DE60027567T2

DE60027567T2 - Chemische zusammensetzung und verfahren

Info

Publication number: DE60027567T2
Application number: DE60027567T
Authority: DE
Inventors: D. Joel Marietta TENNEY; Gunilla Jadesjö; Cecilia Bojrup-Andresen
Original assignee: Akzo Nobel NV
Current assignee: Akzo Nobel NV
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2020-05-06
Also published as: BR0011357B1; CA2374665A1; EP1198411A1; CN1255316C; AU4793000A; CN1355767A; DK1198411T3; UA71973C2; JP2003502253A; MY127048A; PT1198411E; CY1107327T1; BR0011357A; US6387344B1; MXPA01012158A; SI1198411T1; DE60027567D1; ATE324350T1; AU758214B2; WO2000076916A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, welche Alkalimetallchlorat, Wasserstoffperoxid und mindestens eines aus einem Schutzkolloid, einem Radikalfänger oder einem auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildner enthält, und ein Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid unter Verwendung der Zusammensetzung als eine Beschickung.
Hintergrund der Erfindung
Chlordioxid wird in erster Linie beim Zellstoffbleichen verwendet, aber es besteht ein wachsendes Interesse, es auch bei anderen Anwendungen wie Wasserreinigung, Fettbleichen oder Entfernen von organischen Materialien aus Industrieabfällen zu verwenden. Da Chlordioxid nicht lagerbeständig ist, muss es vor Ort hergestellt werden.
Die Herstellung von Chlordioxid in großem Maßstab wird normalerweise durch Umsetzen von Alkalimetallchlorat oder Chlorsäure mit einem reduzierenden Mittel und Gewinnen von Chlordioxid-Gas durchgeführt. Solche Verfahren werden zum Beispiel in den US Patenten 5,091,166, 5,091,167 und 5,366,714 und im EP Patent 0 612 686 beschrieben.
Die Herstellung von Chlordioxid im kleinen Maßstab, wie für Wasserreinigungsanwendungen, kann auch aus Alkalimetallchlorat und einem reduzierenden Mittel erfolgen, erfordert aber etwas unterschiedliche Verfahren, wie jene, welche in den US Patenten 5,376,350 und 5,895,638 beschrieben werden.
Die vorstehenden Verfahren in kleinem Maßstab schließen Zuführen von Alkalimetallchlorat, Wasserstoffperoxid und einer Mineralsäure in einen Reaktor, in welchem Chlorationen reduziert werden, um Chlordioxid zu bilden, ein. Nun wurde gefunden, dass es bei diesen Verfahren vorteilhaft ist, eine vorgemischte Lösung von Alkalimetallchlorat und Wasserstoffperoxid als eine Beschickung zu verwenden. Jedoch sind solche Lösungen nicht lagerbeständig, insbesondere aufgrund der Zersetzung von Wasserstoffperoxid, es besteht aber auch ein Risiko einer Umsetzung zwischen dem Wasserstoffperoxid und dem Chlorat, wobei Chlordioxid gebildet wird. Die Zersetzung von Wasserstoffperoxid ist in der Gegenwart von Eisen- und/oder Chromionen, welche als eine Verunreinigung in Alkalimetallchlorat eingebracht werden können oder von Lagerbehältern aus Stahl freigesetzt werden können, besonders schnell.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein lagerbeständiges wässriges Gemisch von Alkalimetallchlorat und Wasserstoffperoxid bereit zu stellen, welches sicher transportiert werden kann.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid, insbesondere in einem kleinen Maßstab, unter Verwendung eines solchen Gemisches als eine Beschickung bereit zu stellen.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass diese Aufgaben durch eine neue Zusammensetzung, welche eine wässrige Lösung ist, die 1 bis 6,5 Mol/Liter, bevorzugt 3 bis 6 Mol/Liter Alkalimetallchlorat, 1 bis 7 Mol/Liter, bevorzugt 3 bis 5 Mol/Liter Wasserstoffperoxid und mindestens eines aus einem Alkalimetallstannat, einer Pyridincarbonsäure oder einem auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildner umfasst, wobei der pH-Wert der wässrigen Lösung 1 bis 4, bevorzugt 1,5 bis 3,5, am stärksten bevorzugt 2 bis 3 beträgt, erfüllt werden können. Bevorzugt ist mindestens einer von auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildnern vorhanden, bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 5 mMol/Liter, am stärksten bevorzugt von 0,5 bis 3 mMol/Liter. Wenn ein Alkalimetallstannat vorhanden ist, beträgt seine Konzentration bevorzugt 0,001 bis 0,5 Mol/Liter, am stärksten bevorzugt 0,02 bis 0,05 Mol/Liter. Wenn eine Pyridincarbonsäure vorhanden ist, beträgt ihre Konzentration bevorzugt 0,01 bis 1 Mol/Liter, am stärksten bevorzugt 0,02 bis 0,2 Mol/Liter. Der Wassergehalt in der Zusammensetzung beträgt geeigneterweise 20 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 60 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 40 bis 55 Gew.-%.
Es wurde auch überraschenderweise gefunden, dass die Leistung eines Verfahrens in kleinem Maßstab zur Herstellung von Chlordioxid verbessert wird, wenn eine solche Zusammensetzung als eine Beschickung verwendet wird. Folglich betrifft die Erfindung auch ein bevorzugt kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid, welches die folgenden Schritte umfasst:

(a) Zuführen einer wässrigen Lösung, umfassend Alkalimetallchlorat, Wasserstoffperoxid und mindestens eines aus einem Alkalimetallstannat, einer Pyridincarbonsäure oder einem auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildner wie vorstehend spezifiziert und einer Mineralsäure, oder eines Gemisches davon, in einen Reaktor, um ein wässriges Reaktionsgemisch zu bilden;
(b) Umsetzen von Chlorationen mit Wasserstoffperoxid in dem Reaktionsgemisch, um Chlordioxid zu bilden; und
(c) Gewinnung eines Chlordioxid enthaltenden Produkts.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Da ein hoher pH-Wert die Zersetzung von Wasserstoffperoxid begünstigt, während ein niedriger pH-Wert die Bildung von Chlordioxid begünstigt, wurde unerwarteterweise gefunden, dass beides durch Wählen des vorstehenden pH-Wertbereiches vermieden werden kann. Der pH-Wert wird unter anderem durch die Menge des Wasserstoffperoxids und durch das Schutzkolloid, den Radikalfänger oder den Komplexbildner, welche verwendet werden, beeinflusst. Wenn notwendig kann der pH-Wert der wässrigen Lösung auf einen geeigneten Wert durch Zugabe von kleinen Mengen einer jedweden sauren oder alkalischen Substanz, welche mit Wasserstoffperoxid und Chlorat kompatibel ist, wie Na₄P₂O₇, oder H₃PO₄, eingestellt werden.
Jedweder auf einer Phosphonsäure basierende Komplexbildner kann verwendet werden. Besonders bevorzugte Zusammensetzungen umfassen mindestens einen auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildner, welcher ausgewählt ist aus 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, 1-Aminoethan-1,1-diphosphonsäure, Aminotri(methylenphosphonsäure), Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Hexamethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminhexa(methylenphosphonsäure) und 1-Aminoalkan-1,1-diphosphonsäuren wie Morpholinomethandiphosphonsäure, N,N-Dimethylaminodimethyldiphosphonsäure, Aminomethyldiphosphonsäure oder Salzen davon, bevorzugt Natriumsalzen.
Das Alkalimetallstannat kann Natriumstannat (Na₂(Sn(OH)₆)) sein. Die Pyridincarbonsäure kann 2,6-Pyridindicarbonsäure sein. Es gilt als selbstverständlich, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung Gemische von zwei oder mehreren von mindestens einem Alkalimetallstannat, mindestens einer Pyridincarbonsäure und mindestens einem auf einer Phosphonsäure basierendem Kompelxbildner einschließen kann.
In der wässrigen Lösung der neuen Zusammensetzung beträgt das Molverhältnis von H₂O₂ zu ClO₃ ^– geeigneterweise 0,2:1 bis 2:1, bevorzugt 0,5:1 bis 1,5:1, am stärksten bevorzugt 0,5:1 bis 1:1. Es wurde gefunden, dass die Verwendung einer Zusammensetzung mit diesem Verhältnis zur Herstellung von Chlordioxid eine hohe Umwandlung des Chlorats ergibt.
Um Korrosion zu hemmen, enthält die Zusammensetzung bevorzugt weiter ein Nitratsalz, bevorzugt Alkalimetallnitrat wie Natriumnitrat, in einer bevorzugten Menge von 1 bis 10 mMol/Liter und in einer am stärksten bevorzugten Menge von 4 bis 7 mMol/Liter.
Es ist auch bevorzugt, dass die Menge an Chloridionen so klein wie möglich ist, bevorzugt unter 0,5 mMol/Liter, am stärksten bevorzugt unter 0,1 mMol/Liter, insbesondere unter 0,03 mMol/Liter. Zuviel Chlorid erhöht das Risiko für Korrosion, kann aber auch die Bildung von Chlor verursachen, wenn die Zusammensetzung für Chlordioxid-Herstellung verwendet wird. Da Chlorid normalerweise als eine Verunreinigung in Alkalimetallchlorat vorhanden ist, ist es ratsam, Chlorat ohne extra zugegebenes Chlorid, welches normalerweise weniger als 0,5, geeigneterweise weniger als 0,05, bevorzugt weniger als 0,02, am stärksten bevorzugt weniger als 0,01 Gew.-% Alkalimetallchlorid, bestimmt als NaCl in NaClO₃, enthält, zu verwenden.
Die Zusammensetzung enthält normalerweise als Verunreinigungen Ionen von Chrom und Eisen, insbesondere Cr³⁺ und Fe²⁺. Die Gegenwart dieser Ionen erhöht die Zersetzung des Wasserstoffperoxids und es ist wünschenswert, ihren Gehalt so niedrig wie möglich zu halten. Jedoch werden sie unvermeidbar während der Lagerung der Zusammensetzung in Stahlbehältern freigesetzt und können auch als Verunreinigungen in dem Alkalimetallchlorat eingebracht werden. Der Gehalt an Cr³⁺ beträgt normalerweise etwa 0,5 bis etwa 3 mg/Liter, insbesondere etwa 1 bis etwa 2 mg/Liter, während der Gehalt an Fe²⁺ normalerweise etwa 0,05 bis etwa 5 mg/Liter, insbesondere etwa 1 bis etwa 2 mg/Liter beträgt.
Jedwedes Alkalimetallchlorat kann verwendet werden, wie Natrium, Kalium oder Gemische davon, obwohl Natriumchlorat bevorzugt ist.
Neben den vorstehend erörterten Hauptbestandteilen und jedweden unvermeidbaren Verunreinigungen in der Zusammensetzung ist es bevorzugt, dass der Rest bis zu 100% hauptsächlich aus Wasser besteht.
Die neue Zusammensetzung kann durch einfaches Zusammenmischen der Bestandteile, zum Beispiel durch Auflösen von festem Alkalimetallchlorat in Wasser und Zugeben von wässrigen Lösungen von Wasserstoffperoxid und mindestens einem aus einem Alkalimetallstannat, einer Pyridincarbonsäure oder einem auf einer Phsophonsäure basierenden Komplexbildner und einer jedweden anderen optionalen Substanz hergestellt werden. Alternativ kann festes Alkalimetallchlorat in einer wässrigen Lösung von Wasserstoffperoxid in einer geeigneten Konzentration gelöst werden und die anderen Komponenten können vor oder nach dem Alkalimetallchlorat zugegeben werden.
Es wurde gefunden, dass eine wie vorstehend beschriebene Zusammensetzung im Wesentlichen lagerbeständig ist und sicher transportiert werden kann. Sie ist auch zur Handhabung für das Anlagenbedienpersonal angenehmer, da der Gehalt an Wasserstoffperoxid niedriger ist als bei normalem Wasserstoffperoxid von technischer Qualität, welcher normalerweise etwa 50 Gew.-% H₂O₂ enthält.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid werden eine wie vorstehend beschriebene Zusammensetzung und eine Mineralsäure, bevorzugt Schwefelsäure, als Beschickungsmaterialien verwendet. Es wurde gefunden, dass es möglich ist, wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung als eine Beschickung verwendet wird, das Zuführen eines nicht notwendigen Überschusses an Wasser zu vermeiden und folglich ein konzentrierteres Reaktionsgemisch und eine höhere Produktion zu erhalten. Es wurde auch gefunden, dass der Verbrauch der Mineralsäure niedriger ist, als wenn Alkalimetallchlorat und Wasserstoffperoxid getrennt zugeführt werden, sogar wenn sie vor dem Eintreten in den Reaktor vorgemischt werden.
In dem Falle, in dem Schwefelsäure als eine Beschickung verwendet wird, weist sie bevorzugt eine Konzentration von 70 bis 96 Gew.-%, am stärksten bevorzugt von 75 bis 85 Gew.-% und bevorzugt eine Temperatur von 0 bis 100°C, am stärksten bevorzugt von 20 bis 50°C auf, da es dann möglich sein kann, den Prozess adiabatisch durchzuführen. Bevorzugt werden 2 bis 6 kg H₂SO₄, am stärksten bevorzugt 3 bis 5 kg H₂SO₄ pro kg hergestelltem ClO₂ zugeführt. Alternativ kann die äquivalente Menge einer anderen Mineralsäure verwendet werden.
Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren umfasst die Schritte:

(a) Zuführen einer Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben und einer Mineralsäure, oder eines Gemisches davon, an einem Ende eines Rohrreaktors, um ein Reaktionsgemisch zu bilden;
(b) Reduzieren der Chlorationen in dem Reaktionsgemisch in dem Rohrreaktor, um Chlordioxid zu bilden, wobei der Grad der Chloratumwandlung zu Chlordioxid in dem Reaktor geeigneterweise 75 bis 100%, bevorzugt 80 bis 100%, am stärksten bevorzugt 95 bis 100% beträgt; und
(c) Gewinnung eines Chlordioxid enthaltenden Produkts am anderen Ende des Rohrreaktors.

Das gewonnene Produkt ist normalerweise eine wässrige Lösung, welche Chlordioxid, Sauerstoff und ein Alkalimetallsalz der Mineralsäure enthält. Es kann auch nicht umgesetzte Chemikalien wie Mineralsäure und kleine Mengen an Chlorationen enthalten. Jedoch wurde gefunden, dass es möglich ist, jedwede wesentliche Bildung von Chlor zu vermeiden.
Es ist bevorzugt, ohne eine Rückführung in den Kreislauf der nicht umgesetzten Chemikalien wie Chlorat oder Schwefelsäure aus dem Produkt zurück in den Reaktor zu arbeiten. Bei vielen Anwendungen kann das gesamte Produktgemisch ohne Trennung, zum Beispiel bei Wasserreinigung, verwendet werden.
Es ist normalerweise vorteilhaft, den Reaktor als einen CFSTR (gerührten Tankreaktor mit konstantem Fluss, constant flow stirred tank reactor) zu betreiben. Das Reaktionsgemisch im Bulk des Reaktors enthält bevorzugt 0 bis 2, am stärksten bevorzugt 0 bis 0,1 Mol pro Liter Chlorationen und 3 bis 10, am stärksten bevorzugt 4 bis 6 Mol pro Liter Schwefelsäure. Es ist bevorzugt, die Konzentration von Chlorat und Sulfat unter der Sättigung zu halten, um eine Kristallisation von Metallsalzen davon zu vermeiden.
Geeigneterweise beträgt der Druck im Reaktor 17 bis 120 kPa, bevorzugt 47 bis 101 kPa, am stärksten bevorzugt 67 bis 87 kPa. Obwohl normalerweise nicht notwendig, ist es auch möglich extra Inertgas wie Luft bereit zu stellen. Die Temperatur wird bevorzugt bei etwa 30°C bis zum Siedepunkt des Reaktionsgemisches, am stärksten bevorzugt unter dem Siedepunkt gehalten.
Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung im Wesentlichen einheitlich in der Mineralsäure am Einlass des Reaktors dispergiert wird, um jedwede wesentlichen Restkonzentrationsgradienten über den Querschnitt des Reaktors zu vermeiden. Es wurde gefunden, dass es vorteilhaft ist einen Rohrreaktor mit einem Innendurchmesser von 25 bis 250 mm, bevorzugt von 70 bis 130 mm zu verwenden, um die Restkonzentrationsgradienten zu minimieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Herstellung von Chlordioxid in kleinem Maßstab geeignet, zum Beispiel für 0,1 bis 100 kg/Std., bevorzugt für 0,1 bis 50 kg/Std. in einem Reaktor. Für viele Anwendungen beträgt eine geeignete Chlordioxid-Herstellungsrate 0,1 bis 10 kg/Std., bevorzugt 0,2 bis 7 kg/Std., am stärksten bevorzugt 0,5 bis 5 kg/Std. in einem Reaktor. Es ist möglich, einen hohen Grad der Chloratumwandlung in einem vergleichsweise kurzen Reaktor, bevorzugt mit einer Länge von 50 bis 500 mm, am stärksten bevorzugt von 100 bis 400 mm, zu erreichen. Es ist besonders vorteilhaft, einen Rohrreaktor mit einem bevorzugten Verhältnis der Länge zum Innendurchmesser von 12:1 bis 1:1, am stärksten bevorzugt von 4:1 bis 1,5:1 zu verwenden. Eine geeignete mittlere Verweilzeit in dem Reaktor beträgt 1 bis 100 Minuten, bevorzugt 4 bis 40 Minuten.
Eine Produktionseinheit in kleinem Maßstab besteht normalerweise aus nur einem Reaktor, aber es ist auch möglich, mehrere, zum Beispiel bis zu 15 oder mehr Reaktoren parallel, zum Beispiel als ein Bündel von Röhren, anzuordnen.
Beispiel 1:
Ein erfindungsgemäßes Verfahren wurde durch kontinuierliches Zuführen von 78 Gew.-%iger H₂SO₄ und einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einen Rohrreaktor mit einem Innendurchmesser von 100 mm und einer Länge von 300 mm durchgeführt. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung war eine wässrige Lösung von 40 Gew.-% NaClO₃, 10 Gew.-% H₂O₂ und enthielt Diethylentriaminpentaphosphonat (Dequest^TM 2066A). Der Reaktor wurde mit einem Druck von 500 mm Hg (67 kPa) und einer Temperatur von 40°C betrieben und es wurden 5 Pfund (2,3 kg) ClO₂ pro Std. hergestellt. Als ein Vergleich wurde ein Verfahren in der gleichen Weise durchgeführt, mit der Ausnahme, dass anstelle des Zuführens einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung wässrige Lösungen von 40 Gew.-% NaClO₃ und 50 Gew.-% H₂O₂ getrennt zugeführt wurden. Wie in der nachstehenden Tabelle gezeigt wurde gefunden, dass durch Zuführen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung weniger Schwefelsäure zum Erreichen des gleichen Umwandlungsgrades des Chlorats erforderlich war.
Beispiel 2:
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer wässrigen Lösung mit 40 Gew.-% NaClO₃, etwa 10 Gew.-% H₂O₂ und 500 mg/l Diethylentriaminpentaphosphonat (Dequest^TM 2066A) hergestellt. Der pH-Wert wurde durch Zugabe von Na₄P₂O₇ eingestellt. Die hergestellten Lösungen enthielten als Verunreinigungen 2 mg/l Fe²⁺ und 2 mg/l Cr³⁺. Proben der Lösungen wurden in Gefäßen aus passiviertem Stahl (SS 2343) bei 55°C gelagert und der Zersetzungsgrad des Wasserstoffperoxids wurde nach 14 Tagen gemessen. Für Vergleichszwecke wurden Zusammensetzungen ohne Diethylentriaminpentaphosphonat in der gleichen Weise gelagert. Kein Chlordioxid wurde in irgendeiner der Proben gebildet, aber wie in der Tabelle nachstehend gezeigt wird, wies die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine ausreichende Stabilität auf, während sich eine wesentliche Menge des Wasserstoffperoxids in der Vergleichszusammensetzung zersetzt hatte.

Claims

Lagerbeständige Zusammensetzung verwendbar als Beschickung bei der Herstellung von Chlordioxid, wobei die Zusammensetzung eine wässrige Lösung, umfassend 1 bis 6,5 Mol/Liter Alkalimetallchlorat, 1 bis 7 Mol/Liter Wasserstoffperoxid und mindestens eines aus einem Alkalimetallstannat, einer Pyridincarbonsäure oder einem auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildner, wobei der pH-Wert der wässrigen Lösung 1 bis 4 beträgt, ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die wässrige Lösung mindestens einen auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildner umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die wässrige Lösung Alkalimetallstannat umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wässrige Lösung eine Pyridincarbonsäure umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die wässrige Lösung 0,1 bis 5 mMol/Liter mindestens eines auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildners umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine auf einer Phosphonsäure basierende Komplexbildner ausgewählt ist aus 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, 1-Aminoethan-1,1-diphosphonsäure, Aminotri(methylenphosphonsäure), Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Hexamethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminhexa(methylenphosphonsäure), Morpholinomethandiphosphonsäure, N,N-Dimethylaminodimethyldiphosphonsäure, Aminomethyldiphosphonsäure und Salzen davon.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wassergehalt der wässrigen Lösung 20 bis 70 Gew.-% beträgt.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei der Wassergehalt der wässrigen Lösung 40 bis 55 Gew.-% beträgt.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die wässrige Lösung 1 bis 10 mMol/Liter Alkalimetallnitrat umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Alkalimetallchlorat weniger als 0,5 Gew.-% Alkalimetallchlorid, bestimmt als NaCl in NaClO₃, enthält.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Molverhältnis von H₂O₂ zu ClO₃ ^– in der wässrigen Lösung von 0,2:1 bis 2:1 beträgt.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die wässrige Lösung 3 bis 6 Mol/Liter Alkalimetallchlorat, 3 bis 5 Mol/Liter Wasserstoffperoxid und 0,5 bis 3 mMol/Liter mindestens eines auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildners umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der pH-Wert der wässrigen Lösung 1,5 bis 3,5 beträgt.
Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid umfassend die Schritte: (d) Zuführen einer wässrigen Lösung umfassend Alkalimetallchlorat, Wasserstoffperoxid und mindestens eines aus einem Alkalimetallstannat, einer Pyridincarbonsäure oder einem auf einer Phosphonsäure basierenden Komplexbildner wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert und einer Mineralsäure, oder eines Gemisches davon, in einen Reaktor, um ein wässriges Reaktionsgemisch zu bilden; (e) Umsetzen von Chlorationen mit Wasserstoffperoxid in dem Reaktionsgemisch um Chlordioxid zu bilden; und (f) Gewinnung eines Chlordioxid enthaltenden Produkts.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Mineralsäure Schwefelsäure ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei das in Schritt (c) gewonnene Produkt eine wässrige Lösung enthaltend Chlordioxid, Sauerstoff und ein Alkalimetallsalz der Mineralsäure ist.
Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid umfassend die Schritte: (d) Zuführen einer Zusammensetzung wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definiert und einer Mineralsäure, oder eines Gemisches davon, an einem Ende eines Rohrreaktors, um ein Reaktionsgemisch zu bilden; (e) Reduzieren der Chlorationen in dem Reaktionsgemisch in dem Rohrreaktor, um Chlordioxid zu bilden, wobei der Grad der Chloratumwandlung zu Chlordioxid in dem Reaktor 75 bis 100% beträgt; und (f) Gewinnung eines Chlordioxid enthaltenden Produkts am anderen Ende des Rohrreaktors.