[發明專利]制備穩定的二氧化氯水溶液的方法

有效

• 申請號: 201180062425.X
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103402621B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: H.烏爾曼
• 申請（專利權）人: A.P.F.液化系統股份公司
• 主分類號: B01J3/04
• 分類號: B01J3/04;B01J4/02;C01B11/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發明涉及用于制備非常純的長期穩定和貯存穩定及由此可運輸的二氧化氯水溶液的方法，該方法包括下列步驟：提供亞氯酸鹽；提供過二硫酸鹽；在水性體系中并以大于1的過二硫酸鹽對亞氯酸鹽的摩爾比[S₂O₈^2-]/[ClO₂^-]合并亞氯酸鹽和過二硫酸鹽，形成二氧化氯水溶液，其中沒有加入另外的緩沖液用于制備該二氧化氯水溶液。此外，本發明涉及相應的二氧化氯水溶液、這種二氧化氯水溶液的應用以及用于制備該二氧化氯水溶液的設備。

二氧化氯(ClO₂)的水溶液由于二氧化氯的高氧化能力而應用于漂白、消毒和除臭，特別是用于水處理技術中。但二氧化氯溶液通常是難以操作的，因為從溶液中易逸出氣態二氧化氯，并且該氣態二氧化氯在較高濃度下是爆炸性的。因此適于上述應用的二氧化氯溶液通常不以成品溶液出售，而是在需要時即在現場才新制備和應用。

此外，已知多種用于制備二氧化氯水溶液的方法。

例如可通過亞氯酸鈉溶液與鹽酸溶液的反應制備二氧化氯水溶液(所謂的鹽酸-亞氯酸鹽法)。該方法尤其具有下述缺點，即在這種溶液中二氧化氯是不穩定的，并在短時間內分解成氯酸鹽和氯化物。因此，以這種方法制備的溶液不可貯存，而必需立刻使用。

在所謂的氯-亞氯酸鹽法中，亞氯酸鈉溶液或與氯或與次氯酸發生反應。但該方法具有下述缺點，即氣態氯和次氯酸是難以操作的。此外，在此方法中產生明顯份額的氯酸鹽作為不希望的副產物，其降低了二氧化氯的產率，并由此降低了該溶液的氧化能力。

作為上述兩種方法的替代方法，曾提出用過二硫酸鹽氧化亞氯酸鹽來制備二氧化氯的溶液。例如WO-A-96/33947描述了一種制備二氧化氯水溶液的方法，其中在室溫下，在pH-值為5.5-9.5范圍的條件下，使亞氯酸鹽溶液與不含鹵素的氧化劑反應，直到該亞氯酸鹽基本上完全反應成二氧化氯為止。優選使用過二硫酸鹽作為氧化劑，其中在此文獻中?－?也如在另外的現有技術一樣?－?描述了亞氯酸鹽與過二硫酸鹽反應的總反應式(1)：

2?ClO₂^-?+?S₂O₈^2-?→?2?ClO₂^·?+?2?SO₄^2-????????(1)

基于該總反應式一般認為，1當量過二硫酸鹽氧化2當量亞氯酸鹽。因此，在WO-A-96/33947中提出，以1倍-2倍于氧化亞氯酸鹽所需的化學計量量的量來使用過二硫酸鹽。因此，WO-A-96/33947描述了0.5-1.0范圍的過二硫酸鹽與亞氯酸鹽的摩爾比[S₂O₈^2-]/[ClO₂^-]。

在US-專利2323593中也描述了一種相應的方法，其中在該專利的實施例中描述了0.57或0.78的過二硫酸鹽對亞氯酸鹽的摩爾比[S₂O₈^2-]/[ClO₂^-]。此外，在US-專利2323593中闡明，過二硫酸鹽對亞氯酸鹽的比[S₂O₈^2-]/[ClO₂^-]?＜0.5是不利的，因為其降低了反應速度。

在EP-A-1787953中也描述了一種通過亞氯酸鹽與過二硫酸鹽反應來制備二氧化氯水溶液的方法，其中提供該二氧化氯水溶液用于皮膚或硬質表面的消毒。因此，EP-A-1787953的關注點集中于在各使用地點(“point?of?use”制備)快速提供特別稀的二氧化氯溶液(2-300?ppm)。為此，使用大于2的過二硫酸鹽對亞氯酸鹽的摩爾比[S₂O₈^2-]/[ClO₂^-]，其中該過二硫酸鹽溶液以及亞氯酸鹽溶液是經緩沖處理的。

但上述各方法均有一系列使這些方法難以應用的缺點。