JP3400343B2 - 二酸化塩素の製造方法 - Google Patents
二酸化塩素の製造方法Info
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01B11/02—Oxides of chlorine
- C01B11/022—Chlorine dioxide (ClO2)
- C01B11/023—Preparation from chlorites or chlorates
- C01B11/026—Preparation from chlorites or chlorates from chlorate ions in the presence of a peroxidic compound, e.g. hydrogen peroxide, ozone, peroxysulfates
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チューブラー反応
器での過酸化水素を還元剤として塩素酸イオンの還元に
より二酸化塩素を製造する方法に関するものである。
器での過酸化水素を還元剤として塩素酸イオンの還元に
より二酸化塩素を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】二酸化塩素は主にパルプの漂白に用いら
れるが、それを水の浄化、脂肪の漂白または工業廃液か
らのフェノールの除去のような他の用途に用いる事につ
いても関心が増大している。二酸化塩素は貯蔵安定性が
悪いので現場で製造されなければならない。
れるが、それを水の浄化、脂肪の漂白または工業廃液か
らのフェノールの除去のような他の用途に用いる事につ
いても関心が増大している。二酸化塩素は貯蔵安定性が
悪いので現場で製造されなければならない。
【０００３】大規模な二酸化塩素の製造は、例えばヨー
ロッパ特許第４４５４９３号、米国特許第５０９１１６
６号や米国特許第５０９１１６７号に述べられているよ
うに、通常アルカリ金属塩素酸塩または塩素酸を塩素イ
オン、メタノールまたは過酸化水素のような還元剤と準
大気圧下で反応させる事により行われる。これらの製造
方法は非常に効率的であるが、例えば漂白用にかなりの
量の二酸化塩素を消費するパルプ工場でのように、大規
模での生産にのみ適している。例えば水の浄化のような
小規模の用途では、二酸化塩素は一般に塩化ナトリウム
を酸と反応させる事により製造される。
ロッパ特許第４４５４９３号、米国特許第５０９１１６
６号や米国特許第５０９１１６７号に述べられているよ
うに、通常アルカリ金属塩素酸塩または塩素酸を塩素イ
オン、メタノールまたは過酸化水素のような還元剤と準
大気圧下で反応させる事により行われる。これらの製造
方法は非常に効率的であるが、例えば漂白用にかなりの
量の二酸化塩素を消費するパルプ工場でのように、大規
模での生産にのみ適している。例えば水の浄化のような
小規模の用途では、二酸化塩素は一般に塩化ナトリウム
を酸と反応させる事により製造される。
【０００４】ヨーロッパ特許第６１２６８６号はアルカ
リ金属塩素酸塩および過酸化水素から実質的に大気圧下
での二酸化塩素の製造を開示している。米国特許第５３
７６３５０号は小規模での製造に適している塩素酸イオ
ンおよび還元剤からプラグフロー(plug flow)反応器で
二酸化塩素を製造する方法を開示している。本方法は良
く稼働するがそれでも効率の更なる改良が望ましい。
リ金属塩素酸塩および過酸化水素から実質的に大気圧下
での二酸化塩素の製造を開示している。米国特許第５３
７６３５０号は小規模での製造に適している塩素酸イオ
ンおよび還元剤からプラグフロー(plug flow)反応器で
二酸化塩素を製造する方法を開示している。本方法は良
く稼働するがそれでも効率の更なる改良が望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は金属塩
素酸塩または塩素酸および還元剤から二酸化塩素の小規
模の製造に適する改良されたプロセスを提供する事であ
る。特に、反応器で場所を取らずに二酸化塩素の生産速
度が高くそして反応器で化学薬品の消耗が少ないプロセ
スを提供する事が目的である。
素酸塩または塩素酸および還元剤から二酸化塩素の小規
模の製造に適する改良されたプロセスを提供する事であ
る。特に、反応器で場所を取らずに二酸化塩素の生産速
度が高くそして反応器で化学薬品の消耗が少ないプロセ
スを提供する事が目的である。
【０００６】
【課題を解決する手段】これらの目的は過酸化水素を還
元剤として塩素酸イオンの還元によりチューブラー反応
器で、好ましくは無機酸の存在で、最も好ましくは硫酸
の存在で連続的に二酸化塩素を製造するプロセスにより
達成される、そこで反応器での塩素酸塩の二酸化塩素へ
の望ましい転化率は約７５％以上で、好ましくは約８０
から１００％で、最も好ましくは約９５から１００％で
ある。
元剤として塩素酸イオンの還元によりチューブラー反応
器で、好ましくは無機酸の存在で、最も好ましくは硫酸
の存在で連続的に二酸化塩素を製造するプロセスにより
達成される、そこで反応器での塩素酸塩の二酸化塩素へ
の望ましい転化率は約７５％以上で、好ましくは約８０
から１００％で、最も好ましくは約９５から１００％で
ある。
【０００７】本発明の一態様に係る製造方法は、（ａ）
過酸化水素および金属塩素酸塩または塩素酸またはこれ
らの混合物と、任意に無機酸を供給し、チューブラー反
応器の一端に反応混合物を形成する段階、（ｂ）該チュ
ーブラー反応器の中で反応混合物の塩素酸イオンを還元
して、塩素酸塩の二酸化塩素への転化率が約７５％から
１００％で二酸化塩素を形成する段階、および（ｃ）二
酸化塩素を含有した生成物を該チューブラー反応器のも
う一端で回収する段階を含む。
過酸化水素および金属塩素酸塩または塩素酸またはこれ
らの混合物と、任意に無機酸を供給し、チューブラー反
応器の一端に反応混合物を形成する段階、（ｂ）該チュ
ーブラー反応器の中で反応混合物の塩素酸イオンを還元
して、塩素酸塩の二酸化塩素への転化率が約７５％から
１００％で二酸化塩素を形成する段階、および（ｃ）二
酸化塩素を含有した生成物を該チューブラー反応器のも
う一端で回収する段階を含む。
【０００８】本発明の他の態様に係る製造方法は、
（ａ）過酸化水素および金属塩素酸塩または塩素酸また
はこれらの混合物および任意に無機酸を、チューブラー
反応器の一端に供給して反応混合物を形成する段階（そ
こで反応器へ供給されるＨ2Ｏ2 ：ＣｌＯ3 -のモル比は
約０．５：１から約２：１で、好ましくは約０．５：１
から約１：１である）、（ｂ）該チューブラー反応器の
中で反応混合物中の塩素酸イオンを還元し、二酸化塩素
を生成する段階、および（ｃ）二酸化塩素を含有した生
成物を該チューブラー反応器のもう一端で回収する段階
を含む。
（ａ）過酸化水素および金属塩素酸塩または塩素酸また
はこれらの混合物および任意に無機酸を、チューブラー
反応器の一端に供給して反応混合物を形成する段階（そ
こで反応器へ供給されるＨ2Ｏ2 ：ＣｌＯ3 -のモル比は
約０．５：１から約２：１で、好ましくは約０．５：１
から約１：１である）、（ｂ）該チューブラー反応器の
中で反応混合物中の塩素酸イオンを還元し、二酸化塩素
を生成する段階、および（ｃ）二酸化塩素を含有した生
成物を該チューブラー反応器のもう一端で回収する段階
を含む。
【０００９】（ａ）の段階で過酸化水素、金属塩素酸
塩、好ましくは塩素酸ナトリウムのようなアルカリ金属
塩素酸塩、および無機酸、好ましくは硫酸を供給する事
が特に好ましい。塩素酸塩の高い転化率を達成するため
ＣｌＯ3 -１モルあたりＨ2Ｏ2０．５モルの化学量論的数
量を越えた過酸化水素を供給する事が通常得策である。
しかしながら、過酸化水素が多量すぎる場合は塩素酸塩
の転化に悪い影響を与えるという驚くべき事がわかっ
た。
塩、好ましくは塩素酸ナトリウムのようなアルカリ金属
塩素酸塩、および無機酸、好ましくは硫酸を供給する事
が特に好ましい。塩素酸塩の高い転化率を達成するため
ＣｌＯ3 -１モルあたりＨ2Ｏ2０．５モルの化学量論的数
量を越えた過酸化水素を供給する事が通常得策である。
しかしながら、過酸化水素が多量すぎる場合は塩素酸塩
の転化に悪い影響を与えるという驚くべき事がわかっ
た。
【００１０】本発明の他の態様に係る製造方法は、
（ａ）過酸化水素、金属塩素酸塩、好ましくは塩素酸ナ
トリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩、および硫酸を
チューブラー反応器の一端に供給し、反応混合物を形成
する段階（そこで供給された硫酸の濃度は約７０から約
９６重量％、好ましくは約７５から８５重量％でありそ
して温度は好ましくは約０から約１００℃、最も好まし
くは約２０から約５０℃である）、（ｂ）該チューブラ
ー反応器の中で反応混合物中の塩素酸イオンを還元し、
二酸化塩素を生成する段階、および（ｃ）二酸化塩素を
含有した生成物を該チューブラー反応器のもう一端で回
収する段階を含む。
（ａ）過酸化水素、金属塩素酸塩、好ましくは塩素酸ナ
トリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩、および硫酸を
チューブラー反応器の一端に供給し、反応混合物を形成
する段階（そこで供給された硫酸の濃度は約７０から約
９６重量％、好ましくは約７５から８５重量％でありそ
して温度は好ましくは約０から約１００℃、最も好まし
くは約２０から約５０℃である）、（ｂ）該チューブラ
ー反応器の中で反応混合物中の塩素酸イオンを還元し、
二酸化塩素を生成する段階、および（ｃ）二酸化塩素を
含有した生成物を該チューブラー反応器のもう一端で回
収する段階を含む。
【００１１】もし硫酸原料が定められた範囲の濃度を持
つなら、希釈によるエネルギーが反応器を断熱的に運転
するのに充分なので外部からの過熱または冷却は必要で
ないことが見いだされた。定められた温度範囲はプロセ
スの安定運転を促進するということもまた見いだされ
た。
つなら、希釈によるエネルギーが反応器を断熱的に運転
するのに充分なので外部からの過熱または冷却は必要で
ないことが見いだされた。定められた温度範囲はプロセ
スの安定運転を促進するということもまた見いだされ
た。
【００１２】本発明の更なる他の態様に係る製造方法
は、（ａ）過酸化水素、金属塩素酸塩、好ましくは塩素
酸ナトリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩、および硫
酸をチューブラー反応器の一端に供給して、反応混合物
を形成する段階、（ｂ）該チューブラー反応器の中で反
応混合物の塩素酸イオンを還元して二酸化塩素を生成す
る段階、および（ｃ）二酸化塩素を含有した生成物を該
チューブラー反応器のもう一端で回収する段階（そこで
は製造されたＣｌＯ2 １kg当たり約２から約１０kgのＨ
2ＳＯ4好ましくは約３から約５kgのＨ2ＳＯ4 が供給さ
れる）を含む。比較的少ない量の硫酸を供給したにもか
かわらず塩素酸塩の転化率を約７５％超で運転する事が
可能であるという驚くべきことが見いだされた。
は、（ａ）過酸化水素、金属塩素酸塩、好ましくは塩素
酸ナトリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩、および硫
酸をチューブラー反応器の一端に供給して、反応混合物
を形成する段階、（ｂ）該チューブラー反応器の中で反
応混合物の塩素酸イオンを還元して二酸化塩素を生成す
る段階、および（ｃ）二酸化塩素を含有した生成物を該
チューブラー反応器のもう一端で回収する段階（そこで
は製造されたＣｌＯ2 １kg当たり約２から約１０kgのＨ
2ＳＯ4好ましくは約３から約５kgのＨ2ＳＯ4 が供給さ
れる）を含む。比較的少ない量の硫酸を供給したにもか
かわらず塩素酸塩の転化率を約７５％超で運転する事が
可能であるという驚くべきことが見いだされた。
【００１３】特に好ましい具体例によれば本発明はチュ
ーブラー反応器で還元剤として過酸化水素を用い塩素酸
イオンの還元により二酸化塩素を製造する方法に関連
し、（ａ）過酸化水素、金属塩素酸塩、好ましくは塩素
酸ナトリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩、および硫
酸をチューブラー反応器の一端に供給して反応混合物を
形成する段階（そこで反応器へ供給されるＨ2Ｏ2:Ｃｌ
Ｏ3 -のモル比が約０．５：１から約２：１、好ましくは
約０．５：１から約１：１であり、そしてそこで硫酸原
料は約７０から約９６重量％の濃度であり、好ましくは
約７５から約８５重量％でありそして好ましくは温度が
約０から約１００℃であり、最も好ましくは約２０から
約５０℃である）、（ｂ）該チューブラー反応器の中で
反応混合物の塩素酸塩イオンを還元して二酸化塩素を生
成する段階、および（ｃ）二酸化塩素を含有した生成物
を該チューブラー反応器のもう一端で回収する段階（そ
こでは製造されたＣｌＯ2 １kg当たり約２から約１０kg
のＨ2ＳＯ4好ましくは約３から約５kgのＨ2ＳＯ4 が供
給される）を含む。
ーブラー反応器で還元剤として過酸化水素を用い塩素酸
イオンの還元により二酸化塩素を製造する方法に関連
し、（ａ）過酸化水素、金属塩素酸塩、好ましくは塩素
酸ナトリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩、および硫
酸をチューブラー反応器の一端に供給して反応混合物を
形成する段階（そこで反応器へ供給されるＨ2Ｏ2:Ｃｌ
Ｏ3 -のモル比が約０．５：１から約２：１、好ましくは
約０．５：１から約１：１であり、そしてそこで硫酸原
料は約７０から約９６重量％の濃度であり、好ましくは
約７５から約８５重量％でありそして好ましくは温度が
約０から約１００℃であり、最も好ましくは約２０から
約５０℃である）、（ｂ）該チューブラー反応器の中で
反応混合物の塩素酸塩イオンを還元して二酸化塩素を生
成する段階、および（ｃ）二酸化塩素を含有した生成物
を該チューブラー反応器のもう一端で回収する段階（そ
こでは製造されたＣｌＯ2 １kg当たり約２から約１０kg
のＨ2ＳＯ4好ましくは約３から約５kgのＨ2ＳＯ4 が供
給される）を含む。
【００１４】上に述べたすべての態様と具体例の特徴を
結びつけることができるという事は明白である。本発明
のすべての態様および具体例中で特に好ましい他の特徴
はこれから述べる。
結びつけることができるという事は明白である。本発明
のすべての態様および具体例中で特に好ましい他の特徴
はこれから述べる。
【００１５】回収された生成物は二酸化塩素、酸素そし
て場合によっては無機酸の金属塩を含有する。通常回収
された生成物は無機酸や少量の塩素酸イオンのような未
反応の化学物質を含有する。しかしながら、塩素の実質
的な生成を避ける事が可能である事が見いだされた。
て場合によっては無機酸の金属塩を含有する。通常回収
された生成物は無機酸や少量の塩素酸イオンのような未
反応の化学物質を含有する。しかしながら、塩素の実質
的な生成を避ける事が可能である事が見いだされた。
【００１６】生成物からの塩素酸塩や硫酸のような未反
応物を反応器へ戻して再使用しないで運転する事が好ま
れる。例えば水の浄化等の多くの用途では完全な生成物
の混合物は分離することなく使用できる。他の選択肢は
気体状の生成物、すなわち二酸化塩素および酸素、を分
離する事でありそして塩素酸塩を含有した液体を、例え
ば以前に述べたヨーロッパ特許第４４５４９３号、米国
特許第５０９１１６６号および米国特許第５０９１１６
７号に記載されている製造方法等の、ほかの二酸化塩素
発生器の供給材料として使用する事である。
応物を反応器へ戻して再使用しないで運転する事が好ま
れる。例えば水の浄化等の多くの用途では完全な生成物
の混合物は分離することなく使用できる。他の選択肢は
気体状の生成物、すなわち二酸化塩素および酸素、を分
離する事でありそして塩素酸塩を含有した液体を、例え
ば以前に述べたヨーロッパ特許第４４５４９３号、米国
特許第５０９１１６６号および米国特許第５０９１１６
７号に記載されている製造方法等の、ほかの二酸化塩素
発生器の供給材料として使用する事である。
【００１７】理想的なチューブラー反応器は通常逆混合
なく栓流(plug flow)で運転されるが、本発明の製造方
法は反応器で実質的にいかなる濃度勾配もなしに運転さ
れていたとしても非常に効果的である事が見いだされ
た。
なく栓流(plug flow)で運転されるが、本発明の製造方
法は反応器で実質的にいかなる濃度勾配もなしに運転さ
れていたとしても非常に効果的である事が見いだされ
た。
【００１８】反応器の内部の反応混合物は好ましくは１
リットル当たり０から約２、最も好ましくは０から約
０．１モルの塩素酸イオン、そして１リットル当たり約
３から約１０、好ましくは約４から約６モルの硫酸を含
有している。塩素酸塩と硫酸塩の濃度を飽和による金属
塩の結晶化を避けるため飽和状態以下に維持することが
望ましい。
リットル当たり０から約２、最も好ましくは０から約
０．１モルの塩素酸イオン、そして１リットル当たり約
３から約１０、好ましくは約４から約６モルの硫酸を含
有している。塩素酸塩と硫酸塩の濃度を飽和による金属
塩の結晶化を避けるため飽和状態以下に維持することが
望ましい。
【００１９】すべての化学物質原料、即ち過酸化水素、
金属塩素酸塩または塩素酸および無機酸は望ましくは水
溶液として供給される。システムに水が多すぎるとエネ
ルギー消費を増加させそして化学的な効率を低下させ
る、一方水が少なすぎると安定性がなくなる。したがっ
て、過酸化水素供給溶液は好ましくは約３０から約７０
重量％最も好ましくは約４０から約６０重量％の濃度を
有する。好ましくは塩素酸ナトリウムのようなアルカリ
金属塩素酸塩である塩素酸塩供給溶液は、適正には１リ
ットル当たり約０．５モルから飽和までの濃度を持ち、
好ましくは１リットル当たり約３から約６モルであり、
最も好ましくは１リットル当たり約４．５から約５．５
モルである。好ましくは硫酸である無機酸の供給物は、
好ましくは約５０から約９６重量％濃度を持ち最も好ま
しくは約７５から約８５重量％である。塩素酸塩供給物
の不純物として常に存在する塩素を除いて、反応器へい
かなる実質的な量の塩素イオンも加えない事が好まし
い。好ましくは、通常約０．５未満、しばしば約０．０
５未満、好ましくは０．０２未満、最も好ましくは０．
０１重量％未満のＮａＣｌＯ3 中のＮａＣｌとして計算
したアルカリ金属塩化物を含有する特別に塩素を加えて
ない従来の金属塩素酸塩が用いられる。
金属塩素酸塩または塩素酸および無機酸は望ましくは水
溶液として供給される。システムに水が多すぎるとエネ
ルギー消費を増加させそして化学的な効率を低下させ
る、一方水が少なすぎると安定性がなくなる。したがっ
て、過酸化水素供給溶液は好ましくは約３０から約７０
重量％最も好ましくは約４０から約６０重量％の濃度を
有する。好ましくは塩素酸ナトリウムのようなアルカリ
金属塩素酸塩である塩素酸塩供給溶液は、適正には１リ
ットル当たり約０．５モルから飽和までの濃度を持ち、
好ましくは１リットル当たり約３から約６モルであり、
最も好ましくは１リットル当たり約４．５から約５．５
モルである。好ましくは硫酸である無機酸の供給物は、
好ましくは約５０から約９６重量％濃度を持ち最も好ま
しくは約７５から約８５重量％である。塩素酸塩供給物
の不純物として常に存在する塩素を除いて、反応器へい
かなる実質的な量の塩素イオンも加えない事が好まし
い。好ましくは、通常約０．５未満、しばしば約０．０
５未満、好ましくは０．０２未満、最も好ましくは０．
０１重量％未満のＮａＣｌＯ3 中のＮａＣｌとして計算
したアルカリ金属塩化物を含有する特別に塩素を加えて
ない従来の金属塩素酸塩が用いられる。
【００２０】化学的効率が高い運転圧力により改良され
ることが見いだされた、とはいえ高すぎる圧力は二酸化
塩素の分圧が高くなりその結果安全の問題が起こるであ
ろう。適正には反応器での圧力は約１２５から約９００
mmHg（約１６．７から約１２０kPa ）、好ましくは約３
５０から約７６０mmHg（約４６．７から約１０１kP
a）、最も好ましくは約５００から約６５０mmHg（約６
６．７から約８６．７kPa）である。二酸化塩素の分圧
は反応器で生成された酸素および／または蒸気により更
に下げられる。通常必要でないが、空気のような不活性
ガスを供給する事もまた可能である。温度は好ましくは
約３０℃から反応混合物の沸点までで維持され、最も好
ましくは沸点近辺である。
ることが見いだされた、とはいえ高すぎる圧力は二酸化
塩素の分圧が高くなりその結果安全の問題が起こるであ
ろう。適正には反応器での圧力は約１２５から約９００
mmHg（約１６．７から約１２０kPa ）、好ましくは約３
５０から約７６０mmHg（約４６．７から約１０１kP
a）、最も好ましくは約５００から約６５０mmHg（約６
６．７から約８６．７kPa）である。二酸化塩素の分圧
は反応器で生成された酸素および／または蒸気により更
に下げられる。通常必要でないが、空気のような不活性
ガスを供給する事もまた可能である。温度は好ましくは
約３０℃から反応混合物の沸点までで維持され、最も好
ましくは沸点近辺である。
【００２１】反応物の混合の程度が効率に影響を与える
事が見いだされそして反応器の断面積方向の実質的な放
射状の濃度勾配を避けるため塩素酸塩の供給物は反応器
の入口で充分に均一に無機酸に分散されているのが好ま
しい。塩素酸塩供給物が無機酸へ分散される前に過酸化
水素と混合されることもまた好まれる。放射状の濃度勾
配を最小とするため内径が約２５から約２５０mm、好ま
しくは約７０から約１３０mmのチューブラー反応器を用
いると好ましい事が見いだされた。
事が見いだされそして反応器の断面積方向の実質的な放
射状の濃度勾配を避けるため塩素酸塩の供給物は反応器
の入口で充分に均一に無機酸に分散されているのが好ま
しい。塩素酸塩供給物が無機酸へ分散される前に過酸化
水素と混合されることもまた好まれる。放射状の濃度勾
配を最小とするため内径が約２５から約２５０mm、好ま
しくは約７０から約１３０mmのチューブラー反応器を用
いると好ましい事が見いだされた。
【００２２】非常に高い二塩化酸素製造速度、好ましく
は約０．２から約７kg/hr 、最も好ましくは約０．４５
から約４．５kg/hr を達成する事が可能であること、そ
して好ましくは約５０から約５００mmの長さを持ち、最
も好ましくは約１００から約３００mmの長さを持つ比較
的短いチューブラー反応器で塩素酸塩の高い転化の程度
を達成する事が可能であることが驚くことに見いだされ
た。長さと内径の比が約１２：１から約１：１、最も好
ましくは約３：１から約１．５：１を持つチューブラー
反応器を用いることか好ましいことも見いだされた。反
応器での適正な平均滞留時間は約１から約１００分で、
好ましくは約４から約４０分である。
は約０．２から約７kg/hr 、最も好ましくは約０．４５
から約４．５kg/hr を達成する事が可能であること、そ
して好ましくは約５０から約５００mmの長さを持ち、最
も好ましくは約１００から約３００mmの長さを持つ比較
的短いチューブラー反応器で塩素酸塩の高い転化の程度
を達成する事が可能であることが驚くことに見いだされ
た。長さと内径の比が約１２：１から約１：１、最も好
ましくは約３：１から約１．５：１を持つチューブラー
反応器を用いることか好ましいことも見いだされた。反
応器での適正な平均滞留時間は約１から約１００分で、
好ましくは約４から約４０分である。
【００２３】小規模な製造プラントは通常ただ一つのチ
ューブラー反応器からなるが、しかし例えば約１０まで
のチューブラー反応器を並列に、例えばチュ−ブの束と
して、いくつかの反応器を配置する事は可能である。本
発明はここで以下の実施例に関連して更に開示される
が、しかしながらこれが本発明の範囲を限定するものと
解釈してはならない。
ューブラー反応器からなるが、しかし例えば約１０まで
のチューブラー反応器を並列に、例えばチュ−ブの束と
して、いくつかの反応器を配置する事は可能である。本
発明はここで以下の実施例に関連して更に開示される
が、しかしながらこれが本発明の範囲を限定するものと
解釈してはならない。
【００２４】
【実施例】実施例１：
本発明に係る工程が内径１００mmであり長
さ３００mmのチューブラー反応器に５モルの塩素酸ナト
リウム水溶液を４５ml／分で、７８重量％硫酸を４６ml
／分でそして５０重量％の過酸化水素を１０ml／分で連
続的に供給して行われた。反応器は圧力６３０mmHg そ
して温度は５０℃で運転された。ＮａＣｌＯ3 に対する
Ｈ2Ｏ2 の異なったモル比で行われた試験は塩素酸塩転
化率が表１に現れるようにかなり影響を受けることを示
した。
さ３００mmのチューブラー反応器に５モルの塩素酸ナト
リウム水溶液を４５ml／分で、７８重量％硫酸を４６ml
／分でそして５０重量％の過酸化水素を１０ml／分で連
続的に供給して行われた。反応器は圧力６３０mmHg そ
して温度は５０℃で運転された。ＮａＣｌＯ3 に対する
Ｈ2Ｏ2 の異なったモル比で行われた試験は塩素酸塩転
化率が表１に現れるようにかなり影響を受けることを示
した。
【００２５】
【表１】
【００２６】実施例２：本工程は長さ３００mmの二つの
異なったチューブラー反応器で行われた。反応器の内径
はそれぞれ１００と１５０mmであった。反応器には連続
的に５モルの塩素酸ナトリウム水溶液、７８重量％の硫
酸および５０重量％の過酸化水素が連続的に供給され
た。反応器は６３０mmHg の圧力および６０℃の温度で
運転された。表２に示すように反応器のサイズが塩素酸
塩の転化率に影響を与えた事が見いだされた。
異なったチューブラー反応器で行われた。反応器の内径
はそれぞれ１００と１５０mmであった。反応器には連続
的に５モルの塩素酸ナトリウム水溶液、７８重量％の硫
酸および５０重量％の過酸化水素が連続的に供給され
た。反応器は６３０mmHg の圧力および６０℃の温度で
運転された。表２に示すように反応器のサイズが塩素酸
塩の転化率に影響を与えた事が見いだされた。
【００２７】
【表２】
【００２８】実施例３：本工程は内径１００mmで長さ３
００mmのチューブラー反応器に５モルの塩素酸ナトリウ
ム水溶液、７８重量％の硫酸、５０重量％の過酸化水素
を連続的に供給することにより行われた。反応器は圧力
６３０mmHg および温度６０℃で運転された。供給され
た硫酸の量は反応器での反応混合物の組成を変えるため
変化させた。結果は以下の表３に示される。
００mmのチューブラー反応器に５モルの塩素酸ナトリウ
ム水溶液、７８重量％の硫酸、５０重量％の過酸化水素
を連続的に供給することにより行われた。反応器は圧力
６３０mmHg および温度６０℃で運転された。供給され
た硫酸の量は反応器での反応混合物の組成を変えるため
変化させた。結果は以下の表３に示される。
【００２９】
【表３】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01B 11/02
Claims (16)
- 【請求項１】 チューブラー反応器で過酸化水素を還元
剤として塩素酸イオンを還元する事により連続的に二酸
化塩素を製造する方法であり、 （ａ）過酸化水素および金属塩素酸塩または塩素酸また
はこれらの混合物を反応混合物を形成するためチューブ
ラー反応器の一端から供給する段階、 （ｂ）該チューブラー反応器の中で反応混合物中の塩素
酸イオンを二酸化塩素を生成すべく還元する段階、およ
び （ｃ）二酸化塩素を含有する生成物を該チューブラー反
応器の他の一端で回収する段階を含み、チューブラー反
応器に供給されるＨ 2 Ｏ 2 ：ＣｌＯ 3 - のモル比が０．５：
１から２：１であることを特徴とする二酸化塩素の製造
方法。 - 【請求項２】 前記反応器における塩素酸塩の二酸化塩
素への転化率が７５から１００％である請求項１に記載
の製造方法。 - 【請求項３】 チューブラー反応器へ供給されるＨ
2Ｏ2：ＣｌＯ3 -のモル比が０．５：１から１：１である
請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項４】 段階（ａ）が金属塩素酸塩および無機酸
を供給する事を包含する請求項１〜３のいずれか一項に
記載の製造方法。 - 【請求項５】 段階（ａ）が７０から９６重量％の濃度
を有する硫酸をチューブラー反応器へ供給する事を包含
する請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。 - 【請求項６】 供給される硫酸が２０から５０℃の温度
である請求項５に記載の製造方法。 - 【請求項７】 製造されるＣｌＯ2 １kg当たりＨ2ＳＯ4
２から１０kgが供給される請求項５〜６のいずれか一
項に記載の製造方法。 - 【請求項８】 製造されるＣｌＯ2 １kg当たりＨ2ＳＯ4
３から５kgが供給される請求項７に記載の製造方法。 - 【請求項９】 段階（ｃ）の生成物から未反応の塩素酸
塩または無機酸を実質的に反応器へ再循環しない請求項
１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。 - 【請求項１０】 チューブラー反応器の内径が２５から
２５０mmである請求項１〜９のいずれか一項に記載の製
造方法。 - 【請求項１１】 チューブラー反応器が１２：１から
１：１の長さと内径の比を有する請求項１〜１０のいず
れか一項に記載の製造方法。 - 【請求項１２】 チューブラー反応器での圧力が１２５
から９００mmHg（１６．７から１２０kPa ）である請求
項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。 - 【請求項１３】 反応器の内部での反応混合物が０から
２モル／リットルの塩素酸イオンおよび３から１０モル
／リットルの硫酸を含有する請求項１〜１２のいずれか
一項に記載の製造方法。 - 【請求項１４】 反応器の内部で反応混合物が０から
０．１モル／リットルの塩素酸イオンを含有する請求項
１〜１３のいずれか一項に記載の製造方法。 - 【請求項１５】 チューブラー反応器で反応混合物が実
質的に濃度勾配なく運転される請求項１〜１４のいずれ
か一項に記載の製造方法。 - 【請求項１６】 反応器へ実質的な量の塩素イオンを加
えない請求項１〜１５のいずれか一項に記載の製造方
法。
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