NO152645B - Fremgangsmaate for fremstilling av klordioksyd - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av klordioksyd Download PDFInfo
- Publication number
- NO152645B NO152645B NO781981A NO781981A NO152645B NO 152645 B NO152645 B NO 152645B NO 781981 A NO781981 A NO 781981A NO 781981 A NO781981 A NO 781981A NO 152645 B NO152645 B NO 152645B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sodium chloride
- chlorine dioxide
- chlorine
- reaction mixture
- hydrochloric acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 128
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 claims abstract description 64
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 33
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 116
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 58
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 43
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 43
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 38
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 38
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 29
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 10
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910001902 chlorine oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
- C01B11/02—Oxides of chlorine
- C01B11/022—Chlorine dioxide (ClO2)
- C01B11/023—Preparation from chlorites or chlorates
- C01B11/025—Preparation from chlorites or chlorates from chlorates without any other reaction reducing agent than chloride ions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
FREMGANGSMÅTE FOR FREMSTILLING AV KLORDIOKSYD.
Description
Fremgangsmåte for fremstilling av klordioksyd hvor saltsyre omsettes med natriumklorat fremstilt i en elektrolysecelle,
og reaksjonsblandingen resirkuleres til elektrolysecellen,
og det særegne med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at saltsyre og et overskudd på støkiometrisk basis av natriumklorat føres inn i en reaksjonssone for fremstilling av klordioksyd, saltsyren og natriumkloratet reageres i reaksjonssonen ved en temperatur på omtrent 65 til omtrent 80°C under et redusert trykk på omtrent 100 til omtrent 700 mm Hg for å danne et gassformet reaksjonsprodukt inneholdende klordioksyd og klor og slik at fremstilt natriumklorid utfelles til å danne en slurry-lignende resterende reaksjonsblanding inneholdende det utfelte natriumklorid, klordioksydet fjernes som det gassformede reaksjonsprodukt, samtidig uttrekkes den slurry-lignende resterende reaksjonsblanding inneholdende det utfelte natriumklorid kontinuerlig fra reaksjonssonen, vann tilføres til den således uttrukne resterende reaksjonsblanding for å oppløse natriumkloridet og danne en løsning inneholdende natriumklorid, luft eller en inert gass blåses gjennom opp-løsningen inneholdende natriumkloridet for å fjerne eventuelt resterende klordioksyd og klor fra løsningen, klordioksydet og kloret fjernet fra oppløsningen resirkuleres fra oppløsningen til reaksjonssonen gjennom en trykk-utjevningsledning, og opp-løsningen resirkuleres til elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat.
Disse og andre trekk ved oppfinnnelsen fremgår av patentkravene.
Oppfinnelsen muliggjør fremstilling av klordioksyd med enkelt utstyr og på lønnsom måte.
Kandisk patentskrift 782.574 omhandler en elektrolytisk prosess for fremstilling av klordioksyd ved å gå ut fra en vandig løsning av et metallklorid. På bakgrunn av det forhold at klordioksydgass i konsentret form er spontant eksplosiv må spesielle metoder og utstyr anvendes ved denne prosess for å nedsette faremomentene til et minimum som følge av det nevnte forhold. Det utstyr og den prosess som anvendes ved gjennom-føring av den prosess som er beskrevet i den nevnte kanadiske
patentskrift er derfor ganske kompliserte.
Klordioksyd fremstilles ofte ved å redusere et klorat, vanligvis natriumklorat. Kjente metoder for fremstilling av klordioksyd innebefatter reduksjon av kloratet med en sterk syre som f.eks. svovelsyre eller saltsyre i nærvær av et alkalimetallklorid.
Kanadisk patentskrift 461.586 omhandler en fremgangsmåte for fremstilling av klordioksyd fra saltsyre hvor klordioksyd-generatoren omfatter et flertall reaksjonsbeholdere anordet i serie. En flytende reaksjonsblanding inneholdende natriumklorat, saltsyre og natriumklorid føres inn i den øverste av et flertall reaktorer hvorfra oppløsningen faller i kaskader ved innvirkning av tyngdekraften gjennom de resterende reaktorer. Denne prosess for fremstilling av klordioksyd foretrekkes
ikke da det dreier seg om et flertall reaktorer og utstyrs-konstruksjonene og gjennomstrømmingen av reaksjonsblandingen blir således komplisert. Den mest effektive reduksjonsmetode går ut på bruk av saltsyre som et reduksjonsmiddel for kloratet og en enkel reaktor som også virker som en generator, evaporator og krystallisator,som omhandlet i kanadisk patent-skrift 969.735 (tilsvarende britisk patentskrift 1.347.740)
og U.S. patent-skrift 3.929.974.
Reduksjon av natriumklorat med saltsyre innebefatter følgende to reaksjoner (1) og (2) "
For å oppnå klordioksyd med god virkningsgrad er det ønskélig
å velge reaksjonsbetingelser som vil fremme reaksjonen (1) mens reaksjonen (2) hindres, f.eks. ved å anvende en passende katalysator eller ved å velge de forholdsvise mengder av;ut-gansmaterialene som tilføres reaktoren slik at reaksjon (1) hovedsakelig vil foregå.
Enkelte ganger, som beskrevet ovenfor, for effektiv utnyttelse av natriumklorid i den brukte reaksjonsløsning, tilføres gjen-vunnet natriumklorid som utgangsmaterial til en elektrolysecelle for fremstilling av natriumklorat.
F.eks. omhandler kanadisk patentskrift 825.084 en fremgangsmåte for fremstilling av klordioksyd og klor og fremstilling av et alkalimetallsalt i en enkelt beholder ved som utgangsmaterialer å utnytte et alkalimetallklorat, et alkalimetallklorid og en sterk syre i passende mengdeforhold for utvikling av klordioksyd og klor. Etter fjernelse av klordioksydet og kloret utviklet i reaksjonen sammen med vanndamp, må imidlertid reaksjonsblandingen i reaksjonsbeholderen holdes ved en tilstrekkelig høy temperatur til at vann fjernes fra reaksjonsblandingen for utkrystallisering av alkalimetallsaltet av den anvendte sterke Syre som så kari trekkes ut og gjennvinnes fra reaksjonsbeholderen som alkalimetallsaltet. Da et alkalimetallklorid ofte anvendes som material for elektrolytisk fremstilling av ut-gangs-alkalimetallkloratet, kan i fremgangsmåten i henhold til kanadisk patentskrift 825.084 bare hvis saltsyre anvendes som den sterke syre, resirkulering av alkali-metallkloridet til en elektrolysecelle for fremstilling av alkalimetallklorat kommme i betraktning, og videre kan alkalimetallkloridet resirkuleres til en elektrolysecelle for fremstilling av klordioksyd uten at dette medfører eksplosjonsfare uten fjernelse av rest-klordioksyd og klorgass fra alkalimetallsaltet gjennvunnet fra reaksjonssystemet, etter avdamping av vann fra dette.
Videre omhandler kandisk patentskrift 826.577 en fremgangsmåte
i likhet med fremgangsmåten i henhold til kanadisk patentskrift 825.084, med den unntagelse at svovelsyre anvendes som den sterke syre og natriumsulfat dannes som et reaksjonsprodukt.
Det dannede alkalimetallsalt, natriumsulfat, kan således ikke resirkuleres til en elektrolysecelle for fremstilling av natriumklorat for anvendelse Som et utgangsmaterial ved fremstilling av klordioksyd og klor.
Den metode som er omhandlet i kanadisk patentskrift 969.735 omfatter at saltsyre reageres med natriumklorat i en reaktor for å danne klordioksyd og klor, trykket i reaktoren reduseres på dette tidspunkt, vann avdampes ved en temperatur tilstrekkelig for utkrystallisering av natriumklorid, det trekkes ut en gassformet blanding av damp, klor og klordioksyd fra reaktoren under samtidig utvinning av det utfelte faste natriumklorid, det gjennvunnede natriumklorid elektrolyseres som en vandig løsning, og det resulterende natriumklorat føres til den ovennevnte reaktor.
Når den ovennevnte metode gjennomføres under betingelser som vil utfelle natriumklorid, trekkes den slurry-lignende resterende reaksjonsblanding inneholdende utfelt natriumklorid ut fra bunnen av reaktoren. Reaksjonsblandingen separeres i en løsning og det faste natriumklorid. Oppløsningen resirkuleres til reaksjonen, og i mellomtiden vaskes det faste natriumklorid med vann og oppløses på nytt og føres inn en elektrolysecelle for fremstilling av natriumklorat. Oppløsningen av natriumklorid elektrolyseres til å danne natriumklorat, og natriumkloratet føres inn i reaktoren.
Hvis den slurry-lignede restrende reaksjonsblanding inneholdende det utfelte natriumklorid føres kontinuerlig til elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat uten den separerende behandling, forblir den ureagerte saltsyre i den resterende reaksjonsblanding og pH i den resterende reaksjonsblanding blir på 3 til 4 eller lavere. Dette vil gjerne bevirke utvikling av klorgass under elektrolysen i elektrolysecellen, for fremstilling av natriumklorat. Videre kan, p.g.a. at klordioksydet og kloret tilstede i den resterende reaksjonsblanding strømmer inn i elektrolysecellen, kloret reagere med det hydrogen som utvikles i elektorlysecellen til å medføre eksplosjonsfare.
Av disse grunner krever den prosess som er beskrevet ovenfor et trinn for å separere den resterende reaksjonsblanding og et trinn for vasking forfornyet oppløsning av natriumkloridet, og prosess-trinnene blir derfor kompliserte. Ven den nevnte prosess er det videre anordnet et reservoar for den resterende reaksjonsblanding under reaktoren for å forhindre en tilstopping av ut-løpsrøret p.g.a. at uttrekkingen av den resterende reaksjonsblanding fra reaktoren gjennomføres periodevis, videre vil rektoren befinne seg ved et redusert trykk, og den resterende reaksjonsblanding som trekkes ut inneholder en slurry av natriumklorid. Da reaktoren følgelig må installeres i stor høyde over bakken får apparatet som et hele store dimensjoner.
U.S. patentskrift 3.929.974 omhandler fremgangsmåte for fremstilling av klordioksyd ved kontinuerlig tilførsel av en vandig løsning av et alkalimetallklorat og saltsyre inn i: en reaksjonssone hvor klordioksyd og klor dannes kontinuerlig ved reaksjon mellom alkalimetallkloratet og saltsyren. Under reaksjonen holdes reaksjonsblandingen ved kokepunktet for å avdampe vann fra reaksjonsblandingen til å danne en gassfase i reaksjonssonen bestående av en blanding av klordioksyd, klor og vanndamp som så fjernes fra reaksjonssonen. To utførelsesformer av prosessen omhandles, en hvor natriumklorid fremstilt i reaksjonen ikke felles ut, men fjernes som en flytende utstrømning kontinuerlig for å opprettholde væskenivået i reaksjonssonen konstant og en annen hvori fast natriumklorid fjernes som et bunnfall fra reaksjonssonen. I den første utførelsesform hvori et flytende med-ium inneholdende natriumkloridet fjernes, ifinéhbldér dette også oppløst deri klordioksyd og klor som ikke strippes i reaksjonsbeholderen, og p.g.a. nærværet av disse materialer foregår en rekke bireaksjoner, hvorav enkelte er spesielt farlige når store mengder av hydrogen blandes med klordioksydet og klor og som reduserer virkningsgraden for den elektrolysecelle som anvendes for omdannelse av natriumklorid til natriumklorat. I den annen utførelsesform, hvor fast natriumklorid fjernes fra reaksjonssonen, blir dette kontinuerlig oppløst i vann og deretter inn-ført i en elektrolysecelle for fremstilling av klorat hvor salt-et omdannes til natriumklorat og hydrogen. Uheldigvis, i likhet med situasjonen i henhold til kanadisk patentskrift 969.735, vil denne blanding som inneholder fast natriumklorid fjernet fra reaksjonssonen også inneholde klordioksyd og klor, som når de føres inn i en elektrolysecelle, kan føre til at kloret reagerer med hydrogen utviklet i elektrolysecellen til å gi eksplosjonsfare.
Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å løse de ovenfor beskrevne problemer og fremstille klordioksyd fordelaktig både ut fra det utstyr som anvendes og den oppnådde lønn-somhet uten behov for en komplisert prosess i stor målestokk.
Fordelaktig omfatter prossesen at det resterende klordioksyd
og klor som fjernes ved blåsing av luft eller en inert gass gjennom oppløsningen inneholdende natriumkloridet føres inn i reaksjonssonen for fremstilling av klordioksyd.
Oppfinnelsen vil bli ytterligere beskrevet under henvisning til flytskjemaet i den vedføyde tegning.
Ved den foreliggende oppfinnelse reageres saltsyre med et overskudd av natriumklorat, saltsyren blir nesten fullstendig for-brukt ved reaksjonen, og mengden av saltsyre inneholdt i opp-løsningen inneholdende natriumklorid dannet ved tilsetning av vann til den uttrukne resterende reaksjonsblanding er liten, f.eks. omtrent 5 g/l eller mindre, mer vanligvis 0,5 g/l eller mindre.
Som et resultat holdes pH i løsningen inneholdende natriumklorid dannet ved å tilsette vann til den uttrukne resterende reaksjonsblanding på omtrent 3 til 4 eller mer, og klorgass utvikles ikke når oppløsningen inneholdende natriumklorid som dannes ved tilsetning av vann til den uttrukne resterende reaksjonsblanding elektrolyseres i elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat. Videre blåses luft eller en inert gass gjennom løsningen inneholdende natriumklorid dannet ved tilsetning av vann til den uttrukne resterende reaksjonsblanding fra reaktoren for fremstilling av klordioksyd for å fjerne klordioksydgass og klorgass oppløst i denne løsning, og resten føres inn i elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat. Av denne grunn blir det ingen fare for at det opptrer eksplosjon som skyldes en reaksjon mellom den klorgass som er utviklet i elektrolysecellen og klorgass som strømmer inn i elektrolysecellen og hydrogengass. Trinnet med å separere det faste natriumklorid fra oppløsningen inneholdende natriumklorid dannet ved å tilsette vann til den uttrukne resterende reaksjonsblanding som var nødvendig ved tidligere kjent teknikk kreves således ikke ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Oppfinnelsen beskrives mer detaljert ved henvisning til figuren som viser en reaktor 1 for fremstilling av klordioksyd. Saltsyre og natriumklorat som utgangsmaterialer og som vandige løs-ninger innføres separat i reaktoren, idet natriumkloratet inn-føres i en overskuddsmengde, f.eks. i et mol-forhold mellom saltsyre og natriumklorat vanligvis på fra 0,3 : 1 til 2.: 1, foretrukket fra 0,5 : 1 til 1 : 1, og omsettes i reaktoren.
En passende konsentrajson av saltsyre som kan anvendes er 200 til 400 g/l, foretrukket omtrent 350 g/l og en passende konsentrasjon av natriumklorat som kan anvendes er 300 til 600 g/l, foretrukket 450 til 550 g/l. Den vandige saltsyreløsning til-føres vanligvis ved romtemperatur (omtrent 20 - 30°C) og den vandige natriumkloratløsning tilføres vanligvis ved temperatur på fra 60 til 90°C. Reaktoren holdes ved redusert trykk, og vann avdampes ved en temperatur tilstrekkelig til å felle natriumklorid som et fast salt, ved en temperatur på omtrent 65 - 80°C i reaktoren. Det resulterende klordioksyd. og.klor oppnås under anvendelse av damp som bærer. Denne enkeltreaktor har således funksjonen av en generator, en evaporator og en krystall-isator, og er av den type som omhandles i f.eks. kanadisk patent-skrift 825.084.
I en elektrolysecelle 2 for fremstilling av natriumklorat elektrolyseres en vandig løsning av natriumklorid, og den resulterende vandige løsning av natriumklorat føres inn i en beholder 3. Beskrivelser av elektrolyseceller som kan anvendes er angitt i U.S. patentskrift 3.350.286.. En passende elektrolysecelle-spenning er 3 til 5V, en passende strømtetthet er 5 til 20 A/dm 2 og en passende temperatur for elektrolysen er omtrent 45°C eller mer opp til kokepunktet for elektrolytten, foretrukket 60 - 80°C. En passende konsentrasjon av den vandige natriumkloridløsning i elektrolysen er omtrent 50 g/l eller mer, foretrukket 100 til 300 g/l, og konsentrasjonen av natriumklorat ved utløpet av elektrolysecellen etter kontinuerlig drift (dvs. sirkulering av natriumklorat) er vanligvis 300 til 600 g/l.
Den vandige løsning av natriumklorat føres så fra beholderen 3 til reaktoren i. i mellomtiden føres saltsyre fra beholderen 4 inn i reaktoren 1.
Det er viktig at den mengde natriumklorat som tilføres er i overskudd utover den støkiometriske mengde for reaksjon mellom natriumkloratet og saltsyre for å tillate i det vesentlige fullstendig forbruk av saltsyren ved reaksjonen.
Ønskelig omsettes natriumklorat og saltsyre mens reaktoren 11 holdes ved et redusert trykk på fordelaktig 100 til 700 mmHg, foretrukket 100 til 300 mmHg, ved 65 - 80°c som er koketempe-raturen for oppløsningen ved dette trykk. Disse betingelser bestemmes p.g.a. at det foretrekkes å holde reaksjonssystemet ved redusert trykk slik at utviklig av en damp fremmes og bevirker at den .kjemiske likevekt i reaksjonen for utvikling av klordioksyd går i retning mot uvikling av klordioksyd, og det er nødvendig å gjennomføre reaksjonen ved en temperatur under den temperatur (omtrent 85°C) hvor klordioksydet i vesentlig grad spaltes. En katalysator er ikke nødvendig for denne reaksjon, men hvis det anvendes sølvion, menganion, kromion b.l. anvendes disse fordelaktig i form av fine pulvere. Betingelsene med en høy temperatur (65 - 80°C) og et redusert trykk (100 til 700 mmHg, foretrukket 100 til 300 mmHg) som beskrevet ovenfor og anvendt i dette trinn bevirker også utfelling av natriumklorid.
Det resulterende klordioksyd og klor trekkes ut som et gassformet produkt 5 sammen med dampen. Selv om det ofte ikke,er nødvendig å separere klordioksydet fra blandingen av klordioksyd og klorgass oppnådd ved den foreliggende fremgangsmåte, kan klordioksydet og klorgassen om ønsket separeres fra hverandre. En passende separasjonsmetode går ut på å passere den gassformede blanding gjennom kaldt vann (f.eks. ved omtrent 5°C eller mindre) hvorved klordioksyd oppløses i det kalde vann, men klorgassen oppløses ikke i det kalde vann.
Den resterendereaksjonsblanding inneholdende utfelt fast natriumklorid, oppløst natriumklorid, ureagert natriumklorat, ureagert saltsyre og oppløst klordioksyd og klor trekkes ut fra reaktoren 1 gjennom innløpsrøret til en varmekjele av termosifong-typen under reaktoren 1 mens væskenivået i reaktoren 1 holdes konstant. En del av den resterende reaksjonsblanding oppvarmes ved hjelp
av kjelen 6 og resirkuleres så til reaktoren mens resten av den resterende reaksjonsblanding sirkuleres til elektrolysecellen 2 etter å ha vært underkastet behandling med vann og gass.
Da saltsyre forbrukes nesten fullstendig ved reaksjonen og er tilstede i den resterende reaksjonsblanding som beskrevet tidligere bare i en meget liten mengde, holdes pH i den resterende reaksjonsblanding på 3 til 4 eller høyere. Vann 10 som er opp-varmet, f.eks. til en temperatur på 50 - 80°C, foretrukket 70 - 7 5°C ved hjelp av en varmeveksler 9, føres kontinuerlig inn i den resterende reaksjonsblanding trukket ut fra reaktoren 1 for å oppløse det faste natriumklorid. Deretter føres denne blanding inn i en tank 7 som holdes ved det samme reduserte trykk som reaktoren gjennom., en utjevningsledning 11 (et.ventilert rør for å bevirke at trykket blir likt) og omrøres for å oppløse det faste natriumklorid og danne en løsning inneholdende natriumklorid. Samtidig fjernes den oppløste klordioksydgass og klorgass ved hjelp av luft 12 hvorfra olje er fjernet eller ved hjelp av en inert gass (f.eks. nitrogengass) og som blåses gjennom bunnen av tanken 7.
Klordioksyd og klor som fjernes resirkuleres til reaktoren 1 gjennom utjevningsledningen 11 og anvendes effektivt og for-urensning ved klordioksydet og kloret forhindres.
Tanken 7 holdes foretrukket ved en temperatur over et visst
punkt for å lette fjernelsen av de oppløste gasser i oppløsningen inneholdende natriumklorid og oppløsingen av det utfelte salt F.eks. kan gode resultater oppnås ved å drive reaktoren 1 ved
100 til 700 mmHg, foretrukket ved 100 til 300 mmHg, og ved 65 - 80°C, idet temperaturen av det varme vann som føres til den uttrukne resterende reaksjonsblanding innstilles til 55 - 70°C,
idet tanken 7 drives ved 50 - 65°C.
Den natriumkloridholdige oppløsning som resulterer fra den ovenfor beskrevne fremgangsmåte og som vanligvis vil inneholde maksi-malt 100 ppm av én blanding av klorgass og klordioksyd føres inn ■
1 en beholder 8 hvorfra den resirkuleres til en elektrolysecelle
2 for fremstilling av natriumklorat.
Da ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen saltsyre og natriumklorat omsettes med natriumklorat tilstede i en overskudds-mengde for å tillate omtrent fullstendig forbruk av saltsyren i reaksjonen, kan pH i oppløsningen inneholdende natriumklorid som skal resirkuleres til elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat holdes ved pH 3 til 4 eller høyere. Følgelig er sannsynligheten for klorgassutvikling ved elektro-lyse i elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat ned-satt i vesentlig grad.
Da ved den foreliggende oppfinnelse klordioksyd og klor i den oppløsning som inneholder natriumklorid fjernes ved å blåse luft eller en inert gass gjennom oppløsningen, strømmer ikke gasser inn i elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat selv om fast salt i oppløsningen ikke fraskilles og vaskes. Der er følgelig ingen fare for eksplosjon p.g.a. reaksjon mellom hydrogen og klor i elektrolysecellen.
Den foreliggende oppfinnelse krever ikke trinnene med separering
og vasking av det faste natriumklorid i den resterende reaksjonsblanding som ved den tidligere kjente teknikk, og utstyr nødvendig for disse trinn kan derfor utelates. Det er også unødvendig å anordne innretninger for periodevis uttrekking av den resterende reaksjonsblanding og separering av det faste natriumklorid i en posisjon under reaktoren. Prosessen som et hele kan følgelig forenkles og apparatdimensjonene blir små, og uttrekningen av den resterende reaksjonsblanding og tilførselen av oppløsningen inneholdende natriumklorid til elektrolyse-
cellen for fremstilling av natriumklorat kan gjennomføres kontinuerlig .
I tillegg kan natriumklorid, klordioksyd og klor i oppløsningen inneholdende natriumklorid effektivt anvendes ved fremstillingen av klordioksyd.
Klordioksyd fremstilt ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan anvendes for bleking av cellulose og for andre formål.
Det følgende eksempel gis for å illustrere oppfinnelsen i større detalj og med mindre annet er angitt er alle prosentangivelser, mengdeforhold og lignende på vektbasis.
EKSEMPEL.
Klordioksyd ble fremstilt under de følgende betingelser under anvendelse av en titansylinder (innvendig diameter 200 mm og høyde 1000 mm) som en klordioksydutviklende reaktor 1, en elektrolysecelle (bipolar elektrodetype, 65 Amp.) som en natriumklorat-fremstillendeelektrolysecelle 2, en vannejektor fremstilt av titan, og en varmeveksler av dobbeltrør-typen med innvendig titanrør som en varmeveksler 9. (1) Elektrolysebetingelser i elektrolysecellen 2 for fremstilling av natriumklorat:
Elektrolysecelle: bipolarelektrodetype, 65 Amp.
(2) Betingelser for fremstilling av klordioksyd i reaktoren 1:
Vandig saltsyreløsning tilført til reaktoren 1.
Vandig løsning av natriumklorat tilført til reaktoren 1. (3) Betingelser for behandling av resterende reaksjonsblanding:
Resterende reaksjonsblanding.
Varmt vann tilført til resterende reaksionsblandina.
Luft blåst inn i den natriumklorid-holdiae blandina.
Strømningshastighet: 200 liter/time
Behandlet natriumklorid-holdig blanding tilført i elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat.
Claims (4)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av klordioksyd hvor saltsyre omsettes med natriumklorat fremstilt i en elektrolysecelle, og reaksjonsblandingen resirkuleres til elektrolysecellen,
karakterisert ved at
(1) saltsyre og et overskudd på støkiometrisk basis av natriumklorat føres inn i en reaksjonssone for fremstilling av klordioksyd,
(2) saltsyren og natriumkloratet reageres i reaksjonssonen ved en temperatur på omtrent 65 til omtrent 80°C under et redusert trykk på omtrent 100 til omtrent 700 mm Hg for å danne et gassformet reaksjonsprodukt inneholdende klordioksyd og klor og slik at fremstilt natriumklorid utfelles til å danne en slurry-lignende resterende reaksjonsblanding inneholdende det utfelte natriumklorid,
(3) klordioksyd fjernes kontinuerlig som det gassformede reaksj onsprodukt,
(4) samtidig uttrekkes den slurry-lignende resterende reaksjonsblanding inneholdende det utfelte natriumklorid kontinuerlig fra reaksjonssonen,
(5) vann tilføres til den således uttrukne resterende reaksjonsblanding for å oppløse natriumkloridet og danne en løsning inneholdende natriumklorid,
(6) luft eller en inert gass blåses gjennom oppløsningen inneholdende natriumkloridet for å fjerne eventuelt resterende klordioksyd og klor fra løsningen,
(7) klordioksydet og kloret fjernet fra oppløsningen resirkuleres fra oppløsningen til reakjsonssonen gjennom en trykkutjevningsledning, og
(8) oppløsningen resirkuleres til elektrolysecellen for fremstilling av natriumklorat.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at saltsyre og natriumklorat tilføres i mol-forhoLd. på fra 0,3 : 1" til 2:1.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at saltsyren og natriumkloratet tilføres som vandige løsninger med en konsentrasjon på henholdsvis 200 til 400 g/l og 300 til 600 g/l.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at vann tilført til den uttrukne resterende reaksjonsblanding for å oppløse natriumkloridet, holdes på en temperatur på 55 - 70°C.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52066607A JPS5951481B2 (ja) | 1977-06-08 | 1977-06-08 | 二酸化塩素の製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO781981L NO781981L (no) | 1978-12-11 |
| NO152645B true NO152645B (no) | 1985-07-22 |
| NO152645C NO152645C (no) | 1985-10-30 |
Family
ID=13320749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO781981A NO152645C (no) | 1977-06-08 | 1978-06-06 | Fremgangsmaate for fremstilling av klordioksyd. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4176168A (no) |
| JP (1) | JPS5951481B2 (no) |
| AR (1) | AR215183A1 (no) |
| AT (1) | AT377741B (no) |
| BR (1) | BR7803575A (no) |
| CA (1) | CA1105877A (no) |
| DE (1) | DE2824325C3 (no) |
| DK (1) | DK253178A (no) |
| FI (1) | FI66580C (no) |
| FR (1) | FR2393761A1 (no) |
| GB (1) | GB1587610A (no) |
| NO (1) | NO152645C (no) |
| SE (1) | SE441594B (no) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917132A1 (de) * | 1979-04-27 | 1980-11-06 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur herstellung von chlordioxid |
| FR2498585A1 (fr) | 1981-01-27 | 1982-07-30 | Ugine Kuhlmann | Procede de generation de dioxyde de chlore |
| DE3128817A1 (de) * | 1981-07-21 | 1983-02-10 | Dipl.-Ing. Hanns Fröhler KG, 8023 Pullach | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von chlordioxid |
| CA1324976C (en) * | 1988-07-26 | 1993-12-07 | Zbigniew Twardowski | Combined process for production of chlorine dioxide and sodium hydroxide |
| US5324497A (en) * | 1992-02-26 | 1994-06-28 | Westerlund G Oscar | Integrated procedure for high yield production of chlorine dioxide and apparatus used therefor |
| CA2333247C (en) * | 2000-02-01 | 2010-07-20 | Sterling Canada, Inc. | A method of improving yield of chlorine dioxide generation processes |
| US6511644B1 (en) | 2000-08-28 | 2003-01-28 | The Chemithon Corporation | Method for removing contaminants in reactors |
| CN104261350B (zh) * | 2014-09-24 | 2016-02-17 | 广西大学 | 一种不产生固形物的二氧化氯制备方法 |
| EP3438043A4 (en) * | 2016-03-31 | 2019-12-18 | Honbusankei Co., Ltd. | PROCESS FOR THE PREPARATION OF CHLORUS ACID WATER USING A RAW MATERIAL OBTAINED BY SALT ELECTROLYSIS |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2484402A (en) * | 1946-01-04 | 1949-10-11 | Brown Co | Process for producing chlorine dioxide |
| GB672047A (en) * | 1948-10-01 | 1952-05-14 | Edelbert Kesting | Improvements in the manufacture of chlorine dioxide |
| US3864456A (en) * | 1964-08-13 | 1975-02-04 | Electric Reduction Co | Manufacture of chlorine dioxide, chlorine and anhydrous sodium sulphate |
| US3524728A (en) * | 1966-10-05 | 1970-08-18 | Chemech Eng Ltd | Closed cycle system for the generation of chlorine dioxide |
| FR2163818A5 (no) * | 1970-06-10 | 1973-07-27 | Electric Reduction Cy Ca |
-
1977
- 1977-06-08 JP JP52066607A patent/JPS5951481B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-05-24 GB GB22147/78A patent/GB1587610A/en not_active Expired
- 1978-06-01 US US05/911,548 patent/US4176168A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-06-02 DE DE2824325A patent/DE2824325C3/de not_active Expired
- 1978-06-02 CA CA304,720A patent/CA1105877A/en not_active Expired
- 1978-06-05 BR BR787803575A patent/BR7803575A/pt unknown
- 1978-06-06 NO NO781981A patent/NO152645C/no unknown
- 1978-06-06 AT AT0409678A patent/AT377741B/de not_active IP Right Cessation
- 1978-06-07 DK DK253178A patent/DK253178A/da not_active Application Discontinuation
- 1978-06-07 FI FI781819A patent/FI66580C/fi not_active IP Right Cessation
- 1978-06-07 SE SE7806663A patent/SE441594B/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-06-07 AR AR272472A patent/AR215183A1/es active
- 1978-06-08 FR FR787817196A patent/FR2393761A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE441594B (sv) | 1985-10-21 |
| AR215183A1 (es) | 1979-09-14 |
| GB1587610A (en) | 1981-04-08 |
| FI781819A (fi) | 1978-12-09 |
| ATA409678A (de) | 1984-09-15 |
| FI66580C (fi) | 1984-11-12 |
| AT377741B (de) | 1985-04-25 |
| DE2824325A1 (de) | 1978-12-14 |
| CA1105877A (en) | 1981-07-28 |
| NO781981L (no) | 1978-12-11 |
| DK253178A (da) | 1978-12-09 |
| DE2824325C3 (de) | 1981-04-23 |
| FR2393761B1 (no) | 1982-09-10 |
| JPS542296A (en) | 1979-01-09 |
| SE7806663L (sv) | 1978-12-09 |
| BR7803575A (pt) | 1979-01-16 |
| JPS5951481B2 (ja) | 1984-12-14 |
| NO152645C (no) | 1985-10-30 |
| US4176168A (en) | 1979-11-27 |
| DE2824325B2 (no) | 1980-07-10 |
| FI66580B (fi) | 1984-07-31 |
| FR2393761A1 (fr) | 1979-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3864456A (en) | Manufacture of chlorine dioxide, chlorine and anhydrous sodium sulphate | |
| EP0498484B1 (en) | Process for electrolytic production of alkali metal chlorate and auxiliary chemicals | |
| NO314798B1 (no) | Fremgangsmåte ved kontinuerlig fremstilling av klordioksyd | |
| NO121721B (no) | ||
| US5324497A (en) | Integrated procedure for high yield production of chlorine dioxide and apparatus used therefor | |
| US4747917A (en) | Scale-free process for purifying concentrated alkali metal halide brines containing sulfate ions as an impurity | |
| NO152645B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av klordioksyd | |
| US3920801A (en) | Method of producing chlorine dioxide from hydrogen chloride | |
| US4481088A (en) | Removal of chlorate from electrolyte cell brine | |
| US3929974A (en) | Production of chlorine dioxide | |
| US3347628A (en) | Production of chlorine dioxide | |
| US3455797A (en) | Procedure for the preparation of olefin oxides | |
| US4137296A (en) | Production of chlorine dioxide | |
| NO311530B1 (no) | Fremgangsmåte ved elektrolytisk fremstilling av alkalimetallklorat | |
| US3883406A (en) | Process for recovering electrolytically produced alkali metal chlorates | |
| NO303573B1 (no) | FremgangsmÕte for fjerning av vesentlig kromfritt sulfat fra en kromat- og sulfatholdig vandig alkalimetallkloratoppl°sning, samt kontinuerlig fremgangsmÕte for fremstilling av alkalimetallklorat | |
| JP5629776B2 (ja) | 二酸化塩素を製造する方法 | |
| FI71290C (fi) | Foerfarande och anordning foer kontinuerlig framstaellning av klordioxid | |
| NO166931B (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av klordioksyd. | |
| US20190023569A1 (en) | High strength, low salt hypochlorite production | |
| FI86562B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av alkalimetallklorat. | |
| JPS60116635A (ja) | エチレンおよび塩素ガスから１，２‐ジクロルエタンを製造する方法 | |
| NO116964B (no) | ||
| CA1049950A (en) | Integrated system for the production of chlorine dioxide | |
| EP0131378A1 (en) | Process for the production of chlorine dioxide |