[發明專利]生產二氧化氯的方法

無效

• 申請號: 201080048491.7
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102648151A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 塞波·波赫揚韋希
• 申請（專利權）人: 凱米拉公司
• 主分類號: C01B11/02
• 分類號: C01B11/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 張淑珍;梁興龍

技術領域

本發明涉及生產二氧化氯的方法。具體而言，本發明涉及將硫酸有效地混入反應混合物中生產二氧化氯的方法。

背景技術

二氧化氯(ClO₂)是一種重要的紙漿漂白化學品。它還被用于許多其他目的，例如水凈化。通常通過如下步驟制備二氧化氯：在酸性條件下將氯酸鈉(或其他堿金屬氯酸鹽)還原，并從反應混合物中收集所生成的氣態二氧化氯。通常，將硫酸用作酸。還原劑可包括例如過氧化氫、甲醇、氯離子或二氧化硫。二氧化氯的制備往往在制漿廠(pulp?mill)進行。

二氧化氯可通過多種不同的方法進行制備。就達到這些方法所涉及的基本功能而言，用于制備二氧化氯的所有方法包括至少以下步驟：

-將二氧化氯的原料(即，堿金屬氯酸鹽水溶液、酸和還原劑)引入到反應器(reactor)中。

-在該反應器中發生二氧化氯形成反應。

-從該反應器中引出二氧化氯氣體。

索爾維(Solvay)方法和馬西森(Mathieson)方法是生產二氧化氯的過時方法，這兩種方法均在大氣壓下運行。除在索爾維方法中用甲醇替代二氧化硫作為還原劑外，所述兩種方法在很大程度上類似。方法也在大氣壓下運行。在這一方法中，氯酸鈉與基于過氧化氫的還原劑在硫酸溶液中反應，從而形成二氧化氯。該反應的副產物包括氧和含有硫酸氫鈉的廢酸。US2,881,052也公開了一種在大氣壓下運行的過時方法。

其他眾所周知的二氧化氯生產方法包括ERCO方法。方法是在大氣壓下運行的方法的實例。在方法中，將氯化鈉用于還原氯酸鈉。將氯酸鹽和氯化物的混合物連同硫酸一起加入發生器中。在這一方法中，形成大量的氯氣(Cl₂)，通常氯氣被吸收形成次氯酸鹽(NaClO)。

目前，通常將低壓反應器用于上述方法中。一個實例是方法。在這一方法中，氯酸鈉、氯化鈉和硫酸在相當酸性的條件、對應于反應混合物沸點的溫度下發生反應。該方法中產生二氧化氯，同時產生作為副產物的(晶狀)硫酸鈉和少量的氯(以次氯酸鹽的形式處于水中)。將二氧化氯連同蒸氣和硫酸鈉沉淀一起從反應設備中移出。例如在US3,864,456中更詳細地描述了這一方法，其中，將硫酸和其他反應物向反應容器(reaction?vessel)中直接進料。

在減壓下運行的另一已知生產方法是方法。這一方法不同于R3方法，特別是該方法在更加酸性的條件下運行，并用甲醇替代氯化鈉作為還原劑。此外，該方法并不需要使用催化劑。結果，形成更清潔的二氧化氯，這是由于甲醇將生成的氯還原成氯離子，因此提高了該方法的效率。例如，在US4,081,520、US4,393,035和US4,393,036中描述了R8方法。US5,066,477公開了R8方法的一種變化。在這一變化中，進行了如下嘗試：通過在再循環管道(recirculation?line)的文丘里喉管(venturi?throat)中放置短管、并通過這一短管將硫酸和甲醇進行進料，從而加快反應并降低硫酸鈉副產物的酸度。在US5,066,477的方法中，通常在熱交換器之后將硫酸和甲醇進行進料。

與過時方法(在大氣壓下運行，其中例如將二氧化硫用作還原劑并將硫酸用作酸)相關的一個缺點在于大量的廢酸。后來，逐步用基于氯化物的化合物或甲醇替代二氧化硫。然而，基于氯化物的方法往往產生氯作為副產物。在清除氯的嘗試中，已經開發出了不產生大量廢酸或氯的方法。在使用了從前的方法后，二氧化氯行業的目標是開發出運行成本低且只產生最少量副產物的方法。因此，新式設備的方案十分不同于在先生產方法中所用的設備，并且例如化學品的進料和混合已經以新的方式解決。盡管已對方法進行了改進并去除了許多缺點，但是仍然存在著與這些方法相關的問題。