RO113313B1

RO113313B1 - Procedeu de descompunere catalitica a hipocloritului

Info

Publication number: RO113313B1
Application number: RO93-01319A
Authority: RO
Inventors: Carlin Maoliosa
Original assignee: Ici Plc
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1998-06-30
Also published as: DK0580636T3; ZA922554B; WO1992018235A1; EP0580636A1; CA2106089C; NO300118B1; BR9205816A; KR100199466B1; AU1446692A; CA2106089A1; AU647606B2; NO933621L; NO933621D0; FI934442A7; DE69210995T2; EP0580636B1; GB9107404D0; FI934442L; JPH06506658A; PL171207B1

Description

Invenția se referă la un procedeu de descompunere catalitică a ionilor de hipoclorit.

Este cunoscut, de exemplu, din brevetul US 3965249 că ionii de hipoclorit conținuți într-un curent apos pot fi descompuși catalitic folosind un catalizator nedepus pe suport, care este purtat de curentul apos, în timpul curgerii acestuia într-un vas cu deflector. în timpul procesului oxigenul gazos este degajat ca produs de descompunere cu producerea concomitentă a ionilor de clorură. Se arată că alternează curentul apos între o curgere ascendentă și descendentă, și anume între curgerea în echicurent și în contracurent față de oxigenul produs, pe tot parcursul trecerii sale prin vasul cu deflector.

în mod similar, este descris un proces în Cererea de Brevet copendintă GB 2236692 A, (publicată la 17 aprilie 1991) pentru descompunerea catalitică a peroxidului de hidrogen, sau a ionilor de hipoclorit, prin contactul cu un catalizator sub formă de particule dispus într-un număr de volume de reacție conectate în serie. Curentul de lichid ce conține peroxidul de hidrogen, sau ionii de hipoclorit, contactează catalizatorul sub formă de particule în curgere alternativă ascendentă și descendentă.

Brevetul (Kokai) japonez 62176592 prezintă un proces pentru descompunerea catalitică a ionilor de hipoclorit, în care un curent de lichid ce conține astfel de ioni intră în contact în curgere verticală ascendentă cu un singur strat de catalizator sub formă de particule.

S-a găsit că descompunerea catalitică a ionilor de hipoclorit utilizând un catalizator sub formă de particule poate fi realizată mai eficient dacă curentul conținând ioni de hipoclorit este în curgere descendentă, adică în contracurent cu oxigenul degajat.

în acord cu acestea, invenția realizează un procedeu de descompunere catalitică a hipocloritului cuprinzând contactarea curentului de lichid conținând ioni de hipoclorit cu un catalizator sub formă de particule capabil să descompună ionii de hipoclorit, prin aceasta degajându-se oxigen gazos, în care catalizatorul sub formă de particule este dispus în cel puțin două straturi conectate în serie și curentul lichid este substanțial în contracurent cu oxigenul gazos în timp ce ionii de hipoclorit sunt descompuși în fiecare din cele cel puțin două straturi conectate în serie.

Prezenta invenție este în special eficientă pentru concentrații ale ionilor de hipoclorit în curentul de lichid, exprimate în gî¹ hipoclorit de sodiu de cel puțin 20, de exemplu 20 până la 250 și în special între 20 și 150. Cu toate acestea, prezenta invențiă poate fi utilizată și în cazul unor concentrații de ioni de hipoclorit mai mici de 20, de exemplu de la 10 la 20, sau chiar la concentrații scăzute egale cu 1 gî¹.

Condițiile de reacție, cum ar fi viteza spațială a lichidului (LHSV), temperatura și presiunea sunt în mod uzual alese astfel încât să producă creșterea la maximum a descompunerii ionilor de hipoclorit. Valorile tipice pentru acești parametri sunt : LHSV de la 0,1 la 10, 0,1 la 5 h'¹, o temperatură de la 10 la 90°C și presiune atmosferică, sau o presiune ușor mai ridicată decât presiunea atmosferică.

Forma fizică specifică a catalizatorului sub formă de particule nu este decisivă pentru aplicarea prezentei invenții, astfel catalizatorul sub formă de particule poate fi de forma unor pelete, tablete sau granule. Un catalizator sub formă de particule deosebit de avantajos care poate fi utilizat este cel descris în EP 0397342 A, publicat la 14 noiembrie 1990.

Catalizatorul sub formă de particule este de preferință dispus într-un număr de volume de reacție conectate în serie (succesiv), așa cum se arată în GB 2236692 A, cu excepția faptului că circulația curentului conținând ioni de hipoclorit prin fiecare volum de reacție este în contracurent cu oxigenul degajat. Transferul curentului conținând ioni de hipoclorit între volumele de reacție sucRO 113313 Bl cesive poate fi efectuat prin oricare mijloace convenabile. Atunci când volumele de reacție sunt aranjate în cascadă și circulația curentului conținând ioni de tip hipoclorit prin volumele de reacție este 5 gravitațională, atunci volumele de reacție pot fi conectate folosind elemente de ridicare fără catalizator în care nu se produce nici o descompunere a ionilor de hipoclorit. 10

Invenția este în continuare ilustrată prin următoarele exemple de realizare în legătură cu figura care este o prezentare schematică a reactorului în care poate fi realizată prezenta invenție. 15 Figura 1 prezintă un reactor 1 cuprinzând un orificiu de admisie 2 prin care curentul conținând ioni de hipoclorit intră în reactorul 1, un orificiu de evacuare 3 prin care curentul de efluent 20 fără ioni de hipoclorit este descărcat și o evacuare de gaz 4 prin care este descărcat oxigenul degajat. în interiorul reactorului 1 sunt conținute un număr de volume de reacție 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 25 5f, fiecare volum de reacție conținând un strat de catalizator sub formă de particule cu care ionul hipoclorit conținut în curent vine în contact în timpul trecerii acestuia prin reactorul 1. Curentul cu 30 hipoclorit este direcționat între volumele succesive de reacție prin intermediul unor elemente înălțate vertical 6a; 6b; Gc; Gd; Geîn interiorul cărora nu se găsește nici o particulă de catalizator. 35 într-o variantă a reactorului descris mai sus, reactorul poate conține alte volume de reacție în aval de cele în care curentul conținând ioni de hipoclorit este în curgere în contracurent cu oxi- 40 genul dezvoltat. Deoarece curentul con ținând ioni de hipoclorit are o concentrație scăzută de ioni hipoclorit, când vine în contact cu catalizatorul sub formă de particule din celelalte volume de reacție, curentul conținând ioni de hipoclorit poate fi oricum în curgere în echicurent sau contracurent cu oxigenul dezvoltat.

Un reactor cuprinzând 5 volume de reacție aranjate în mod secvențial, a fost utilizat pentru a evalua efectul relativ al circulației ascendente și descendente a lichidului asupra ratei la care ionii de hipoclorit pot fi descompuși. Volumele de reacție au fost configurate astfel încât să fie circulație alternativă ascendentă și descendentă prin volumele de reacție succesive, astfel încât primul volum de reacție să primească un'curent ascendent cu ioni de hipoclorit.

Fiecare volum de reacție conține suficient catalizator sub formă de particule pentru a obține viteza spațială orară a lichidului (LHSV). Catalizatorul sub formă de particule utilizat a fost cel descris ca Extrudat A în EP 0397342 A publicat și având un diametru de aproximativ 3 mm.

Au fost luate probe de curent conținând ioni de hipoclorit de la admisia și evacuarea fiecărui volum de reacție și astfel au fost determinate concentrațiile de hipoclorit de sodiu de la admisie și evacuare.

Eficiența fiecărui volum de reacție a fost măsurată prin calcularea constantei ratei de ordinul întâi derivabilă din LHSV, și concentrațiile de hipoclorit de sodiu la admisie și evacuare pentru fiecare volum de reacție.

Rezultatele sunt prezentate în tabelul următor:

LHSV	Admisie Admisie Tem. Conc.	Constanta ratei de ordinul întâi pentru volumul de reacție (h'¹)
(h-¹) (°C)	1* 2		3*	4	5*
0,256	31,2	96,9		1,93	5,60	0,68	1,66	1,31
0,479	31,6	88,6		3,75	10,57	1,44	4,74	1,76
0,547	32,0	86,6		4,45	8,06	2,43	3,45	1,03
0,872	26,4	59,0		3,66	6,82	2,38	3,62	1,23

*) exemple comparative pentru circulație ascendentă.

RO 113313 Bl

6

Se poate vedea că acele volume de reacție prin care curentul cu ioni de hipoclorit a circulat descendent prezintă o constantă a ratei de reacție de ordinul întâi semnificativ mai ridicată decât cele 5 prin care curgerea a fost ascendentă.

în setul următor de exemple fiecare din numărul de volume de reacție a fost umplut cu un volum cunoscut de Extrudat A cu diametru de 2 mm. Un io curent conținând ioni de hipoclorit a fost trecut prin fiecare volum de reacție fie în contracurent fie în echicurent cu oxigenul dezvoltat la o temperatură de aproximativ 40°C. Eficiența fiecărui volum de reacție a fost apoi apreciată prin calcularea constantei ratei de ordinul întâi derivată din LHSV, și concentrațiile de hipoclorit de sodiu de la admisie și evacuare.

Rezultatele sunt prezentate în tabelul următor :

Concentrația de NaOCI admisie evacuare (g*l’¹)(mg.î¹)	LHSV	Constanta ratei de ordinul întâi pentru volumul de
(h¹)	(h'¹)
descend	ascenc	descenc	i ascend	descend	ascend
97,42	146	1094		7,4		6,2		4,8		2,7
69,03	88	6710		6,6		7,9		4,4		3,7
48,94	17	266	6,7		6,7		5,3		3,5
32,64	14	102	6,4		7,3		5,0		4,2
26,58	10	23	7,1		7,1		5,6		5,0

Se poate vedea astfel, că o 3o curgere în contracurent produce consistent o rată de reacție mai ridicată, și o concentrație mai scăzută la evacuare a hipocloritului de sodiu.

Claims

35 Revendicări

1. Procedeu de descompunere catalitică a hipocloritului prin contactarea unui curent de lichid conținând ioni de 4 o hipoclorit cu un catalizator sub formă de particule, care este capabil să descompună ionii de hipoclorit cu eliberare de oxigen gazos, dispus în cel puțin două straturi în serie, caracterizat prin a- 45 ceea că, straturile de catalizator sunt dispuse în cascadă, cu straturi fără catalizator între straturile succesive de catalizator, curentul de lichid fiind trecut sub acțiunea gravitației în jos prin cel puțin primele două straturi în serie în contracurent cu oxigenul gazos eliberat prin descompunerea ionilor de hipoclorit și în sus prin ștuțurile dintre straturile succesive.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, concentrația ionilor de hipoclorit în curentul de lichid este de cel puțin 20 g-1·¹·
3. Procedeu conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, curentul de lichid curge prin straturile de catalizator sub formă de particule cu o viteză de lichid spațială orară (LHSV) de la 0,1 până la 10 ore¹.
4. Procedeu conform cu revendicările de la 1 la 3, caracterizat prin aceea că, curentul de lichid curge prin straturile de catalizator sub formă de particule la o temperatură cuprinsă între 10 și 90°C.