reaction medium and does not crystallize the by-product sodium sulfate from the reaction medium in the reaction vessel. The starting material in this prior art process is an aqueous solution of sodium hydrogensulfates as opposed to the solid starting material used in the process of the invention.

Dřívější výrobní postup zahrnuje počáteční - odháněcí stupeň, to znamená operaci k odstranění rozpuštěných plynů a zbytkového chlorečnanu sodného, který jinak brání reakci. Taková operace se nevyžaduje při provádění způsobu podle vynálezu, protože výchozím materiálem jsou hydrogensírany sodné v pevné fázi, vznikající v reakční zóně, kde se vyrábí oxid chloričitý.The earlier manufacturing process involves an initial stripping step, i.e., an operation to remove dissolved gases and residual sodium chlorate that otherwise hinders the reaction. Such an operation is not required in the process of the present invention since the starting material is solid sodium bisulfates formed in the reaction zone where chlorine dioxide is produced.

Způsob podle vynálezu se odlišuje od dřívějšího způsobu nejen z důvodů, - že výchozí materiály jsou v - odlišných - fyzikálních - formách, ale také proto, že - objemy vody a methanolu potřebné pro přidání - k vodné - vytékající fázi za účelem vzniku pevné fáze neutrálního síranu sodného v- dřívějším postupu jsou - mnohem větší než ty, - které - jsou používané při způsobu podle vynálezu. Jako důsledek těchto velkých objemů - vody a methanolu je zapotřebí značného odpařování při dřívějším postupu, především k dosažení odstranění veškerého použitého methanolu a dále ke zkoncentrování - vodného roztoku kyseliny sírové na koncentrát, který je vhodný pro opětovné použití.The process according to the invention differs from the former process not only because - the starting materials are in - different - physical - forms but also because - the volumes of water and methanol needed to add - to the aqueous - the effluent phase to form a solid neutral phase The sodium sulfate of the prior art are - much larger than those - which are used in the process of the invention. As a consequence of these large volumes of water and methanol, considerable evaporation is required in the earlier process, in particular to remove all the methanol used and further to concentrate the aqueous sulfuric acid solution to a concentrate suitable for reuse.

Způsob podle - vynálezu je v dalším popise popsán s ohledem na použití methanolu, přičemž by namísto methanolu bylo možné použít i jiných alkoholů nebo ketonů rozpustných ve vodě.The process of the invention is described below with respect to the use of methanol, but other water-soluble alcohols or ketones could be used instead of methanol.

Při způsobu podle vynálezu hmotnostní poměr vody k hydrogensíranům sodným [počítaným jako Na3H[SO4)2] je 0,4 až 1,4:1, s výhodou 0,6 až 0,8 : 1. Poměr vody k uvedeným síranům v daném rozmezí je rozho228533 dující pro způsob podle vynálezu, přičemž hmotnostní poměr menší než 0,4: 1 vede pouze k omezené konverzi hydrogensíranů na neutrální síran, zatímco hmotnostní poměr větší než 1,4 : 1 vede k rozpouštění velkého množství síranu sodného ve vodné fázi. Při použití hmotnostního poměru v uvedeném rozmezí obsahuje vznikající vodná fáze kyselinu sírovou v dostatečné koncentraci umožňující její recirkulaci do procesu výroby oxidu chloričitého, aniž by bylo potřebné provádět koncentraci této kyseliny.In the process of the invention, the weight ratio of water to sodium bisulfates (calculated as Na 3 H [SO 4) 2] is 0.4 to 1.4: 1, preferably 0.6 to 0.8: 1. The weight ratio of less than 0.4: 1 results in only limited conversion of hydrogen sulfates to neutral sulfate, while a weight ratio of greater than 1.4: 1 results in the dissolution of large amounts of sodium sulfate in the aqueous phase. Using a weight ratio within this range, the resulting aqueous phase contains sulfuric acid at a concentration sufficient to recirculate it to the chlorine dioxide production process without the need for the acid concentration.

Jak již bylo uvedeno výše, mohou mít hydrogensírany sodné vysrážené z reakčního prostředí rozdílnou formu [jednou z nich je NasHfSOáJz], a to v závislosti na celkové normalitě kyseliny v reakčním prostředí. K výpočtu hmotnosti vody a methanolu, které se mají použít k účinné výměnné reakci hydrogensíranů sodných, musí se hmotnost hydrogensíranů sodných vyjádřit jako hmotnost, která je ekvivalentní hmotnosti NasHfSOájz. V případě, že hydrogensírany sodné jsou ve formě jiné než NasHfSCkjž, například jako hydrogensíran sodný nebo jeho směs se seskvisulfátem sodným, potom se hmotnost hydrogensíranů sodných převede na ekvivalentní hmotnost NasHÍSOi)?. Jestliže se hydrogensírany sodné vyskytují ve formě NasHfSCMjz, potom hmotnost základu pro vým.ěnnou reakci je tvořena skutečnou hmotností tohoto hydrogensulfátu sodného.As mentioned above, sodium hydrogen sulphates precipitated from the reaction medium may take a different form [one of which is NaH 2 SO 6] 2, depending on the overall acidity of the acid in the reaction medium. To calculate the mass of water and methanol to be used for an efficient sodium bisulfate exchange reaction, the mass of sodium bisulfate must be expressed as a mass equivalent to that of NasH 2 SO 4. When the sodium hydrogen sulphate is in a form other than NaH 2 SO 4, for example as sodium hydrogen sulphate or a mixture thereof with sodium sesquisulphate, the weight of sodium hydrogen sulphate is converted to an equivalent weight of Na 2 SO 4. If the sodium hydrogen sulphate is present in the form of Na 2 SO 4 CM 2, the weight of the exchange reaction base is the actual weight of the sodium hydrogen sulphate.

Naproti tomu při typickém pracovním postupu podle patentu US 4 104 365 je hmotnostní poměr vody k hydrogensíranům sodným [uvažovaným jako NasHfSOájz] asi 1,83 : 1 a hmotnost vody určené к odpaření, které umožňuje opětovné použití roztoku kyseliny sírové, je asi 3,61 kg na jeden kilogram získaného neutrálního síranu sodného (nebo asi 4,14 kg na jeden kilogram vzniklého oxidu chloričitého).In contrast, in a typical process of U.S. Pat. No. 4,104,365, the weight ratio of water to sodium bisulfates [considered as NaH 2 SO 4] is about 1.83: 1 and the weight of water to be evaporated to allow reuse of the sulfuric acid solution is about 3.61 kg per kg of neutral sodium sulfate obtained (or about 4.14 kg per kg of chlorine dioxide formed).

Hmotnostní poměr methanolu k hydrogensíranům sodným [počítáno jako NasHfSOáJz] je méně rozhodující, než hmotnostní poměr vody a může se měnit od tak nízkých hodnot jako je 0,01 až do 2 : 1. Hmotnostní poměr methanolu k hydrogensíranům sodným je s výhodou 0,3 až 0,8 : 1 pro výše uvedený výhodný poměr vody k hydrogensíranům sodným. S ohledem na mísitelnost methanolu s vodou, sníží přítomnost methanolu objem vody, ve kterém se síran sodný může rozpustit, a proto zabraňuje rozpuštění neutrálního síranu sodného ve vodné fázi.The weight ratio of methanol to sodium bisulfates [calculated as Na 2 SO 4] 2 is less critical than the weight ratio of water and may vary from as low as 0.01 to 2: 1. The weight ratio of methanol to sodium bisulfates is preferably 0.3 up to 0.8: 1 for the above-mentioned preferred ratio of water to sodium bisulfates. Due to the miscibility of methanol with water, the presence of methanol reduces the volume of water in which sodium sulfate can dissolve, and therefore prevents the dissolution of neutral sodium sulfate in the aqueous phase.

Tou měrou jak hmotnostní poměr methanolu vzrůstá, klesá i podíl neutrálního síranu sodného rozpuštěného ve vodné fázi, dokud se nedosáhne hmotnostního poměru methanolu, nad kterým přídavkem dalšího množství methanolu již nevzrůstá výtěžek pevného neutrálního síranu sodného, přičemž výtěžek je omezen asi na 80 až 85 % hmotnosti. Proto nevzniká žádný užitek při zvýšení hmotnostního poměru methanolu k hydrogensíranům sodným nad poměr 2 :1.As the weight ratio of methanol increases, the proportion of neutral sodium sulfate dissolved in the aqueous phase also decreases until a weight ratio of methanol is reached above which the addition of additional methanol no longer yields a solid neutral sodium sulfate yield, limited to about 80-85%. weight. Therefore, there is no benefit in increasing the weight ratio of methanol to sodium bisulfates above 2: 1.

Použije-li se výhodné formy způsobu podle vynálezu, totiž vyrábí-li se oxid chloričitý způsobem podle výše uvedeného patentu US 4 081 5 20 adoptovaného opatřeními podle vynálezu, potom se podíl vodní fáze získávané z výměnné reakce může recirkulovat přímo do reakční zóny, ve které vzniká oxid chloričitý, aby se získala alespoň část, s výhodou veškerý methanol. Recirkulovaný proud také uhradí část kyseliny sírové potřebné při výrobě oxidu chloričitého. Methanol, recirkulovaný do reakční zóny tímto způsobem, nemusí být získáván z · recirkulovaného podílu vodné fáze. Methanol se odstraňuje ze zbytku vodné fáze, aby se získal roztok kyseliny sírové vhodný pro recirkulaci do reakční zóny.If preferred forms of the process according to the invention are used, namely when chlorine dioxide is produced by the process according to the above-mentioned U.S. Pat. No. 4,081,520 adopted by the measures of the invention, then a proportion of the water phase obtained from the exchange reaction can be recirculated directly to the reaction zone chlorine dioxide is formed to obtain at least a portion, preferably all methanol. The recirculated stream will also cover part of the sulfuric acid needed to produce chlorine dioxide. The methanol recirculated to the reaction zone in this manner need not be recovered from the recirculated fraction of the aqueous phase. Methanol is removed from the remainder of the aqueous phase to obtain a sulfuric acid solution suitable for recirculation to the reaction zone.

Množství methanolu použitého podle vynálezu se zřetelně odlišuje od množství použitého při dřívějším postupu, který je popsán v patentu US 4 104 365, přičemž se používá typického hmotnostního poměru methanolu k hydrogensíranům sodným [uvažovaným jako NasHfSOáJž] asi 9,33 :1 a methanol se musí opět rekuperovat pro jeho opětovné použití, přičemž se roztok kyseliny sírové musí koncentrovat na normalitu vhodnou pro recirkulaci tohoto roztoku do procesu výroby oxidu chloričitého.The amount of methanol used according to the invention differs markedly from that used in the prior art process described in U.S. Pat. No. 4,104,365, using a typical weight ratio of methanol to sodium bisulfates [considered as NaH 2 SO 6] of about 9.33: 1 and methanol must be used. recovered for reuse, the sulfuric acid solution being concentrated to a normality suitable for recirculating the solution to the chlorine dioxide production process.

Spotřeba páry při způsobu podle vynálezu k odpaření vodné fáze je omezena na odehnání methanolu. Množství vyžadované páry je tedy podstatně menší než při postupu podle patentu US 4 104 365, kde je zapotřebí tepla jak k odehnání v podstatě veškerého methanolu, tak i k zahuštění roztoku kyseliny sírové, což znamená takřka patnáctkrát vyšší náklady na páru, než při způsobu podle vynálezu.The steam consumption of the process according to the invention for evaporating the aqueous phase is limited to stripping off methanol. Thus, the amount of steam required is considerably less than the process of U.S. Pat. No. 4,104,365, where heat is required to drive off substantially all of the methanol and to thicken the sulfuric acid solution, which is nearly 15 times the steam cost of the process .

Obvykle se voda a methanol přidávají k pevné fázi hydrogensíranů sodných jako roztok obsahující požadovaný poměr vody a methanolu. Avšak, protože methanol má výlučnou úlohu při poklesu rozpustnosti neutrálního síranu sodného ve vodné fázi, může se methanol přidávat po počátečním přídavku vody.Typically, water and methanol are added to the solid sodium hydrogensulfate phase as a solution containing the desired ratio of water to methanol. However, since methanol has an exclusive role in decreasing the solubility of neutral sodium sulfate in the aqueous phase, methanol may be added after the initial addition of water.

Výše popsaný způsob podle vynálezu se může provádět s použitím methanolu, vzhledem k jeho snadné dostupnosti a jeho účinnosti při způsobu podle vynálezu. Je-li zapotřebí, mohou se však také použít i jiné alkoholy a ketony rozpustné ve vodě, jako například methanol, n-propanol, isopropylalkohol a aceton.The above-described process according to the invention can be carried out using methanol because of its easy availability and its effectiveness in the process according to the invention. However, other water-soluble alcohols and ketones such as methanol, n-propanol, isopropyl alcohol and acetone may also be used if desired.

Výměnná reakce používaná při způsobu podle vynálezu se může provádět v širokém rozmezí teplot, obvykle od 10 do 70 °C. Reakce probíhá účinně za teploty místnosti (asi 20 až 25 °C), i když se dává přednost zvýšeným teplotám, protože rychlost reakce vzrůstá se vzrůstem teploty. S výhodou se použije teploty 20 až 50 °C.The exchange reaction used in the process of the invention can be carried out over a wide range of temperatures, usually from 10 to 70 ° C. The reaction proceeds efficiently at room temperature (about 20-25 ° C), although elevated temperatures are preferred, as the rate of reaction increases with increasing temperature. Preferably, a temperature of 20 to 50 ° C is used.

Výměnná reakce probíhající při způsobu podle vynálezu se může provádět některou z obvyklých metod. I když se může postup provádět šaržovitě, dává se přednost kontinuálnímu postupu, protože způsob podle vynálezu navazuje na kontinuální ' způsob výroby oxidu chloričitého.The exchange reaction of the process of the invention may be carried out by any of the usual methods. Although the process can be carried out in batches, a continuous process is preferred because the process of the invention follows the continuous process for producing chlorine dioxide.

Výměnná reakce se může provádět v jednoduché reakční nádobě nebo v dekantačně promývací koloně, která je například detailně popsána v německém patentovém spise DOS 28 56 504.The exchange reaction can be carried out in a simple reaction vessel or in a decantation wash column, for example as described in detail in German Patent Application No. 28 56 504.

Vzájemné míšení vodného roztoku methanolu s hydrogensírany sodnými za účelem dosažení uvedené výměnné reakce může být provázeno mícháním v reakční nádobě. Hmota přiváděná do výměnné reakce nevyžaduje intenzívní rozmíchání; stačí použít pouze mírného míchání, i když se potom k rozmísení potřebuje delší doba.Mixing the aqueous methanol solution with sodium hydrogen sulphates to achieve said exchange reaction may be accomplished by stirring in the reaction vessel. The mass supplied to the exchange reaction does not require intensive mixing; it is sufficient to use only gentle stirring, even if it takes longer to mix.

Reakční doba nezbytná k úplnému průběhu výměnné reakce se může měnit v širokých mezích a · obvykle je rovna asi 10 minutám při velmi intenzívním míchání až asi 60 minutám při průběhu reakce v dekantační pračce.The reaction time required to complete the exchange reaction can vary within wide limits, and is typically about 10 minutes with very vigorous stirring to about 60 minutes while the reaction is in a decanting scrubber.

Vynález je detailněji popsán s odkazy na připojený obrázek, který zobrazuje průtokové schéma výhodné formy provedení způsobu podle vynálezu.The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a flow diagram of a preferred embodiment of the method according to the invention.

Z obrázku je zřejmé, že generátor 10 oxidu chloričitého produkuje plynnou směs oxidu chloričitého a páry a tato směs se odvádí potrubím 12, ze kterého se oxid chloričitý absorbuje do vody za vzniku jeho vodného roztoku vhodného pro použití při bělení buničiny nebo pro použití k jinému účelu.It can be seen from the figure that the chlorine dioxide generator 10 produces a gaseous mixture of chlorine dioxide and steam and is discharged through line 12 from which the chlorine dioxide is absorbed into water to form an aqueous solution thereof suitable for use in pulp bleaching or for other purposes .

Uvedený generátor 10 produkuje oxid chloričitý postupem · popsaným v patentu US 4 081 520 z roztoku chlorečnanu sodného dávkovaného do generátoru 10 vedením 16. Methanol se přivádí do generátoru 10 vedením 18,Said generator 10 produces chlorine dioxide as described in U.S. Pat. No. 4,081,520 from a sodium chlorate solution fed to generator 10 via line 16. Methanol is supplied to generator 10 via line 18,

Vodné reakční prostředí s celkovou normalitou kyseliny vyšší než 9N se udržuje na teplotě varu, při kteréžto teplotě nedochází k . podstatnému rozkladu oxidu chloričltého, obvykle na teplotě 30 až 85 °C a při tlaku nižším než je tlak atmosférický, . přičemž se . zpravidla používá tlaku 2,67 až 53,33 kPa. . Hydrogensíran sodný se nepřetržitě sráží z reakčního prostředí, jakmile reakční prostředí dosáhne nasyceného stavu po uvedení reakce do chodu.The aqueous reaction medium with a total acidity greater than 9 N is maintained at boiling point at which no temperature is observed. substantial decomposition of chlorine dioxide, usually at a temperature of 30 to 85 ° C and at a pressure below atmospheric pressure,. taking. as a rule, it uses a pressure of 2 to 50 psi. . Sodium hydrogen sulphate is continuously precipitated from the reaction medium when the reaction medium reaches a saturated state after the reaction is started.

Objem reakčního prostředí v generátoru 10' se udržuje v podstatě konstantní vyrovnáním objemu vodné fáze vstupující do generátoru 10 objemem vody odpařované z reakčního · prostředí ve formě par proudících potrubím 12 a objemu vody odstraňované jako suspenzní prostředí pro pevný hydrogensíran sodný.The volume of the reaction medium in the generator 10 'is maintained substantially constant by equalizing the volume of the aqueous phase entering the generator 10 with the volume of water vaporized from the reaction medium in the form of vapor flowing through line 12 and the volume of water removed as a suspension medium for solid sodium hydrogen sulphate.

Hydrogensíran sodný vysrážený z reakčního prostředí v generátoru 10 se vede přepouštěcím potrubím 20 do reaktoru 22. Hydrogensíran sodný, tvořený obvykle seskvisulfátem sodným, se může odstraňovat z generátoru 10 ve formě suspenze v reakčním prostředí a oddělovat z této suspenze filtrací provedenou před jeho zavedením do · reaktoru 22.Sodium hydrogen sulphate precipitated from the reaction medium in the generator 10 is passed through a transfer line 20 to the reactor 22. Sodium hydrogen sulphate, typically sodium sesquisulphate, can be removed from the generator 10 as a suspension in the reaction medium and separated from this suspension by filtration prior to its introduction into the reactor. Reactor 22.

V ' reaktoru 22 se hydrogensíran ' sodný uvádí . do styku s vodou dávkovanou napouštěcím potrubím 24 a methanolem dávkovaným vedením 26. Hmotnostní poměr vody k hydrogensíranu sodnému [počítanému jako Na3H(SO4)2] v reaktoru 22 je 0,4 až 1,4 : : 1, s výhodou 0,6 až 0,8 : 1. Hmotnostní poměr methanolu k hydrogensíranu sodnému [počítanému jako NasHfSOáJz] je 0,01 až 2 : 1, s výhodou 0,3 až 0,8 : 1.Sodium bisulfate is introduced in reactor 22. The weight ratio of water to sodium hydrogen sulphate [calculated as Na 3 H (SO 4) 2] in reactor 22 is 0.4 to 1.4: 1, preferably 0.6 to 0.8: 1. The weight ratio of methanol to sodium bisulfate [calculated as Na2SO4] 2 is 0.01 to 2: 1, preferably 0.3 to 0.8: 1.

Teplota prostředí obsahujícího pevný hydrogensíran sodný v reaktoru 22 je výhodně 20 až 50 °C. Výměnnou reakcí se vyrábí pevný bezvodý neutrální síran sodný. Výměnná reakce hydrogensíranu sodného probíhá za vzniku kyseliny sírové a již uvedeného neutrálního síranu sodného. Neutrální síran sodný se oddělí od vodné fáze libovolným známým postupem, například filtrací. Neutrální síran sodný se odvádí odvodem 28 k požadovanému použití, obvykle k přípravě sloučenin sodíku a síry, použitelných při výrobě buničiny; generátor 10 oxidu chloričitého na tuto výrobu technologicky navazuje.The temperature of the medium containing solid sodium bisulfate in reactor 22 is preferably 20 to 50 ° C. The exchange reaction produces solid anhydrous neutral sodium sulfate. The sodium bisulfate exchange reaction takes place to form sulfuric acid and the aforementioned neutral sodium sulfate. The neutral sodium sulfate is separated from the aqueous phase by any known method, for example by filtration. The neutral sodium sulphate is discharged to the desired use, usually for the preparation of sodium and sulfur compounds useful in pulp production; the chlorine dioxide generator 10 is technologically linked to this production.

Vodná fáze s obsahem kyseliny sírové, methanolu a určitého množství rozpuštěného síranu sodného se odvádí odvodním potrubím 30 a rozděluje se do dvou proudů, přičemž zpravidla jedna třetina objemu vodné fáze se recirkuluje potrubím 32 do vedení 18, aby se získala alespoň část, s výhodou veškerý podíl, methanolu potřebného v generátoru 10 oxidu chloričitého. Zbytek potřebného methanolu se případně dávkuje z přívodu 33 do vedení 18. Obsah kyseliny sírové z vodné fáze v potrubí 32 poskytuje část kyseliny sírové potřebné v reakčním prostředí generátoru 10 oxidu chloričitého.The aqueous phase containing sulfuric acid, methanol and a certain amount of dissolved sodium sulphate is discharged via line 30 and divided into two streams, typically one third of the volume of the aqueous phase being recirculated through line 32 to line 18 to obtain at least a portion, preferably all % of the methanol required in the chlorine dioxide generator 10. Optionally, the remainder of the methanol required is metered from line 33 to line 18. The sulfuric acid content of the aqueous phase in line 32 provides some of the sulfuric acid required in the reaction medium of the chlorine dioxide generator 10.

Zbývající objem vodné fáze (obvykle dvě třetiny tohoto objemu] se vedou odvodním potrubím 34 do methanolového striperu 36, kde se z vodné fáze odděluje methanol. Methanolové páry procházejí spojovacím potrubím 38 do kondenzátoru 40, kde se uvedené páry kondenzují za vzniku kapalného methanolu, který se odvádí potrubím 42 do vedení 26 pro dávkování methanolu do reaktoru 22 za účelem výměnné reakce. Methanol, potřebný k vyrovnání požadovaného množství methanolu v reaktoru 22, se dávkuje přívodem 44.The remaining volume of the aqueous phase (typically two-thirds of this volume) is passed through a conduit 34 to a methanol stripper 36 where methanol is separated from the aqueous phase. Methanol vapors pass through a conduit 38 to a condenser 40 where the vapors condense to form liquid methanol. is fed via line 42 to the methanol feed line 26 to the exchange reactor 22. The methanol required to equalize the required amount of methanol in the reactor 22 is metered in via feed line 44.

Roztok kyseliny sírové zbavený methanolu se recirkuluje potrubím 46 do proudu kyseliny sírové dávkované do generátoru 10 oxidu chloričitého vedením 16. Dodatečně potřebná kyselina sírová se dávkuje přívodem 48 kyseliny sírové ústícím do vedení 16.The methanol-free sulfuric acid solution is recirculated through line 46 to the sulfuric acid stream fed to the chlorine dioxide generator 10 via line 16. The additionally needed sulfuric acid is metered in by the inlet 48 of sulfuric acid flowing into line 16.

Při způsobu podle vynálezu se tedy vyrábí oxid chloričitý, který je v podstatě prostý chloru, s vysokou účinností a bez potřebyThe process according to the invention therefore produces chlorine dioxide which is substantially free of chlorine, with high efficiency and without the need for

0' přidávání katalytických přísad do reakčního prostředí. Současně se jako . vedlejší produkt získává . síran sodný, . s výhodou v bezvodě formě; v důsledku toho . se vznikem vedlejšího produktu neztrácí . ze . systému žádná kyselina sírová.The addition of catalyst additives to the reaction medium. At the same time as. by-product obtains. sodium sulfate, . preferably in anhydrous form; Consequently . is not lost by the formation of the by-product. ze. system no sulfuric acid.

Vynález je dále ilustrován následujími příklady.The invention is further illustrated by the following examples.

PíkUdlPíkUdl

Tento příklad ilustruje způsob výroby hydrogensíranu sodného podle postupu z US patentu č. 4 081 520.This example illustrates a process for producing sodium bisulfate according to the procedure of US Patent No. 4,081,520.

Generátor oxidu chloričitého se provozuje za vzniku oxidu chloričitého z chlorečnanu sodného, kyseliny sírové a methanolu. Reakční prostředí se udržuje na teplotě varu, při tlaku nižším než je atmosférický, přičemž z reakčního prostředí se vylučuje seskvísulfát sodný.The chlorine dioxide generator is operated to produce chlorine dioxide from sodium chlorate, sulfuric acid, and methanol. The reaction medium is maintained at boiling temperature below atmospheric pressure and sodium sesquisulphate is excluded from the reaction medium.

Výrobní . parametry jsou uvedeny v následující tabulce I.Manufacturing. the parameters are given in the following Table I.

Tabulka ITable I

Výrobní podmínky:Production conditions:

Produkovaný oxid chloričitý:Chlorine dioxide produced:

rychlost . 0,48 g . i-1 min1 účinnost vztažená . na chlorečnan. ....... >99 % plynová analýza CIO2 > 99%speed. 0.48 g. i-1 min1 efficiency related. to chlorate. .......> 99% gas analysis CIO2> 99%

C12< 1 %.C12 <1%.

příklad 2Example 2

Tento . příklad ilustruje výměnnou reakci seskvisulfátu sodného za různých podmínek.This one. the example illustrates the sodium sesquisulfate exchange reaction under various conditions.

Provádí se řada pokusů, ve kterých se pevný seskvvsuufát sodný uvádí do styku s vodou a/nebo methanolem za teploty místnosti (20°Cj, přičemž suspenze se pomalu míchá . po dobu asi 15 minut. Rada pokusů je prováděna za účelem stanovení kritických omezení postupu výměnné reakce a také optimálních výrobních podmínek. V každém případě . se stanoví hmotnost získaného síranu sodného a podíl kyseliny sírové zbývající v síranu sodném. Se zřetelem na účinnost způsobu, zbytková . koncentrace kyseliny sírové pod asi 1 % dokládá v podstatě 100% . konverzi hydrogensíranu sodného na neutrální síran sodný.A number of experiments are carried out in which solid sodium sesqususulate is contacted with water and / or methanol at room temperature (20 ° C), the suspension is stirred slowly for about 15 minutes. In each case, the weight of the sodium sulphate obtained and the proportion of sulfuric acid remaining in sodium sulphate are determined, taking into account the efficiency of the process, a residual sulfuric acid concentration below about 1% demonstrates essentially 100% conversion of the hydrogen sulphate. sodium to neutral sodium sulfate.

teplota tlak °Ctemperature pressure ° C

17,956 kPa17,956 kPa

a] Kritická dolní hranice hmotnostního poměru vody k hydrogensíranu sodnému(a) Critical lower limit of the weight ratio of water to sodium hydrogen sulphate

Reakční podmínky a rychlost dávkování:Reaction conditions and dosing rate:

methanolmethanol

H2SO4 NaClOs %, 3,4 ml/minH 2 SO 4 NaClO 5%, 3.4 mL / min

9M, 3,6 ml. mini 6,74 M, 10,5 m. mn^i9M, 3.6 mL. mini 6.74 M, 10.5 mn m

Výsledky provedených pokusů rozhodující význam . dolní hranice ního poměru vody k NasHfSCUjž 0,4 : 1 jsou reprodukovány v dále uvedené tabulce II.The results of the experiments carried out are of decisive importance. the lower limit of the water to Na2SO4 ratio of 0.4: 1 is reproduced in Table II below.

ukazující hmotnostKoncentrace kapalin v generátoru:showing massConcentrator fluid concentration:

Tabulka IITable II

H2SO4H2SO4

NaClOsNaClOs

Krystaly, pevná fázeCrystals, solid phase

9,3 N9.3 N

1,1M1,1M

NasH(SO4)2NasH (SO 4) 2

Pokus číslo Attempt number Hmotnostní poměr Weight ratio Výtěžek Yield H2SO4 v pevném podílu (%) H2SO4 in solids (%) H2O : : NasHfSOíjz H2O: : NasHfSOíjz CHsOH : : Na3H(SO4)2 CHsOH: : Na 3 H (SO 4) 2 hmotnost (.%) mass (.%) (g) (G) 1 1 0 0 1,1 1.1 99 99 (1) (1) 15,2 15.2 2 2 0,125 0.125 0,7 0.7 93,3 93.3 (1) (1) 18,4 18.4 3 3 0,25 0.25 0,6 0.6 84,5 84.5 (1] (1) 10,4 10.4 4 4 0,4 0.4 0,6 0.6 64,2 64.2 77 77 0,92 0.92 5 5 0,5 0.5 0,4 0.4 67,3 67.3 81 81 0,84 0.84 Poznámka: Note: 0,4 : 1, aby se dosáhlo 0.4: 1 to achieve úplné výměnné re- complete replaceable re-

akce na neutrální sůl.action on neutral salt.

s (1) Hodnota výtěžku je bezvýznamná ohledem na vysoký, obsah kyseliny v produktu.(1) The yield value is insignificant due to the high acid content of the product.

b) Kritická horní hranice hmotnostnního poměru vody k hydrogensíranu sodnému(b) Critical upper limit of the weight ratio of water to sodium hydrogen sulphate

Výsledky z tabulky II jasně dokládají, že je podstatné dosáhnout hmotnostního poměru vody k seskvisulfátu sodnému alespoňThe results from Table II clearly demonstrate that it is essential to achieve a water to sodium sesquisulfate weight ratio of at least

Výsledky provedených pokusů ukazující rozhodující význam horní hranice hmotnostního poměru vody k NasHjSOájz 1,4 :1 jsou reprodukovány v dále uvedené tabulce III.The results of the experiments carried out showing the decisive importance of the upper limit of the ratio of water to NasH 2 SO 4 in the 1.4: 1 ratio are reproduced in Table III below.

Tabulka IIITable III

Pokus číslo Attempt number Hmotnostní poměr Weight ratio Výtěžek Yield H2SO4 v pevném podílu (%) H2SO4 in solids (%) HzO : : Na3H(SO4)2 HzO: : Na 3 H (SO 4) 2 CH3OH : :Na'sH(SC4)2 CH 3 OH: Na'sH (SC4) 2 hmotnost (g) weight (g) (%) (%) 6 6 1,2 1,2 0,6 0.6 47,9 47.9 56 56 0,86 0.86 7 7 1,4 1.4 0,6 0.6 39,8 39.8 48 48 0,97 0.97 8 8 1,6 1.6 0,6 0.6 Není sraženiny No clots -

Výsledky z tabulky III jasně dokládají, že je podstatné dosáhnout hmotnostního poměru vody k seskvisulfátu sodnému, který není vyšší než 1,4 :1, aby se z reakčního prostředí získala sraženina.The results from Table III clearly demonstrate that it is essential to achieve a water to sodium sesquisulfate weight ratio not greater than 1.4: 1 to obtain a precipitate from the reaction medium.

c) Rozhodující význam přítomnosti methanolu během výměnné reakcec) The crucial importance of the presence of methanol during the exchange reaction

Výsledky provedených pokusů ukazující · rozhodující význam přítomnosti methanolu během reakce jsou reprodukovány . v dále uvedené tabulce IV.The results of the experiments showing the decisive importance of the presence of methanol during the reaction are reproduced. in Table IV below.

Tabulka IVTable IV

Pokus Hmotnostní poměr Výtěžek H2SO4 vExperiment Mass ratio Yield H2SO4 in

číslo number H2O : : Na3H(SO4)2 H2O: : Na 3 H (SO 4) 2 CH3OH : : Na3H(SC4)2 CH3OH: : Na 3 H (SC 4) 2 hmotnost (g) weight (g) (%) (%) pevném podílu (%) fixed share (%) 9 9 0,75 0.75 0 0 16,8 16.8 20,2 20.2 1,0 1.0 10 10 0,75 0.75 0,1 0.1 57,3 57.3 69 69 1,1 1.1 11 11 0,875 0.875 0,1 0.1 37,5 37.5 45 45 0,73 0.73 12 12 0,75 0.75 0,2 0.2 52,3 52.3 63 63 0,94 0.94

Výsledky z tabulky IV dokládají významný vzrůst výtěžku neutrálního síranu sodného při hmotnostním poměru methanolu k seskvisulfátu sodnému 0,1: 1.The results of Table IV show a significant increase in the yield of neutral sodium sulfate at a weight ratio of methanol to sodium sesquisulfate of 0.1: 1.

d) Kritická horní hranice hmotnostního poměru methanolu k seskvisulfátu sodnému(d) Critical upper limit of the ratio by weight of methanol to sodium sesquisulphate

Výsledky provedených pokusů ukazující rozhodující význam horní hranice hmotnostního poměru methanolu k = seskvisulfátu sodnému jsou reprodukovány v dále uvedené tabulce V.The results of the experiments showing the decisive importance of the upper limit of the weight ratio of methanol to sodium sesquisulfate are reproduced in Table V below.

T abulka VT table V

Pokus číslo Attempt number Hmotnostní poměr Weight ratio Výtěžek Yield H2SO4 v pevném podílu (%) H2SO4 in solids (%) H2O : : NasH(SO4)2 : H2O: NasH (SO4) 2: CHsOH : Na3H(SOij2 CHsOH: Na3H (SO2O2 hmotnost (g) weight (g) (0/(0) (0 / (1) 13 13 0,75 0.75 1,0 1.0 64,5 64.5 77 77 0,43 0.43 14 14 0,75 0.75 2,0 2,0 67,5 67.5 81 81 0,27 0.27 15 15 Dec 0,75 0.75 2,5 2.5 66,8 66.8 80 80 0,47 0.47 Jak je zřejmé As is clear z výsledků uvedených v ta- from the results shown in Výsledky provedených pokusů za podmí- Results of experiments under condition bulce V, když molární poměr methanolu k when the molar ratio of methanol to nek mezi kritickými among critical ones hranicemi H2O: by H2O boundaries: seskvisulfátu sodnému překročí 2 :1, nedo- sodium sesquisulphate exceeds 2: 1; ; NasH(SO4)2 a CHsOH : ; NasH (SO4) 2 and CH3OH: Na3H(SO4)2, ukazují- Na3H (SO4) 2, sáhne se dalšího zvýšení výtěžku. a further increase in yield is obtained. cí optimální výsledky, optimal results, jsou uvedeny dále v are listed below tabulce VI. Table VI. e) Výsledky (e) Results ve výhodném rozmezí within the preferred range Tabulka VI Table VI Pokus Try Hmotnostní poměr Weight ratio Výtěžek Yield H2SO4 v H2SO4 v číslo number H2O : H2O: CH3OH : CH3OH: hmotnost mass (%) (%) pevném podílu solids : Na3H(SO4)2 : : Na3H (SO4) 2 NasH(SO4)2 NasH (SO 4) 2 (g) (G) (%) (%) 16 16 0,645 0,645 0,34 0.34 63,3 63.3 76 76 0,53 0.53 17 17 0,75 0.75 0,4 0.4 64,5 64.5 77 77 0,56 0.56 18 18 0,75 0.75 0,6 0.6 67,3 67.3 81 81 0,34 0.34 19 19 Dec 0,75 0.75 0,8 0.8 70,7 70.7 85 85 0,13 0.13

Jak může být zřejmé z výsledků tabulky VI, přj hmotnostním poměru H2O : Na5H(SOí)2 ve výhodném rozmezí od 0,6 do 0,8 :1 a molárním poměru СНзОН : NasH(SO4)2i ve výhodném rozmezí od 0,3 do 0,8 :1 se dosahuje výtěžek produktu větší než 75 °/o při obsahu kyseliny menším než 0,6 % H2SO4.As can be seen from the results of Table VI, with a weight ratio of H 2 O: Na 5 H (SO 4) 2 in the preferred range of 0.6 to 0.8: 1 and a molar ratio of Na 2 N 2: NaH (SO 4) 2i in the preferred range of 0.3 to 0.8: 1 the product yield is greater than 75%, with an acid content of less than 0.6% H2SO4.

Příklad 3Example 3

Tento příklad ilustruje použití jiných alkoholů nebo ketonů než methanolu.This example illustrates the use of alcohols or ketones other than methanol.

Způsob z příkladu 2 se opakuje s tím rozdílem, že se methanol nahradí acetonem a ethanolem při dvou pokusech prováděných za teploty 20 °C po dobu 10 minut za pomalého míchání. Výsledky jsou reprodukovány v dále uvedené tabulce VII.The process of Example 2 was repeated except that methanol was replaced with acetone and ethanol in two experiments carried out at 20 ° C for 10 minutes with slow stirring. The results are reproduced in Table VII below.

Tabulka VIITable VII

Rozpouštědlo Solvent Hmotnostní poměr Weight ratio H2O : : Na5H(SO4]2 H2O: : Na 5 H (SO 4) 2 Rozpouštědlo: : Na3H(SO4)2 Solvent: : Na 3 H (SO 4) 2 Aceton Acetone 0,75 :1 0.75: 1 0,4:1 0.4: 1 Ethanol Ethanol 0,75 :1 0.75: 1 0,4 :1 0.4: 1

Hmotnost získaného NazSO4 (g) Mass of Na 2 SO 4 recovered (G) % H2SO4 v NazSCH % H2SO4 in NazSCH Normalita vodné fáze Normality of the aqueous phase 62,4 62.4 1,6 1.6 5,1 5.1 75,9 75.9 0,13 0.13 5,1 5.1

Výsledky z tabulky VII uvedené výše ilustrují použití acetonu a ethanolu při výměnné reakci.The results of Table VII above illustrate the use of acetone and ethanol in the exchange reaction.

Souhrnně lze uvést, že vynález poskytuje vysoce účinný způsob výroby oxidu chloričitého, při kterém vzniká oxid chloričitý nezamořený chlorem a jako vedlejší produkt se dostává neutrální síran sodný.In summary, the present invention provides a highly efficient process for the production of chlorine dioxide, wherein chlorine dioxide is formed without chlorine and by-product neutral sodium sulfate is obtained.

Claims (5)

1. Způsob výroby oxidu chloričitého v reakční zčně redukcí chlorečnanových iontů ionty chloridovými ve vodném kyselém reakčním prostředí, obsahujícím kyselinu sírovou v koncentraci vyšší než 6N a udržovaným na teplotě varu při tlaku nižším, než je tlak atmosférický, a vysrážením hydrogensíranu v reakční zóně, vyznačený tím, že se vysrážený hydrogensíran po odstranění z reakční zóny uvádí do styku s vodou v přítomnosti alkoholu nebo ketonu rozpustného ve vodě za vzniku pevného neutrálního síranu a vodné fáze obsahující kyselinu sírovou, přičemž uvedená vodná fáze se recirkuluje do reakční zóny.A process for producing chlorine dioxide in a reaction zone by reducing chlorate ions with chloride ions in an aqueous acidic reaction medium containing sulfuric acid at a concentration greater than 6N and maintained at boiling point below atmospheric pressure and precipitating hydrogen sulphate in the reaction zone, by contacting the precipitated hydrogen sulphate after removal from the reaction zone with water in the presence of a water-soluble alcohol or ketone to form a solid neutral sulfate and an aqueous phase containing sulfuric acid, said aqueous phase being recirculated to the reaction zone. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se jako hydrogensíran zpracovává hydrogensíran sodný, přičemž se jako alkohol používá methanolu a voda se používá ve hmotnostním poměru к hydrogensíranu sodnému, uvažovanému jako Na3H(SO4)2, 0,4 až 1,4 :1 a methanol se používá ve hmotnostním poměru к hydrogensíranu sodnému, uvažovanému jako Na3H(SO4)2, 0,01 až 2 :1.2. A process according to claim 1, characterized in that sodium hydrogen sulphate is used as the hydrogen sulphate, methanol being used as alcohol and water is used in a weight ratio to sodium hydrogen sulphate, considered as Na3H (SO4) 2, 0.4 to 1.4. And methanol is used in a weight ratio to sodium bisulfate, considered as Na 3 H (SO 4) 2, 0.01 to 2: 1. vynalezuvynalezu 3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že hmotnostní poměr vody к hydrogensíranu sodnému je 0,6 až 0,8 :1 a hmotnostní poměr methanolu к hydrogensíranu sodnému je 0,3 až 0,8 :1.3. The process of claim 2 wherein the weight ratio of water to sodium hydrogen sulfate is 0.6 to 0.8: 1 and the weight ratio of methanol to sodium hydrogen sulfate is 0.3 to 0.8: 1. 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že reakční prostředí obsahuje kyselinu sírovou v koncentraci vyšší než 9N a chloridové ionty v reakčním prostředí se produkují redukcí chloru, který vzniká společně s oxidem chloričitým, methanolem.4. A process according to any one of claims 1 to 3 wherein the reaction medium contains sulfuric acid in a concentration greater than 9N and the chloride ions in the reaction medium are produced by reducing the chlorine formed together with chlorine dioxide by methanol. 5. Způsob podle bodu 4, vyznačený tím, že se vodná fáze, produkovaná v kontaktním stupni po kontaktu hydrogensíranu s vodou, rozděluje na dva proudy obsahující kyselinu sírovou a methanol, kde jeden proud se recirkuluje do reakční zóny a z druhého proudu se odstraňuje methanol za vzniku methanolového proudu a vodného proudu, přičemž methanolový proud se recirkuluje do kontaktního stupně a vodný proud se recirkuluje do reakční zóny.5. A process according to claim 4, wherein the aqueous phase produced in the contacting step after contacting the hydrogen sulphate with water is separated into two streams containing sulfuric acid and methanol, wherein one stream is recirculated to the reaction zone and methanol is removed from the other stream. forming a methanol stream and an aqueous stream, wherein the methanol stream is recirculated to the contacting stage and the aqueous stream is recirculated to the reaction zone.
CS672181A 1980-09-15 1981-09-11 Production method of chloride dioxide CS228533B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA000360362A CA1149131A (en) 1980-09-15 1980-09-15 High efficiency production of chlorine dioxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS228533B2 true CS228533B2 (en) 1984-05-14

Family

ID=4117895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS672181A CS228533B2 (en) 1980-09-15 1981-09-11 Production method of chloride dioxide

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPS5782103A (en)
AR (1) AR224705A1 (en)
BR (1) BR8105884A (en)
CA (1) CA1149131A (en)
CS (1) CS228533B2 (en)
FI (1) FI69292C (en)
FR (1) FR2490206A1 (en)
PL (1) PL127816B1 (en)
SE (1) SE8105432L (en)
SU (1) SU1114331A3 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE463670B (en) * 1988-10-11 1991-01-07 Eka Nobel Ab PROCEDURE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide
US5116595A (en) * 1991-04-22 1992-05-26 Tenneco Canada Inc. Metathesis of acidic by-product of chlorine dioxide generating process
US5205995A (en) * 1991-04-22 1993-04-27 Sterling Canada Inc. Metathesis of acidic by-product of chlorine dioxide generating apparatus
CA2148462C (en) * 1992-11-09 1999-08-31 Herbert C. Scribner Metathesis of acidic by-product of chlorine dioxide generating process
US5399332A (en) * 1993-10-20 1995-03-21 Sterling Canada, Inc. Dynamic leaching procedure for metathesis

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6403701A (en) * 1964-04-08 1965-10-11
US3597168A (en) * 1968-12-11 1971-08-03 Kali Veb K Recovery of large grains of na2so4 and (nh4)2so4 from aqueous methanol solutions
US3760065A (en) * 1970-05-29 1973-09-18 Erco Ind Ltd Production of chlorine dioxide
US4154809A (en) * 1976-03-19 1979-05-15 Erco Industries Limited High efficiency chlorine dioxide production using HCl as acid and methanol addition
CA1079482A (en) * 1976-05-27 1980-06-17 John Howard Method of separating sulfuric acid from neutral sodium sulphate
ZA786778B (en) * 1978-01-03 1980-07-30 Erco Ind Ltd Improved washing procedure in chlorine dioxide production

Also Published As

Publication number Publication date
FI812858L (en) 1982-03-16
PL127816B1 (en) 1983-11-30
PL233030A1 (en) 1982-06-07
FR2490206B1 (en) 1985-01-11
SE8105432L (en) 1982-03-16
BR8105884A (en) 1982-06-08
AR224705A1 (en) 1981-12-30
JPS5782103A (en) 1982-05-22
FR2490206A1 (en) 1982-03-19
SU1114331A3 (en) 1984-09-15
JPH0159204B2 (en) 1989-12-15
FI69292B (en) 1985-09-30
CA1149131A (en) 1983-07-05
FI69292C (en) 1986-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI107910B (en) Process for the production of chlorine dioxide
US4325934A (en) Production of chlorine dioxide with conversion of by-product solid phase sodium acid sulphate to its neutral form
EP0284577B1 (en) Process for production of chlorine dioxide
JPH0742090B2 (en) Chlorine dioxide production method
CN113200879A (en) Circulation method for producing taurine from ethanolamine
CN113200878B (en) Circulation method for producing taurine from ethanolamine
CA1318769C (en) Process for production of chlorine dioxide
TWI447065B (en) Process for the production of chlorine dioxide
JPH02157102A (en) Manufacture of chlorine dioxide
CA1118580A (en) Production of chlorine dioxide having low chlorine
CA1079482A (en) Method of separating sulfuric acid from neutral sodium sulphate
CS228533B2 (en) Production method of chloride dioxide
CN113214095A (en) Circulation method for producing taurine from ethanolamine
CN109906200B (en) Method for producing potassium sulfate from potassium chloride and sulfuric acid
JPH0621005B2 (en) Chlorine dioxide manufacturing method
JPH0776081B2 (en) Chlorine dioxide production method
CN111592473A (en) Method and system for circularly preparing taurine
JPH04501552A (en) Improved production method of hypochlorous acid
DE2736797A1 (en) METHOD FOR PURIFYING EXHAUST GAS
CA2774799A1 (en) Process for production of chlorine dioxide
JPH02293301A (en) Production of chlorine dioxide
JPH0288405A (en) Production of chlorine dioxide
JPH04367505A (en) Continuous chlorine dioxide production method
JPH0621004B2 (en) Chlorine dioxide manufacturing method
SU1181527A3 (en) Method of producing chlorine dioxide and chlorine