DE3330336A1

DE3330336A1 - Verfahren zur herstellung von konzentrierter natriumhypochloritloesung

Info

Publication number: DE3330336A1
Application number: DE19833330336
Authority: DE
Inventors: Jacques 69390 Vernaison Dugua
Original assignee: Produits Chimiques Ugine Kuhlmann; Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Produits Chimiques Ugine Kuhlmann; Ugine Kuhlmann SA
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1984-03-01
Also published as: BE897333A; NL192302C; US4780303A; FR2532291A1; NL8302949A; JPS5954605A; GB2126207B; CH656868A5; CA1213717A; FR2532291B1; GB2126207A; DE3330336C2; GB8322145D0; NL192302B; IT8367861A0; IT1161508B

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 41, Räderscheidtstr. 1

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Köln, den 19. August 1983 Nr. 48

PCU K Produits Chimiques Ugine Kuhlmann, TOUR MANHATTAN - LA DEFENSE 2, 5 & 6, Place de l'Iris,

92400 COURBEVOIE (Frankreich)

Verfahren zur Herstellung von konzentrierter Natriumhypochloritlösung

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PATENTANWALT DR. HÄNS-GUNTHER SGGEET, DIPLOMCHEMIKER

S KÖLN 411 Räderscheidtstr» 1

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von konzentrierten Hatriumhypochloritlösungen. Diese Natriumhypocfoloritiösungen werden mit Hilfe eines

Verfahrens mit zt^ei kontinuierlichen Chlor ierungs stuf en-■'erhalten,, das es erlaubt gegebenenfalls durch Inertgase verdünntes Chlor zu verwenden« Die erste Stufe besteht aus einer einfachen Chlorabsorptionskolorane ohne Ausfällung von NaCl. Die zweite Stufe erlaubt die Herstellung einer konzentrierten Natriümhypochloritlösung nach Abtrennung des ausgefallenen Natriumchlorids«

Die konzentrierten Natriumhypochloritlösungen mit einem Gehalt von etwa 25 % an NaClO₁₇ d.h. etwa 1QQ^Ö chlorometrisch,· werden nach kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren erhalten» Die Schwierigkeit solche Lö-0 sungen herzustellen, besteht darin„ daB es notwendig ist, eine Lösung von konzentriertem Natriumhydroxid in der Größenordnung von 50 Gewichtsprozent mit verdünntem oder konzentriertem Chlor umzusetzen«, Unter diesen Bedingungen hat das- ausfallende Natriumchlorid wegen der hohen Viskositat des Milieus eine relativ feine Körnung. Dieses Salz läßt sich daher schwer von den Lösungen abtrennen und hält nach dem Absaugen beachtliche Mengen Mutterlauge zurück, was einen Verlust an aktivem Chlor bedeutet. Um ferner eine Zersetzung des gebildetsten MaCiO zu vermeiden, ist

3Q es notwendig, einen ausreichenden Überschuß an Natriumhydroxid in der Natriumhypochioritlösung aufrecht zu erhalten.

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Es gibt Techniken, die es erlauben, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Die französische Patentschrit 1 352 198 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Natriumhypochlorit mit etwa 100° chlorometrisch, d.h. etwa 25 % NaClO, das die Probleme der Korngröße des Salzes und der Regulierung des NaOH-Oberschusses löst. Dieses Verfahren ist jedoch schwer an die Verwendung von mehr oder minder durch Inertgase verdünntem Restchlor anzupassen.

Die japanischen Patente KOKAI Nr. 49.47292/74 und 54-118398/79 beanspruchen die Herstellung von auf etwa 25 % NaClO konzentrierten Hypochloritlösungen nach einem diskontinuierlichen Verfahren in mehreren Stufen. Um das Chlor direkt in das etwa 50%ige Natriumhydroxid einzuleiten und NaCl in feinen Teilchen zu erhalten,arbeiten die Verfasser dieser beiden Patente wie folgt: In einer ersten Stufe wird eine Natriumhydroxidlösung mit etwa 20 % NaOH gleichzeitig mit mehr oder weniger verdünntem Chlor zugegeben. Man erhält eine Natriumhypochloritlösung mit etwa 1.2 % NaClO. Am Ablauf der ersten Stufe wird bei dem ersten Patent gleichzeitig ein Strom von reinem Chlor und Natriumhydroxid mit 47 % NaOH eingeleitet bis der Chlorie— rungsgrad 75 % beträgt. Der Zufluß des Natriumhydroxids wird dann unterbrochen und nur die Zuleitung von Chlor wird aufrecht erhalten bis ein Chlorierungsgrad von etwa 98 % erreicht wird. Wenn die Gesamtmenge des Natriumhydroxids der 12%igen Natriumhypochloritlösung zugegeben 0 ist, was eine Ausfällung von Natriumchlorid zur Folge hat, wird nach dem zweiten japanischen Patent verdünntes Chlor zugegeben bis ein Chlorierungsgrad in der Größenordnung von 98 % erreicht ist und damit ein Gehalt an NaClO von etwa 25 %.

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In beiden Fällen sind die Verfahren notwendigerweise diskontinuierlich, dann um Natriumchlorid mit einer sufriedenstellenden Körnung su ©Ehalten (es wird nur eine mittlere Korngröße von 200 μια erreicht) „ die eine gute Filtration und ein geringes Zurückhalten von Mutterlauge ermöglicht, ist es unumgänglich in dem Fall der beiden Patente die Reaktionskomponenten diskontinuierlich auzugeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von etwa 25%igen BSatriumhypochloritlösungen unter Verwendung von reinem oder durch Inertgase verdünntem Chlor und einer Matriumhydrosiidlösung, deren Konzentration zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent liegt« Das ausgefallene Natriumchlorid hat ein© zufriedenstellende Korngröße, d.h. von vjenigstens 400 μΜ_α es läßt sich rasch filtrieren und die Matriumhypochloritretention ist gering.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin^ das reine oder mehr oder weniger durch Inertgas© verdünnte Chlor in zwei Stufen mit einer 20 bis 50 Gewichtsprozent Natriumhydroxid enthaltenden Lösung lamsusetzen.

Die erste Stufe der Chlorierung der Hatrivunhydroxidlösung wird in einer Absorptionskolonne durchgeführt, in der die Konzentrationen an NaClO und MaOH in der Natriunihypochloritlösung auf 15 bzw. 4„5 % beschränkt sind» Diese Werte sind Grenzwerte, die nach dem Diagram« MaCl₇ NaCiOj, HaOH, 0 H₂O nicht überschritten werden sollen„ um die Fällung von NaCl in dieser ersten Stufe zu veriaei

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Die zweite Stufe der Chlorierung der Natriumhypochloritlösung, die die Absorptionskolonne verläßt, wird mit reinem oder mit Inertgasen verdünntem Chlor in einem geeigneten Kristallisator mit geeigneter Rührung durchgeführt. Diesem Kristallisator werden die aus der Absorptionskolonne stammende-Natriumhypochloritlösung, Natriumhydroxid mit 48 bis 50 Gewichtsprozent und reines oder verdünntes Chlor kontinuierlich zugeführt. Am Auslauf des Kristallisationsgefäßes entnimmt man kontinuierlich im allgemeinen durch Überlauf, eine etwa 25 gewichtsprozentige Natrium- .· hypochloritlösung, die zu etwa 9,5 Gewichtsprozent mit NaCl gesättigt ist und 0,3 bis 0,8 Gewichtsprozent überschüssiges NaOH enthält, um die Bildung von NaClO₃ zu vermeiden. Das in dieser zweiten Stufe gebildete Natriumchlorid wird entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich am Boden des Kristallisators abgezogen. Der mittlere Durchmesser der NaCl-Teilchen bewegt sich zwischen 400 und 500 μπι, was eine sehr gute Peststoff-Flüssigkeit-Trennung und einen geringen Restgehalt an Mutterlauge in dem Feststoff ermöglicht.

Die in beiden Stufen der Chlorierung auftretende Reaktionswärme wird mit zwei Wärmetauschern abgeführt von denen der eine in dem Kreislauf außerhalb der Absorptionskolonne und der andere in dem des Kristallisators angeordnet ist, um die gebildete Natriumhypochloritlösung zwischen 20 und 3 0⁰C zu halten.
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Die Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es erlaubt mehr als 50 % der Chlorierungsreaktion des Natriumhydrochlorxds in der Absorptionskolonne durchzuführen, ohne daß eine Fällung von Natriumchlorid auftritt und damit ohne die Gefahr einer Verschmutzung des Wärmetauschers. Inertgase enthaltendes Chlor, das beispielsweise direkt aus den Elektrolysezellen stammt, oder irgendein Restchlor kann mühelos verwendet werden.

In dem Kristallisator läuft weniger als 50 S der Chlorierungsreaktion der Natriumhypochloritlösung aus der Kbsorptionskolonne ab» Der außen in dem Kreislauf- der Rück-. führung der Mutterlauge dieses Kristallisationsgefäßes angeordnete Wärmetauscher entfernt nur etwa 40 S der gesamten Reaktionswärme der Herstellung der etwa 25%igen Natriumhypochloritlösung= Das hat den Vorteil, daß man bei gleicher' in Kilogramm Natriumchlorid pro m³ des Kristallisators und Stunde ausgedrückter Produktivität, die Kreislaufmenge im Wärmetauscher des Kristallisators erheblich vermindern kann,, wodurch die Gefahr eines Mitreißens feiner Teilchen aus dem Kristallisator und besonders in den Wärmetauscher deutlich vermindert wird» Die Gefahren einer Verschmutzung des Wärmetauschers werden damit wesentlich verringert» Verdünntes Chlor oder Restchlor kann auch in dieser zvieiten Stufe ohne Nachteil verwendet werden-

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Tatsache„ daß die Produktion des konzentrierten Natriumhypochlorits mit etwa 25 Gex-jiaSatsprozent "HaClO voll kontinuierlich ist und öaß reiaos oder mehr oder minder durch Inertgas verunreinigtes Chlor ohne Nachteil in beiden Chlorierungsstufen verwendet werden kann»

Das erfindungsgemäße Verfahren führt darüber hinaus zur Bildung eines Natriumchlrorids einer Korngröße von wenigstens 400 μχ&_ρ was die Filtration erleichtert und den Verbleib von Mutterlaugen in dem Salz vermindert.

Die Erfindung wird im folgenden in nicht einschränkender Weise unter Bezugnahme auf die anliegende einzige Figur 5 erläutert.

Beispiel

In die Absorptionskolonne (1) leitet man kontinuierlich 9 kg/h einer 21%igen Natriumhydroxidlösung und einen Strom von 1,4 kg/h von auf 60 % durch Inertgase verdünntem Chlor ein. Die Temperatur der gebildeten Natriumhypochloritlösung wird mit Hilfe eines Wärmetauschers (2), der in einem äußeren Kreislauf angeordnet ist, auf 20 bis 22⁰C gehalten, wobei der Kreislaufstrom durch die Pumpe (3) erzeugt wird. Die die Absorptionskolonne verlassende Natriumhypochloritlösung enthält 14,5 Gewichtsprozent NaClO und 3,2 % NaOH. Die NaOH-Konzentration wird in geeigneter Weise überwacht.

In der Kolonne (1) tritt keine Fällung von NaCl auf.

Eine Menge in der Größenordnung von 10 kg/h Natriumhypochlorit, die von (1) stammt, wird in den Kristallisator (4) mit Hilfe der Pumpe (5) eingeleitet. Ein Strom von 0 2 kg/h reinem auf 60 % mit Inertgasen verdünnten Chlor und eine Menge von 4,2 kg/h einer 50%igen Natriumhydroxid^ lösung werden dem Kristallisator (4) zugeführt. Dieser ist mit einem Rührer (6) ausgerüstet, der eine rasche Durchmischung der Reaktionskomponenten gewährleistet. Die Temperatur im Inneren des Kristallisators wird mit Hilfe des in einem äußeren Kreislauf angeordneten Wärmetauschers (7) bei 20 bis 22°C gehalten, wobei die Pumpe (8) für den Kreislaufstrom sorgt. Die aus (4) in einer Menge von etwa 14 kg/h abfließende Natriumhypochloritlösung enthält etwa 25 % NaOCl, 9,5 % NaCl und einen geringen Oberschuß an NaOH. Kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit zieht man das ausgefallene Natriumchlorid durch den Stutzen (9) ab. Die mittlere Korngröße des entnommenen NaCl beträgt etwa 400 μπι, was eine geringe Natriumhypochloritretention in dem NaCl nach der Filtration erlaubt.

Claims

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Patentanspruch

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Natriumhypochlorit hoher Konzentration,, dadurch gekennzeichnet, daß man in zwei Stufen reines oder durch Inertgase verdünntes Chlor mit einer Natriumhydroxidlösung einer Konzentration zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent umsetzt, wobei die erste Stufe der Chlorierung der Natriumhydrojcidiösung in einer Absorptionskolonne durchgeführt wird, in der die Konzentrationen an NaClO und NaOH in der Natriumhypochloritlösung auf 15 bzt-Jo 4 „5 Gewichtsprozent beschränkt sind und bei dem die zweite Chlorierungsstufe der die Absorptionskolonne verlassenden Natrium- hypochloritlösung mit reinem oder durch Inergase verdünntem Chlor in einem passenden und genügend gerührten Kristallisationsgefäß durchgeführt wird.