FI61458C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID - Google Patents

FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID Download PDF

Info

Publication number
FI61458C
FI61458C FI277373A FI277373A FI61458C FI 61458 C FI61458 C FI 61458C FI 277373 A FI277373 A FI 277373A FI 277373 A FI277373 A FI 277373A FI 61458 C FI61458 C FI 61458C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
generator
reaction zone
reaction
temperature
zone
Prior art date
Application number
FI277373A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI277373A (en
FI61458B (en
Inventor
William H Rapson
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
Priority to FI277373A priority Critical patent/FI61458C/en
Publication of FI277373A publication Critical patent/FI277373A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI61458B publication Critical patent/FI61458B/en
Publication of FI61458C publication Critical patent/FI61458C/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

ΙΓ-ννΐ"-·! r„, /44 KU ULUTUSJULKAISU /44CQΙΓ-ννΐ "- ·! R„, / 44 KU RELEASE PUBLICATION / 44CQ

W i11) UTLÄGCNINOSSKIIIPT 6i4oo (‘♦S) i a L. lii 'i - (I d .Ί u t ^ ^ (51) Kv.lk.3/lr*t.CI.3 c 01 B 11/02 SUOM I — Fl N LAN D (21) Ptt«ittlh»kMnu« — NtMtaMBknlng 2773/73 (22) Hakamtoplivi — AmMutlngadag 06.09 · 7 3 (23) Alkupäivä—Glltlfh«t»dag 06.09.73 (41) Tullut |ulklMk*l — Bllvlt offantllg 07.03.75 _ · (44) Nthtfvtkslpanon |t kuuL|ulk*isun pvm. — , „W i11) UTLÄGCNINOSSKIIIPT 6i4oo ('♦ S) ia L. lii' i - (I d .Ί ut ^ ^ (51) Kv.lk.3 / lr * t.CI.3 c 01 B 11/02 ENGLISH I - Fl N LAN D (21) Ptt «ittlh» kMnu «- NtMtaMBknlng 2773/73 (22) Hakamtoplivi - AmMutlngadag 06.09 · 7 3 (23) Start date — Glltlfh« t »dag 06.09.73 (41) Tullut | ulklMk * l - Bllvlt offantllg 07.03.75 _ · (44) Date of issue of the publication -, „

Patent- och registeretyrelsen ' AmMcm uthgd och utUkrMkm pubticerad 30.0U.62 (32)(33)(31) fyy«l«tty Utuolkni*— Begird prlorlMt (71) Erco Industries Limited, 2 Gibbs Road, Islington 678, Ontario, Kanada(CA) (72) William H. Rapson, Scarborough, Ontario, Kanada(CA) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Menetelmä klooridioksidin valmistamiseksi - Förfarande för fram-stalining av klordioxid Tämä keksintö kohdistuu klooridioksidin valmistukseen, tarkemmin sanotu-na klooridioksidin taloudelliseen valmistukseen kahdesta tai useammasta generaattorista.Patent and Registration Office 'AmMcm uthgd och utUkrMkm pubticerad 30.0U.62 (32) (33) (31) fyy «Uttolkni * - Begird prlorlMt (71) Erco Industries Limited, 2 Gibbs Road, Islington 678, Ontario, Canada The present invention relates to the production of chlorine dioxide, and more particularly to the production of chlorine dioxide, and more particularly to the production of chlorine dioxide, and more particularly to the production of chlorine dioxide, and more particularly to the production of chlorine dioxide, and more particularly to the production of chlorine dioxide. economical manufacture from two or more generators.

Klooridioksidia käytetään selluloosapitoisten kuituaineiden valkaisuun, kuten sulfaatti tai sulfiittimenetelmistä saadun puumassan valkaisuun.Chlorine dioxide is used to bleach cellulosic fibrous materials such as sulphate or wood pulp from sulphite processes.

Klooridioksidin valmistamiseksi tunnetaan useita tapoja, jotka käyttävät alkalimetallikloraatin, yleensä natriumkloraatin, pelkistystä happamessa liuoksessa käyttäen rikkidioksidia, rikkihappoa, kromisulfaattia, metanolia, natrium-kloii dia tai suolahappoa pelkistysaineina Perusreaktio kaikissa näissä menetelmissä on kloridin välillä happamessa liuoksessa klooridioksidin, kloorin ja veden muodostamiseksi seuraavan yhtälön mukaan: 2H+ + C103" + Cl" -> C102 + 1/2C12 + H20Several methods are known for the preparation of chlorine dioxide using the reduction of an alkali metal chlorate, usually sodium chlorate, in an acidic solution using sulfur dioxide, sulfuric acid, chromium sulphate, methanol, sodium chloride or hydrochloric acid as reducing agents. : 2H + + C103 "+ Cl" -> C102 + 1 / 2Cl2 + H2O

Jos natriumkloridi tai suolahappo on pelkistävänä aineena, muodostuu klooria yhdessä k3ooridioksidin kanssa. Muiden pelkistysaineiden läsnäollessa kloori pelkistyy kloridiksi reaktioliuoksessa niin, että muodostunut klooridi-oksidi sisältää vähän klooria.If sodium chloride or hydrochloric acid is the reducing agent, chlorine is formed together with chlorine dioxide. In the presence of other reducing agents, chlorine is reduced to chloride in the reaction solution so that the chloride oxide formed contains little chlorine.

6145861458

Hapan väliaine voidaan muodostaa rikkihaposta, kun pelkistysaine on nat-riumkloridi ja sekä rikkihaposta että suolahaposta, kun pelkistysaine on kloori-vety. Hapan väliaine voidaan muodostaa yksinomaan kloorivedystä, joka samalla toimii pelkistysaineena.The acidic medium can be formed from sulfuric acid when the reducing agent is sodium chloride and from both sulfuric acid and hydrochloric acid when the reducing agent is hydrogen chloride. The acidic medium can be formed exclusively from hydrogen chloride, which at the same time acts as a reducing agent.

CA-patentissa 825 08U, julkaistu lH.lokakuuta 1969, haltija Electric Reduction Company of Canada, Limited, on esitetty menetelmä klooridioksidin ja kloorin muodostamiseksi alkalimetallikloraatista, alkalimetallikloridista tai kloorivedystä tai näiden seoksesta ja rikkihaposta, jolloin kehittyy klooridi-oksidia ja klooria ja alkalimetallin hapan sulfaatti saostuu samassa reaktio-vyöhykkeessä. Vettä haihdutetaan pois reaktioväliaineesta klooridioksidin ja kloorin poistamiseksi reaktiotilasta. Tämä voidaan suorittaa käyttäen reaktio-vyöhykkeessä alennettua painetta ja toimimalla reaktioväliaineen kiehumispisteessä.CA Patent 825,087, issued October 1, 1969 to the Electric Reduction Company of Canada, Limited, discloses a process for forming chlorine dioxide and chlorine from alkali metal chlorate, alkali metal chloride or hydrogen chloride or a mixture thereof and sulfuric acid to form chloride oxide and chlorine and alkali metal acid sulfates. precipitates in the same reaction zone. Water is evaporated out of the reaction medium to remove chlorine dioxide and chlorine from the reaction space. This can be accomplished using reduced pressure in the reaction zone and operating at the boiling point of the reaction medium.

Kun alkalimetalli on natrium, happamen sulfaatin muoto riippuu lämpötilasta ja reaktiotilan happamuudesta. Korkeilla noin 10-12 N olevilla happamuuksilla ja noin 75~100°C:n lämpötiloissa hapan natriumsulfaatti on natrium-bisulfaattina (NaHSO^). Tapahtuvaa reaktiota esittää kaava:When the alkali metal is sodium, the form of the acid sulfate depends on the temperature and the acidity of the reaction space. At high acidities of about 10-12 N and temperatures of about 75-100 ° C, the acidic sodium sulfate is in the form of sodium bisulfate (NaHSO 4). The reaction that takes place is represented by the formula:

NaC103 + NaCl + 2^30^ -> 2NaHS0)j + C102 + 1/2 Clg + HgONaClO3 + NaCl + 2 ^ 30 ^ -> 2NaHSO) j + C102 + 1/2 Clg + HgO

Alemmilla happamuuksilla, noin U,8 - 9 N ja alemmissa lämpötiloissa noin 30-70°C, muodostuu natriumseskvisulfaattia (Na^iUsO^)^). Tapahtuvaa reaktiota esittää kaava: 3NaC103 + 3 NaCl + UHgSO^ -3C102 + 3/2 Clg + 3H20 = 2Na3H(S0lt)2 CA-patentissa 826 577, julkaistu k. lokakuuta 1969, haltija Electric Reduction Company of Canada Limited, on esitetty menetelmä klooridioksidin ja kloorin valmistamiseksi reagoittamalla natriumkloraattia, natriumkloridia ja rikkihappoa matalissa happamuusolosuhteissa, yleensä noin 2 - U,8 N. Tätä menetelmää voidaan käyttää yhdessä reaktiovyöhykkeessä CA-patentin 825 08U mukaisessa menetelmässä haihduttamalla vettä reaktioväliaineesta klooridioksidin ja kloorin poistamiseksi ja yleensä seostamalla vedetöntä natriumsulfaattia (Na SO^) reaktiotilasta.At lower acids, about U, 8-9 N, and at lower temperatures of about 30-70 ° C, sodium sesquisulfate (Na 2 O 5 O 2) is formed. The reaction occurs is represented by the formula: 3NaC103 + 3 NaCl + UHgSO4 -3C102 + 3/2 Clg + 3H2O = 2Na3H (SO2) 2 CA Patent 826,577, issued October 1969 to the Electric Reduction Company of Canada Limited, discloses a process to produce chlorine dioxide and chlorine by reacting sodium chlorate, sodium chloride and sulfuric acid under low acidity conditions, generally about 2 to 0.8 N. This method can be used in one reaction zone in the process of CA Patent 825 08U ^) reaction state.

Tapahtuvaa reaktiota esittää kaava:The reaction that takes place is represented by the formula:

NaC103 + NaCl + HgSO^ -> C102 + 1/2 Clg + H20 + NagSO^NaClO3 + NaCl + HgSO4 -> C102 + 1/2 Clg + H2O + NagSO4

Kaikissa näissä edellä esitetyissä reaktioissa esiintyy sivureaktio:In all of the above reactions, a side reaction occurs:

NaC103 + 5NaCl + 3H2S(^ -^ 3C12 + ÖNagSO^ + 3H20 jolloin ei muodostu klooridioksidia. Tämä reaktio tulee merkittäväksi, kun kloridin moolisuhde kloraattiin reaktorin syötössä oleellisesti ylittää arvon 1:1 3 61458NaClO3 + 5NaCl + 3H2S (^ - ^ 3Cl2 + ÖNagSO4 + 3H2O to form no chlorine dioxide. This reaction becomes significant when the molar ratio of chloride to chlorate in the reactor feed substantially exceeds 1: 1 3 61458

Jotta klooridioksidin saanto kloraatista saataisiin mahdollisimman suureksi, on edullista käyttää edellä mainitussa prosessissa syötössä suunnilleen ekvimolaa-risia tai hieman suurempia kloridin moolisuhteita kloraattiin.In order to maximize the yield of chlorine dioxide from chlorate, it is preferable to use approximately equimolar or slightly higher molar ratios of chloride to chlorate in the feed in the above process.

Esiteltävän keksinnön mukaan muodostuu klooridioksidia ja klooria useissa eri vyöhykkeissä, jolloin klooridioksidi ja kloori poistetaan näistä vyöhykkeistä vesipitoisista reaktioväliaineista haihtuvan vesihöyryn mukana. Yhdestä vyöhykkeestä poistunutta vesihöyryä käytetään keksinnön mukaisesti muodostamaan vähintäin osa toisen vyöhykkeen tarvitsemasta lämmöstä.According to the present invention, chlorine dioxide and chlorine are formed in a number of different zones, wherein chlorine dioxide and chlorine are removed from these zones by evaporating water vapor from the aqueous reaction media. According to the invention, the water vapor leaving one zone is used to generate at least a part of the heat required by the other zone.

CA-patenttihakemuksessa 08U 077, Electric Reduction Company of Canada, Limited'in nimellä, on esitetty menetelmä klooridioksidin valmistamiseksi, jolloin käytetään useita rikkihappoperustaisia reaktiovyöhykkeitä, jotka toimivat eri happamuuksilla. Yksi vyöhykkeistä toimii alhaisella H,8 N alapuolella olevalla happamuusasteella ja muut korkeilla U,8 N yläpuolella olevilla happamuuksilla. Suuren happamuuden omaavissa vyöhykkeissä tai vyöhykkeessä muodostuu hapanta natriumsulfaattia, jota käytetään osaksi alhaisen happamuusasteen omaavan reaktorin happamuusvaatimusten täyttämiseen.CA Patent Application 08U 077 to Electric Reduction Company of Canada, Limited discloses a process for the production of chlorine dioxide using a plurality of sulfuric acid-based reaction zones operating at different acids. One of the zones operates with a low acidity below H, 8 N and the other with high acidities above U, 8 N. High acidity zones or a zone form acidic sodium sulfate, which is used in part to meet the acidity requirements of a low acidity reactor.

Esiteltävä keksintö on erikoisen käyttökelpoinen tässä viimemainitussa menetelmässä ja sitä kuvataan seuraavassa viitaten erikoisesti viimemainittuun menetelmään.The present invention is particularly useful in this latter method and will be described below with particular reference to the latter method.

Keksintöä kuvataan esimerkin muodossa mukaan liitettyyn piirrokseen viitaten, jossa on esitetty keksinnön erään toteutuksen vuokaavio.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which a flow chart of an embodiment of the invention is shown.

Klooridioksidigeneraattori 10, joka on esimerkiksi edellä mainitussa CA-patentissa 825 08U, esitettyä tyyppiä, käsittää vesipitoisen reaktioväli-aineen, joka sisältää natriumkloraattia ja natriumkloridia syötettynä putken 12 kautta yleensä vesiliuoksena, joka sisältää molempia suoloja ja putken lU kautta syötettyä rikkihappoa. Natriumkloraatin moolisuhde natriumkloridin syöttövirrassa o edullisesti lähes ekvimolaarinen. Kloridin ja kloraatin yksittäiset pitoisuudet reaktioväliaineessa voivat vaihdella laajasti. Esimerkiksi kloraatin pitoisuus voi olla alueella noin 0,005 - 3 moolia ja kloridin pitoisuus voi olla alueella noin 0,001 - 2 moolia.The chlorine dioxide generator 10, for example of the type disclosed in the aforementioned CA patent 825 08U, comprises an aqueous reaction medium containing sodium chlorate and sodium chloride fed through line 12, generally as an aqueous solution containing both salts and sulfuric acid fed through line IU. The molar ratio of sodium chlorate in the sodium chloride feed stream is preferably almost equimolar. The individual concentrations of chloride and chlorate in the reaction medium can vary widely. For example, the concentration of chlorate may range from about 0.005 to 3 moles and the concentration of chloride may range from about 0.001 to 2 moles.

Generaattorissa 10 ylläpidetään yleensä osittainen tyhjö ja vesipitoinen reaktioväliaine on edullisesti kiehumispisteessään. Väliaineen lämpötila voi vaihdella laajalla alueella, kuten noin 30-80°C, vaikkakin on edullista toimia alueen yläpäässä myöhemmin ilmenevistä syistä.The generator 10 generally maintains a partial vacuum and the aqueous reaction medium is preferably at its boiling point. The temperature of the medium can vary over a wide range, such as about 30-80 ° C, although it is preferable to operate at the upper end of the range for later reasons.

Normaali-ilmakehän paineessa oleva klooridioksidi hajoaa itsestään räjähtäen. Generaattorissa olevasta vesiliuoksesta haihtuva vesihöyry laimentaa klooridioksidia tehden sen vähemmän alttiiksi itsestään hajoamiselle. Generaattorissa 10 muodostunut klooridioksidi ja kloori poistetaan generaattorista höyryn kanssa putken 16 kautta.Chlorine dioxide at normal atmospheric pressure decomposes spontaneously. The water vapor evaporating from the aqueous solution in the generator dilutes the chlorine dioxide, making it less susceptible to self-decomposition. The chlorine dioxide and chlorine formed in the generator 10 are removed from the generator with steam through a pipe 16.

11 6145811 61458

Reaktiolämpötila generaattorissa 10 voidaan ylläpitää jollakin sopivalla tavalla, esimerkiksi lämmönvaihtimen 18 avulla, johon syötetään vesihöyryä putken 20 kautta.The reaction temperature in the generator 10 can be maintained in any suitable way, for example by means of a heat exchanger 18 to which water vapor is fed through a pipe 20.

Generaattorissa 10 olevan vesiliuoksen happamuus on suurempi kuin i*,8 K, yleensä noin 6 N - 12 N. Generaattoria käytetään edullisesti siten, että ylläpidetään oleellisesti nesteen vakiotaso siinä säätämällä natriumkloraatin ja natriumkloridin vesiliuoksen ja rikkihapon syöttönopeutta ja veden haihdutusta. Liuoksen ylimäärä voidaan palauttaa kiertoon syöttöputkien kautta.The acidity of the aqueous solution in the generator 10 is greater than i *, 8 K, generally about 6 N to 12 N. The generator is preferably operated so as to maintain a substantially constant liquid level therein by controlling the feed rate and evaporation of aqueous sodium chloride and sodium chloride solution and water. Excess solution can be recycled through the supply lines.

Hapan natriumsulfaatti saostetaan generaattorissa. Happamen sulfaatin muoto riippuu reaktioliuoksen happamuudesta ja lämpötilasta. Hapan sulfaatti on yleensä natriumbisulfaattina (NaHSO^), koska generaattori 10 toimii yleensä korkealla happamuustasolla (noin 10 N) ja korkeassa lämpötilassa (noin 75°C). Hapan natriumsulfaatti voi kuitenkin olla natriumseskvisulfaattina (Na^HiSO^g), jos käytetään alhaisempia happamuuksia ja/tai lämpötiloja.Acid sodium sulfate is precipitated in the generator. The form of the acid sulfate depends on the acidity and temperature of the reaction solution. The acid sulfate is generally in the form of sodium bisulfate (NaHSO 4) because the generator 10 generally operates at a high level of acidity (about 10 N) and at a high temperature (about 75 ° C). However, the acidic sodium sulfate may be in the form of sodium sesquisulfate (Na 2 HiSO 4) if lower acidities and / or temperatures are used.

Hapanta natriumsulfaattia johdetaan putken 22 kautta generaattorista 10 toiseen generaattoriin 2b. Natriumkloraattia ja natriumkloridia, yleensä molempia suoloja sisältävänä liuoksena, syötetään generaattoriin 2b putken 26 kautta ja muodostetaan vesipitoinen reaktioväliair.e generaattoriin.Acid sodium sulfate is passed through line 22 from generator 10 to second generator 2b. Sodium chlorate and sodium chloride, generally as a solution containing both salts, are fed to generator 2b via line 26 and an aqueous reaction intermediate is formed in the generator.

Hapan natriumsulfaatti syötettynä putken 22 kautta muodostaa yksinomaisen happolähteen reaktiotilassa. Määrätyissä tapauksissa voi olla suotavaa lisätä tähän happosyöttöön rikkihappoa. Reaktioväliaineen happamuus on U,8 N alapuolella, yleensä 2N - U,8 N, tyypillisesti noin ^ N.Acid sodium sulfate fed through line 22 forms the sole source of acid in the reaction space. In certain cases, it may be desirable to add sulfuric acid to this acid supply. The acidity of the reaction medium is below U, 8 N, generally 2 N to U, 8 N, typically about N.

Happamen natriumsulfaatin muodosta riippuen voi esiintyä kaksi mahdollista reaktiota: a) IJaC103 + NaCl + 2NaHS0^ -7· 2Na2S01+ + C102 + 1/2 Clg + H20 ja h) NaCIO + NaCl + ENa^SO^g -7^ UNagSO^ + C1C>2 + 1/2 Clg + H20Depending on the form of the acidic sodium sulphate, two possible reactions can occur: a) IJaC103 + NaCl + 2NaHSO4-7 · 2Na2S01 + + C102 + 1/2 Clg + H2O and h) NaClO + NaCl + ENa ^ SO ^ g -7 ^ UNagSO ^ + C1C > 2 + 1/2 Clg + H 2 O.

Generaattoria 2b käytetään edullisesti alennetussa paineessa ja sen vesipitoisen väliaineen kiehumispisteessä. Generaattorissa olevan väliaineen taso pidetään oleellisesti vakiona samalla tavoin kuin edellä generaattorissa 10. Vedetön natriumsulfaatti saostuu ja se voidaan poistaa putken 28 kautta.The generator 2b is preferably operated under reduced pressure and at the boiling point of its aqueous medium. The level of medium in the generator is kept substantially constant in the same manner as above in generator 10. Anhydrous sodium sulfate precipitates and can be removed through line 28.

Generaattorin 2b toimintalämpötila saadaan aikaan esiteltävän keksinnön mukaan johtamalla klooridioksidia ja klooria sisältävää vesihöyryä generaattorista 10 putken 16 kautta generaattoriin 2b liitettyyn lämmönvaihtimeen 30.According to the present invention, the operating temperature of the generator 2b is obtained by conducting water vapor containing chlorine dioxide and chlorine from the generator 10 via a pipe 16 to a heat exchanger 30 connected to the generator 2b.

Lämraönvaihto tapahtuu vesihöyryn ja generaattorin 2b vesipitoisen väliaineen kesken. Vesihöyry tiivistyy ja klooridioksidin vesiliuos, joka yleensä sisältää hieman liuennutta klooria, otetaan talteen lämmönvaihtimesta putken 32 5 61458 kautta. Kaasumainen kloori ja mahdollisesti jäljelle jäänyt klooridioksidi siirtyvät lämmön vai hti mesta putke:n 3*+ kautta klooridioksidin absorptiolaitteeseen 38.The heat exchange takes place between the water vapor and the aqueous medium of the generator 2b. The water vapor condenses and an aqueous solution of chlorine dioxide, which usually contains slightly dissolved chlorine, is recovered from the heat exchanger through line 32 5 61458. The gaseous chlorine and any remaining chlorine dioxide are transferred from the heat exchanger via a pipe 3 * + to the chlorine dioxide absorber 38.

Generaattorin 2k vesipitoisesta reaktiovällaineesta haihtuva vesihöyry poistaa klooridioksidin ja kloorin generaattorista 2k putken 36 kautta ja kaasu-seos kulkee absorptiolaitteeseen 38. Vettä voidaan syöttää putken *+0 kautta absorptiolaitteeseen 38 ja klooridioksidin vesiliuos, joka voi sisältää hieman liuonnutta klooria, otetaan talteen putken h2 kautta. Kaasumainen kloori poistetaan putken 1+1+ kautta.Vapor vapor from the aqueous reaction medium of generator 2k removes chlorine dioxide and chlorine from generator 2k through line 36 and the gas mixture passes to absorber 38. Water can be fed through line * + 0 to absorber 38 and aqueous chlorine dioxide may contain some dissolved chlorine. Gaseous chlorine is removed through pipe 1 + 1 +.

Vaihtoehtoisesti absorptiolaite voi olla lauhduttimena, jossa vesihöyry tiivistyy ja tiivistymislämpö absorboidaan veteen lämmönvaihtimessa ja tätä vettä käytetään putken 20 kautta lämmönvaihtimeen IB syötettävän höyryn synnyttämiseen. Tällä tavoin voidaan lämpötaloutta edelleen parantaa. Lisäksi putken 1+0 kautta syötetty vesi voi olla ensimmäisen lämmönvaihtimen 18 kondensaat-ti. Klooridioksidiliuokset putkissa 32 ja 1+2 voidaan yhdistää yhdeksi virraksi 1+6, jota voidaan käyttää selluloosatehtaassa keittokemikaalina tai selluloosa-massan tai -paperin valkaisuun.Alternatively, the absorption device may be in the form of a condenser in which the water vapor condenses and the heat of condensation is absorbed into the water in the heat exchanger and this water is used through the pipe 20 to generate the steam supplied to the heat exchanger IB. In this way, thermal economy can be further improved. In addition, the water supplied through pipe 1 + 0 may be a condensate of the first heat exchanger 18. The chlorine dioxide solutions in tubes 32 and 1 + 2 can be combined into a single stream 1 + 6, which can be used in a pulp mill as a cooking chemical or for bleaching cellulose pulp or paper.

Generaattoreissa 10 ja 2l+ voidaan käyttää alennettua painetta, aikaansaatuna jollain sopivalla tavalla, kuten venturiputken tai pyörivän pumpun avulla, joka on liitetty yhdistettyyn kloorikaasuputkeen kk.In the generators 10 and 21 +, a reduced pressure can be used, provided in some suitable way, such as by means of a venturi pipe or a rotating pump connected to the combined chlorine gas pipe kk.

Natriumkloraattia ja natriumkloridia sisältävä vesiliuos syötettynä putkien 12 ja 26 lävitse generaattoreihin 10 ja 2l+ voidaan saada kloraattikennosta, jossa natriumkloridin happoliuosta elektrolysoidaan. Osa natriumkloridista muutetaan natriumkloraatiksi ja kennossa kehittyy vetyä. Vaihtoehtoisesti liuokset voidaan valmistaa kiinteistä kemikaaleista.An aqueous solution containing sodium chlorate and sodium chloride fed through tubes 12 and 26 to generators 10 and 21 + can be obtained from a chlorate cell in which an acidic solution of sodium chloride is electrolyzed. Some of the sodium chloride is converted to sodium chlorate and hydrogen is evolved in the cell. Alternatively, solutions can be prepared from solid chemicals.

Kiinteitä kemikaaleja voidaan syöttää suoraan generaattoreihin, jos täten halutaan vähentää haihdutettavan veden määrää. Osa natriumkloridisyötöstä voidaan korvata kloorivedyllä. Tämä kloorivety voidaan muodostaa polttamalla osa putkessa UU olevaa kaasumaista klooria yhdessä kloraattikennosta saatavan vedyn osan kanssa.Solid chemicals can be fed directly to the generators if it is desired to reduce the amount of water to be evaporated. Part of the sodium chloride feed can be replaced with hydrogen chloride. This hydrogen chloride can be formed by burning a portion of the gaseous chlorine in the tube UU together with a portion of the hydrogen from the chlorate cell.

Putkesta 28 talteenotettu natriumsulfaatti voidaan käyttää natriumia ja rikkiä sisältävien aineiden valmistukseen sulfaattiselluloosamenetelmää varten.The sodium sulfate recovered from tube 28 can be used to prepare sodium and sulfur-containing materials for the sulfate cellulose process.

Edellä esitetyn sellaisen prosessin taloudelliset edut, jossa reaktio-väliaine generaattorissa 2k kuumennetaan reaktiolämpötilaansa ainakin osittain generaattorista 10 saatavien kaasumaisten tuotteiden avulla, ovat huomattavat verrattuna samaan menetelmään ilman tätä lämmitystä. Kun generaattori lo seostaa natriumbisulfaattia, ovat vastaavat reaktiot:The economic advantages of the above process, in which the reaction medium in the generator 2k is heated to its reaction temperature at least in part by the gaseous products obtained from the generator 10, are considerable compared to the same process without this heating. When generator lo mixes sodium bisulfate, the corresponding reactions are:

Generaattori 10: NaC103 + NaCl + 2^0^ -> 2NaHS0jt + C103 + 1/2 Cl2 + H20Generator 10: NaClO3 + NaCl + 2 ^ 0 ^ -> 2NaHSO4 + C103 + 1/2 Cl2 + H2O

Generaattori 2k: NaClC>3 + NaCl + PNaHSO^ -7* PNagSO^ + C103 + 1/2 Cl0 + H20 6 61 458 Tällöin puolet valmistetusta ClO^ kokonaismäärästä saadaan generaattorista 10 ja puolet generaattorista 2h. Tämän vuoksi jos kaikki generaattorin 2b tarvitsema lämpö muodostetaan generaattorista 10 saatavan höyryn avulla, kokonaiclämpö-tarve laskee noin puoleen.Generator 2k: NaClC> 3 + NaCl + PNaHSO ^ -7 * PNagSO ^ + C103 + 1/2 Cl0 + H 2 O 6 61 458 In this case, half of the total amount of ClO 2 produced is obtained from generator 10 and half from generator 2h. Therefore, if all the heat required by the generator 2b is generated by the steam from the generator 10, the total heat demand is reduced by about half.

Käytettäessä matalahkoja he.ppamuuksia täytyy haihduttaa enemmän vettä kuin suurilla happamuuksilla natriumsulfaatin vaadittavan saostumisen aikaansaamiseksi. Generaattori 2b toimii matalammassa lämpötilassa kuin generaattori 10. Generaattorin 2b tyhjö on kuitenkin suurempi kuin generaattorin 10. Voi olla välttämätöntä lisätä putkesta l6 olevasta höyrystä saatavaan lämpöön lisää höyryä. On kuitenkin ilmeistä, että saavutetaan huomattava lämpötaloudellinen säästö.When using low-grade residues, more water must be evaporated than at high acids to achieve the required precipitation of sodium sulfate. Generator 2b operates at a lower temperature than generator 10. However, the vacuum of generator 2b is greater than that of generator 10. It may be necessary to add more steam to the heat from the steam from the tube 16. However, it is obvious that significant thermal savings will be achieved.

Kun generaattori 10 saostaa natriumseskvisulfaattia, vastaavat reaktiot ovat:When generator 10 precipitates sodium sesquisulfate, the corresponding reactions are:

Generaattori 10: 3NaC103 + ÖNaCl+UH^O^-> 3C102 + 3/2 Cl2 + H20 + 2Na HCSO^gGenerator 10: 3NaC103 + ÖNaCl + UH ^ O ^ -> 3C102 + 3/2 Cl2 + H2O + 2Na HCSO ^ g

Generaattori 2b: NaC103 + NaCl + 2Na3H(S01|)2-^ ClOg + 1/2C12 + UNagSO^ + HgOGenerator 2b: NaClO3 + NaCl + 2Na3H (S01 |) 2- ^ ClOg + 1 / 2Cl2 + UNagSO4 + HgO

Tässä tapauksessa 3A kaikkiaan muodostetusta ClOgista saadaan generaattorista 10 ja iA generaattorista 2b. Vain osa putkessa 16 olevasta vesihöyrystä täytyy jehtaa lämmönvaihtimeen 30. Tällöin tarvittava lämpömäärä on noin lA tarvittavasta kokonaisläramöstä ilman lämmönvaihtoa.In this case, 3A of the total formed ClOg is obtained from generator 10 and iA from generator 2b. Only part of the water vapor in the pipe 16 has to pass to the heat exchanger 30. In this case, the amount of heat required is about 1A of the total heat required without heat exchange.

Esiteltävää keksintöä voidaan käyttää useilla eri tavoilla lämpötalouden parantamiseksi useissa generaattoreissa.The present invention can be used in a number of different ways to improve thermal economy in a variety of generators.

Esimerkiksi kolmas generaattori voidaan lisätä edelläesitettyyn piirroksen mukaiseen systeemiin. Tämä kolmas generaattori, joka toimii suurella happamuusasteella ja alennetussa paineessa kiehumispisteessä, muodostaa natriumhi-sulfaattia. Natriumbisulfaattia voidaan sitten käyttää ainakin osaksi putken lU kautta, tapahtuvaan generaattorin 10 happosyöttöön rikkihapon asemasta. Generaattori 10, joka toimii suurella noin 8 N olevalla happamuustasolla, mutta alemmassa lämpötilassa kuin kolmas generaattori, muodostaa natriumseskvisulfaattia, josta tulee happosyöttö generaattoriin 2b.For example, a third generator can be added to the system according to the drawing above. This third generator, which operates at a high degree of acidity and under reduced pressure at the boiling point, forms sodium sulfate. Sodium bisulfate can then be used, at least in part, through line IU, to supply acid to generator 10 instead of sulfuric acid. Generator 10, which operates at a high acid level of about 8 N, but at a lower temperature than the third generator, forms sodium sesquisulfate, which becomes the acid feed to generator 2b.

Kolmannen generaattorin kaasumaiset tuotteet, jotka sisältävät höyryä, klooridioksidia ja klooria, ohjataan ainakin osittain generaattorin 10 lämmönvaihtimen 18 putken 20 kautta antamaan ainakin osan generaattorin 10 tarvitsemasta lämmöstä. Klooridioksidin vesiliuos, joka sisältää jonkin verran liuennutta klooria, voidaan poistaa lämmönvaihtiinesta 18 putken 32 kautta. Kaasumainen kloori ja mahdollisesti jäljellä oleva klooridioksidi otettuna taiteen lärri-mcr.vaihtimesta voidaan johtaa putkeen 3U.The gaseous products of the third generator, which contain steam, chlorine dioxide and chlorine, are directed at least in part through the pipe 20 of the heat exchanger 18 of the generator 10 to provide at least part of the heat required by the generator 10. An aqueous solution of chlorine dioxide containing some dissolved chlorine can be removed from the heat exchanger 18 via line 32. Gaseous chlorine and possibly the remaining chlorine dioxide taken from the art lr mr exchanger can be introduced into the pipe 3U.

Tässä kolmen generaattorin käytössä tapahtuvat prosessit ovat: 61 458 τThe processes that take place in this three-generator operation are: 61,458 τ

Ensimmäinen generaattori: 2NaC103 + 2NaCl + ^ 2C102 + Clg + UNaHSO^ +^0First generator: 2NaC103 + 2NaCl + ^ 2C102 + Clg + UNaHSO ^ + ^ 0

Generaattori 10:Generator 10:

NaC103 + NaCl + 1+NaHSO^ -V C102 + 1/2 Clg + 2Na «(SO^Jg + H20NaClO3 + NaCl + 1 + NaHSO4 -V C102 + 1/2 Clg + 2Na «(SO2 Jg + H2O

Generaattori 2b:Generator 2b:

NaClO^ + NaCl + / Na3H( S0^) 2 -ψ C102 + 1/2 Cl2 + !+Na2S0^ + HgONaClO + NaCl + / Na3H (SO2) 2 -ψ C102 + 1/2 Cl2 +! + Na2SO4 + HgO

Tällöin klooridioksidä n saanto ensimmäisestä generaattorista on yhtä nauri kuin generaattorien 10 ja generaattorien 2b saantojen summa, jotka vuorostaan ' ovat yhtäsuuria.In this case, the yield of chlorine dioxide n from the first generator is equal to the sum of the yields of generators 10 and generators 2b, which in turn are equal.

Ensimmäisen generaattorin kaasumaisten tuotteiden käyttö generaattorin 10 lämmitykseen ja generaattorista 10 saatavien kaasumaisten tuotteiden käyttö generaattorin 2b lämmitykseen parantaa, kokonaislämpötaloutta.The use of the gaseous products of the first generator to heat the generator 10 and the use of the gaseous products from the generator 10 to heat the generator 2b improve the overall heat economy.

Voidaan edelleen käyttää useita generaattoreita, jotka toimivat toisistaan riippumatta, so. omine kloraatti-, kloridi- ja happosyöttöineen, suurella happamuustasolla, pienellä happamuustasolla tai eräät suurella ja toiset matalalla happamuustasolla. Yhdestä generaattorista poistuvaa kaasua voidaan käyttää keksinnön mukaisesti muodostamaan ainakin osa ainakin yhden muiden generaattorien tarvitsemasta lämmöstä. Yhdestä generaattorista, jonka tarvitsema lämpö aikaansaadaan toisesta generaattorista saatavan höyryn avulla, saatavaa höyryä voidaan käyttää muodostamaan vähintään osa vähintään yhden muun generaattorin tarvitsemasta lämmöstä.It is still possible to use several generators which operate independently of one another, i. with their own chlorate, chloride and acid feeds, high acidity, low acidity or some high and others low acidity. The gas leaving one generator can be used according to the invention to generate at least part of the heat required by at least one of the other generators. Steam from one generator, the heat required by which is provided by steam from another generator, can be used to generate at least a portion of the heat required by at least one other generator.

Claims (3)

8 614588 61458 1. Menetelmä klooridioksidin valmistamiseksi pelkistämällä natrium-kloraattia kloridilla rikkihappopatoisessa väliaineessa korotetussa lämpötilassa, jossa ei vielä tapahdu klooridioksidin oleellista hajoamista, käyttäen kahta eri reaktiovyöhykettä, joissa molemmissa syntyy klooridioksidia, klooria ja vesihöyryä sisältävä kaasuseos ja, vesimäärän täten vähentyessä, saostuu sulfaatteja, jolloin ensimmäisessä reaktiovyöhykkeessä, jossa happamuus pidetään arvossa yli U,8-n, saostuu hapanta natriumsulfaattia ja toisessa reaktio-vyöhykkeessä, jonka happamuus, alle ^,8-n, on ainakin osaksi saatu aikaan johtamalla siihen ensimmäisessä vyöhykkeessä syntynyttä hapanta natriumsulfaattia, saostuu neutraalia, vedetöntä natriumsulfaattia, tunnettu siitä, että lämpötila toisessa reaktiovyöhykkeessä on alempi kuin ensimmäisessä reaktio-vyöhykkeessä ja että ainakin osa toisen reaktiovyöhykkeen lämpötilan ylläpitoon tarvittavasta lämmöstä saadaan johtamalla ensimmäisestä reaktiovyöhykkees-tä tuleva kaasuseos epäsuoraan lämmönvaihtoon toisen reaktiovyöhykkeen reaktio-väliaineen kanssa.A process for the preparation of chlorine dioxide by reducing sodium chlorate with chloride in a sulfuric acid-containing medium at an elevated temperature where substantial decomposition of chlorine dioxide does not yet occur, using two different reaction zones, each producing a first , in which the acidity is kept above U, 8-n, acidic sodium sulphate precipitates and in the second reaction zone, the acidity of which, below β, 8-n, is at least partially effected by the introduction of acidic sodium sulphate formed in the first zone, neutral, anhydrous sodium sulphate precipitates, characterized in that the temperature in the second reaction zone is lower than in the first reaction zone and that at least part of the heat required to maintain the temperature of the second reaction zone is obtained by conducting the gas from the first reaction zone; several for indirect heat exchange with the reaction medium of the second reaction zone. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yli li,S-n happamuuden omaava vyöhyke on jaettu kahteen osaan, joista jälkimmäistä pidetään lämpötilassa, joka on ensimmäisen reaktiovyöhykkeen lämpötilan alapuolella mutta kolmannen reaktiovyöhykkeen lämpötilan yläpuolella, ja jolloin ainakin toinen kaasuseoksista, jotka kehittyvät ensimmäisessä ja toisessa reaktiovyöhykkeessä, johdetaan lämmönvaihtoon kolmannen reaktiovyöhykkeen kanssa, jolloin saadaan ainakin osa tämän vyöhykkeen lämpötilan ylläpitämiseen tarvittavasta lämmöstä.Process according to Claim 1, characterized in that the zone having an acidity of more than 1 L, Sn is divided into two parts, the latter being maintained at a temperature below the temperature of the first reaction zone but above the temperature of the third reaction zone, and at least one of the gas mixtures in the second reaction zone, is subjected to heat exchange with the third reaction zone to obtain at least a portion of the heat required to maintain the temperature of this zone. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin ensimmäistä reaktiovyöhykettä pidetään ilmanpainetta alemmassa paineessa ja että ainakin ensimmäistä reaktioväliainetta pidetään kiehumis-lämpötilassa. k. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokaista reaktiovyöhykettä pidetään erikseen alennetussa paineessa ja jokaista reaktioväliainetta pidetään kiehumislämpötilassa.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that at least the first reaction zone is kept at a pressure below atmospheric pressure and in that at least the first reaction medium is kept at boiling temperature. Process according to Claim 3, characterized in that each reaction zone is kept separately under reduced pressure and each reaction medium is kept at a boiling temperature.
FI277373A 1973-09-06 1973-09-06 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID FI61458C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI277373A FI61458C (en) 1973-09-06 1973-09-06 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI277373 1973-09-06
FI277373A FI61458C (en) 1973-09-06 1973-09-06 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI277373A FI277373A (en) 1975-03-07
FI61458B FI61458B (en) 1982-04-30
FI61458C true FI61458C (en) 1982-08-10

Family

ID=8507572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI277373A FI61458C (en) 1973-09-06 1973-09-06 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI61458C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI277373A (en) 1975-03-07
FI61458B (en) 1982-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5091167A (en) Process for the production of chlorine dioxide
US5091166A (en) Process for the production of chlorine dioxide
US4465658A (en) Chlorine dioxide process
FI66817B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID
JP4654248B2 (en) Method and apparatus for producing chlorine dioxide
US3789108A (en) Production of chlorine dioxide
US3793439A (en) Production of chlorine dioxide
TWI447065B (en) Process for the production of chlorine dioxide
US3754081A (en) Process for the production of chlorine dioxide,chlorine and a mixtureof an alkali metal sulfate and bisulfate
US3760065A (en) Production of chlorine dioxide
JPH0621005B2 (en) Chlorine dioxide manufacturing method
FI61458C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID
US3733395A (en) Process for producing chlorine dioxide,chlorine and a neutral sulfate salt in the sulfate or kraft process of preparing wood pulp
AU2010305879B2 (en) Process for production of chlorine dioxide
US4486399A (en) Method to reduce the potential salt cake content of chlorine dioxide generator spent acids
US5474654A (en) Process for gas phase delignifying wood pulp using chlorine dioxide at subatmospheric pressure
US4206193A (en) Versatile process for generating chlorine dioxide
US5423958A (en) Acidity control in chlorine dioxide manufacture
FI79078B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID.
JPH0621004B2 (en) Chlorine dioxide manufacturing method
CA1181224A (en) High efficiency chlorine dioxide process
KR0173327B1 (en) Methanol- based chlorine dioxide process
WO1998013296A1 (en) Method for producing chlorine dioxide using methanol, chloride, and hydrogen peroxide as reducing agents
CA1170816A (en) Production of mixed acid feed for chlorine dioxide generation
US20060120946A1 (en) Chemical process and apparatus