PL34538B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy ulepszonego sposobu otrzy¬ mywania dwutlenku chloru przez dzialanie dwutlen¬ kiem siarki lub gazami zawierajacymi dwutlenek siarki na kwasny roztwór chloranu.Reakcja chemiczna dwutlenku siarki i chloranu zachodzaca w tym procesie moze byc przedstawiona: 2 MeClOs + S02^2 Cl 02 -f Mes S04 przy czym Me oznacza atom metalu.W reakcji tej dwutlenek siarki dziala redukuja- co na chlorany, tworzac dwutlenek chloru i siarczan metalu.W" praktyce zachodza jednak niepozadane reakcje i-boczne i wtedy chlorany sa redukowane do pod¬ chlorynów lub do wolnego chloru, np. wedlug naste¬ pujacej reakcji: 2 MeCIOa + 5 SO2 + 4 H2O - CU + Me*S04 -f 4 H2S0^ Te. uboczne reakcje zmniejszaja wydajnosc dwu¬ tlenku chloru i powoduja zwiekszenie zuzycia dwu-^ tlenku siarki. Otrzymany dwutlenek chloru jest jed¬ noczesnie zanieczyszczony chlorem. Dlatego tez jest rzecza bardzo wazna unikniecie ubocznych reakcji.Powstawanie tych ubocznych produktów w reakcji chloranu i dwutlenku siarki zalezy od stezenia chlo¬ ranu, stopnia zakwaszenia jego roztworu, tempera¬ tury, ilosci reagujacej mieszaniny gazów w jednost¬ ce czasu, zawartosci dwutlenku siarki i sposobu je¬ go \vprowadzania do roztworu reakcyjnego.Wynalazek jest oparty na znanym spostrzezeniu* ze wydajnosc dwutlenku chloru oraz jego szybkosc tworzenia sie wzrastaja ze wzrostem stezenia chlo¬ ranu.Wedlug dotychczas znanych sposobów wyzej omó¬ wiona reakcje prowadzi sie zmieniajac stezenie oraz kwasowosc roztworu chloranu nasyconego dwutlen¬ kiem siarki, przy czym korzystniej jest jezeli dwu¬ tlenek siarki jest rozcienczony gazem obojetnym do chwili zupelnego lub prawie zupelnego usuniecia chloranu z roztworu. W celu lepszej kontroli i wy¬ korzystania reagentów utworzone siarczany usuwa sie przez ochlodzenie roztworu reakcyjnego do od- \powiedniej temperatury. Siarczan metalu krystali¬ zuje przy tym, po czym Wytworzone krysztaly od¬ dziela sie. Do kwasnego roztworu wolnego od wie¬ kszej ilosci siarczanu metalu dodaje sie nowych ilosci chloranów, po czym roztwór uzywa sie do no¬ wej reakcji.Jako przyklad sposobów stosowanych uprzednio moze byc wskazany sposób otrzymywania dwutlen¬ ku chloru opisany w FIAT Final Report No 825 og¬ loszony przez H.M. Stationary Office, London. Wed¬ lug tego^ sposobu chloran sodu o poczatkowym ste¬ zeniu okolo 500 g na 1 1, w roztworze 7—8 N kwasu siarkowego, poddaje sie reakcji z mieszanina dwu¬ tlenku siarki i powietrza do calkowitego zuzycia chloranów. Reakcja ta odbywa sie w temperaturze 45-500C, w celu uniemozliwienia wykrystalizowania siarczanu sodu pod koniec reakcji, co mogloby spo¬ wodowac zaburzenia w pracy instalacji.W znanych sposobach, opisanych wyzej, stezenie chloranów spada stopniowo i osiaga bardzo niska "wartosc pod koniec reakcji. To wplywa niekorzystnie na wydajnosc dwutlenku chloru, która spada z po¬ stepem reakcji. Najkorzystniejsze wyniki osiaga sie jezeli poczatkowe stezenie reagujacego roztworu jest mozliwie jak najwyzsze i jezeli reakcje prowadzi sie sposobem przerywanym do chwili kiedy stezenie chloranów osiagnie wartosc dostatecznie niska, umozliwiajaca usuniecie siarczanów.Wecllug innego sposobu otrzymywania dwutlenku chloru, opisanego przez Dr. Inz. Johana Sevona w finskim czasopismie „Kemian Keskusliiton Jul- kaisuja" W, No. 7 (1945) stosuje sie jak najmniej¬ sza ilosc. cieczy w mieszaninie reakcyjnej i tylko taka ilosc, jaka jest potrzebna do tworzenia sie dwutlenku chloru. Mieszanina reakcyjna ma postac gestej pasty podczas calego procesu. W ten-spo¬ sób, w ciagu calego czasu trwania reakcji, utrzy¬ muje sie praktycznie duze stezenie chloranu. Ta pastowata mieszanina reakcyjna powinna byc ener¬ gicznie mieszana, aby stykala sie dokladnie z fa¬ za gazowa. To powoduje duze trudnosci w doborze materialu do wyrobu zbiornika reakcyjnego.Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania dwu¬ tlenku chloru przez dzialanie dwutlenkiem siarki lub dwutlenkiem siarki w mieszaninie z gazami obojetnymi na kwasny roztwór chloranu, np. chlo¬ ranu sodu* w odpowiednim naczyniu reakcyjnym. Ja¬ ko chloranu uzywa sie chloranów metali alkalicz¬ nych. Roztwór chloranu dokladnie nasyca sie naj¬ pierw siarczanem tego samego kationu co omawia¬ ny chloran tak, ze siarczan ten wykrystalizowuje juz podczas reakcji dwutlenku siarki i chloranu. Dal¬ sze ilosci chloranu dodaje sie do roztworu reakcyj¬ nego w miare jak zostaja one zuzyte podczas re¬ akcji z dwutlenkiem siarki tak, ze stezenie chlo¬ ranu w roztworze jest stale i przez to wydajnosc i szybkosc tworzenia sie dwutlenku chloru jest znaczna, przy czym jest on mniej zanieczyszczony chlorem. Korzystne jest to, ze prowadzenie / re¬ akcji odbywa sie w takich warunkach, ze krystali¬ zujacy siarczan jest jedyna stala faza w zbiorni¬ ku reakcyjnym. Roztwór reakcyjny powinien byc stale nasycony siarczanem. W zaleznosci od wa¬ runków istniejacych w roztworze reakcyjnym krys- talizuja tylko siarczany w postaci obojetnych lul) kwasnych soli z woda.krystalizacyjna lub bez niej.Krysztaly usuwa sie z roztworu w rózny sposób, np. przez osadzanie, filtrowanie lub odwirowa¬ nie.Sposób wedlug wynalazku stanowi wiec piosta i ekonomiczna metode ciaglego otrzymywania dwu¬ tlenku chloru. Na zalaczonych rysunkach przed¬ stawiono na fig. 1 schemat procesu, a na lig. 2 urzadzenie do prowadzenia procesu.Roztwór, reakcyjny na fig. 2 krazy stale przez zbiornik reakcyjny 1, oddzielacz soli 9 i zbiornik do rozpuszczania 11 w ustalonej kolejnosci. Dwutle¬ nek siarki, korzystniej w mieszaninie z obojetnym gazem, np. powietrzem lub azotem, wprowadza sie do roztworu reakcyjnego w zbiorniku 1. Korzyst¬ niej jest jesli roztwór reakcyjny jest bardzo ste¬ zonym roztworem chloranu, i jest zakwaszony moc¬ nym kwasem,- np. kwasem siarkowym. W zbiorni¬ ku do rozpuszczania chloran metalu uzupelnia sie taka jego iloscia jaka uprzednio zostala zuzyta.Zbiornik do rozpuszczania moze byc zaopatrzony w urzadzenie do ogrzewania co umozliwia utrzy¬ mywanie wyzszej temperatury niz w zbiorniku re¬ akcyjnym w celu zabezpieczenia siarczanu metalu przed wykrystalizowaniem. Ze zbiornika do roz¬ puszczania roztwór reakcyjny wrraca do zbiornika reakcyjnego, który jest zaopatrzony w urzadze¬ nie do ochladzania wracajacego roztworu do tem¬ peratury reakcji oraz w urzadzenie do odprowadza¬ nia ciepla reakcji.Zbiornik reakcyjny / posiada pojemnosc okolo 1100 litrów. Roztwór reakcyjny zawiera 3 mole (litr chloranu sodu, 4 mqle) litr kwasu siarkowego oraz siarczan sodu w ilosci wystarczajacej do na¬ sycenia roztworu w temperaturze 30°C. W zbiorniku reakcyjnym / znajduje sie rura cyrkulacyjna 2, któ¬ rej wysokosc wynosi do 4,5. m, a wewnetrza sredni¬ ca 225 mm. Rura ta jest otwarta z obydwu konców i jest wypelniona calkowicie roztworem- reakcyj¬ nym. Poprzez przewód 3, którego zakonczenie jest dziurkowane i które umieszczone jestx bezposrednio ponizej rury cyrkulacyjnej 2 wprowadza sie gazy spalinowe z pieca pirytowego, zawierajace 8-10% dwutlenku siarki, w ilosci odpowiadajacej 4,5 — 5 kg dwutlenku siarki/godzine. Banieczki gazu wzno- #sza sie w rurze cyrkulacyjnej 2 i powoduja kraze¬ nie plynu do góry wewnatrz rury i w dól na — 2 —zewnatrz rury. Utworzony dwutlenek chloru ucho¬ dzi przewodem 4 lacznie z obojetnym gazem. Tem¬ perature reakcji reguluje sie za pomoca wezowni- cy chlodniczej 5. Siarczan sodu krystalizujacy glównie w postaci Na2S04. NaHS04 lacznie z roz¬ tworem reakcyjnym przetlacza sie przewodem 7 i 8 "do oddzielacza soli, za pomoca pompy 6. W oddzie¬ laczu soli 9 krysztaly oddziela sie i usuwa po ewen¬ tualnym przemyciu. Z oddzielacza soli 9 roztwór re¬ akcyjny przechodzi przewodem 10 do zbiornika do rozpuszczania //. Manipulujac zaworem 8a i 12a roztwór reakcyjny z oddzielacza soli 9 mozna prze¬ prowadzic do zbiornika do rozpuszczania przewo¬ dem 12. W ten sposób krazenie jest utrzymywane stale, co uniemozliwia zatkanie sie przewodu.W zbiorniku do rozpuszczania 11 odbywa sie doda¬ wanie chloranu sodu ze zbiornika 13. W zbiorniku do rozpuszczania utrzymuje sie temperature- 40— 50°C za pomoca wezownicy 14. W celu mieszania roztworu wprowadza sie powietrze dziurkowanym przewodem 15 znajdujacym sie u dolu zbiornika do rozpuszczania. Powietrze wraz z mala iloscia dwutlenku chloru uchodzi przewodem 16 i 4. Ze zbiornika do rozpuszczania 11 roztwór reakcyjny przeplywa przewodem 17 z powrotem do zbiornika reakcyjnego 1. Wydajnosc dwutlenku chloru w sto¬ sunku do zuzytego chloranu sodu wynosi 90% PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania dwutlenku chloru przez dzialanie dwutlenkiem siarki lub dwutlenkiem siar- ki w mieszaninie z gazami obojetnymi na kwasny roztwór chloranu, znamienny tym, ze roztwór chlo¬ ranu nasyca sie siarczanem tego samego kationu co chloran, dzieki czemu tworzacy sie w reakcji siar¬ czan wykrystalizowuje, a w miare reagowania chloranu z dwutlenkiem siarki dodaje sie go do roztworu reakcyjnego tak, aby utrzymac stale jego stezenie. Mo Och D o m s j 6 A k t i e b o 1 a g Zastepca: inz. Leon SkarzensKi rzecznik patentowy Bltk nr 1 — 150 zam. 2658 — 25.9-51 T-3-12083Do opisu pantentowego nr 3453$ &9. / chloru Zbiornik i to l*txir-y **y dtofHOn ku te f Oddz*c/cn/e kry&zfafo*y\ ! * Zbiorn.k do rozpusz - ^ czsnis Rozpuszczanie ch/or&-\ nu snef<3/Ll \ __ metek* \ /v^ 2 PL