專利名稱：利用組合bsc還原劑制備二氧化氯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氧化氯的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種氯酸鈉法生產(chǎn)二氧化氯 的方法。
背景技術(shù)：
二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，穩(wěn)定的二氧化氯己被世界衛(wèi)生組織公認(rèn)為效 果良好的殺菌劑、消毒劑，也是很好的造紙漂白劑。自十九世紀(jì)三十年代起 開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，目前在北美洲和歐洲有約1000個(gè)二氧化氯生產(chǎn)工廠。當(dāng)前
我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小型消毒用二氧化氯生產(chǎn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，但是，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)制備 和現(xiàn)場(chǎng)使用消化的大型二氧化氯制備系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)還處于研發(fā)階段，現(xiàn)有的造 紙企業(yè)采用的大型二氧化氯生產(chǎn)系統(tǒng)均為進(jìn)口的成套設(shè)備技術(shù)。
二氧化氯的主要用途是紙漿漂白和飲用水消毒，二氧化氯用于紙漿漂白 具有高白度、白度穩(wěn)定、保持強(qiáng)度和排水低顏色低毒性的特點(diǎn)，其獨(dú)特優(yōu)越 性至今是任何其它化學(xué)品無(wú)法比擬。鑒于二氧化氯漂白優(yōu)越性以及氯氣漂白 的高毒性，國(guó)家發(fā)改委已經(jīng)推薦二氧化氯為紙漿漂白的化學(xué)品之一，并逐步 淘汰氯氣漂白工藝。
二氯化氯的生產(chǎn)技術(shù)按照不同的制備工藝一般可分為三類電解法、氯 酸鈉法和亞氯酸鈉法。電解法由于產(chǎn)率低、產(chǎn)品不絕、耗能大，目前已逐步 被化學(xué)法所取代。亞氯酸鈉法比較容易釋放出二氧化氯且產(chǎn)率高，但亞氯酸 鈉價(jià)格比氯酸鈉價(jià)格高出兩倍左右，因此大規(guī)模二氯化氯的工業(yè)生產(chǎn)通常使 用氯酸鈉法。氯酸鈉法主要使用二氧化硫、甲醇、氯化鈉或鹽酸作為還原劑，
這些方法均存在較化率不是很高的缺點(diǎn)，R8法是目前的主導(dǎo)生產(chǎn)方法。過(guò)氧 化氫作為還原劑生產(chǎn)二氧化氯是新研發(fā)的方法，其過(guò)程高效、反應(yīng)速度快， 但過(guò)氧化氫價(jià)格較貴，且過(guò)氧化氫是一種相對(duì)穩(wěn)定的化合物，易發(fā)生分解， 分解產(chǎn)生的氧氣會(huì)導(dǎo)致二氧化氯發(fā)生器中泡沫生成量的增加，泡沫易將發(fā)生 器中的液體夾帶進(jìn)排氣的管道中造成反應(yīng)物特別是氯酸鈉由于泡沫夾帶損失。被泡沬攜帶的液體有可能凝固在氣體冷凝器中，造成管路堵塞以致生產(chǎn) 無(wú)法連續(xù)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用組合BSC還原劑制備二氧化 氯的生產(chǎn)方法，以提高從氯酸鈉到二氧化氯的較化率，并降低二氧化氯的生 產(chǎn)成本。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明方法首先將濃硫酸、 氯酸鈉溶液注入發(fā)生器中形成反應(yīng)母液，并使反應(yīng)母液維持一定的酸度、溫 度和氯酸納含量，然后加入還原劑反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯氣體及副產(chǎn)品酸性芒硝， 二氧化氯氣體經(jīng)冷卻后用低溫冷凍水吸收，得到具有一定濃度的二氧化氯水 溶液，同時(shí)對(duì)副產(chǎn)品進(jìn)行回收，所述還原劑是由甲醇和過(guò)氧化氫組成的組合
BSC還原劑，該組合BSC還原劑的加入量是加入硫酸重量的13-15%，該組合BSC 還原劑中的甲醇與過(guò)氧化氫按重量百分比的配比是甲醇93-95% :過(guò)氧化氫 5-7%。
所述組合BSC還原劑中的甲醇與過(guò)氧化氫按重量百分比的優(yōu)選配比是 甲醇95% :過(guò)氧化氫5%。
本發(fā)明方法使用的組合BSC還原劑是搭配合理的甲醇及過(guò)氧化氫的混合 液，用本發(fā)明方法生產(chǎn)二氯化氯比單獨(dú)用甲醇作為還原劑生產(chǎn)二氧化氯的較 化率提高3-5%，而且能夠避免單獨(dú)采用過(guò)氧化氫作為還原劑生產(chǎn)二氧化氯產(chǎn) 生的缺點(diǎn)。由于氯酸鈉在氧化氯的生產(chǎn)成本中占絕大部分比例，所以生產(chǎn)成 本降低了許多，同時(shí)二氧化氯溶液中的元素氯的成份顯著降低。


圖1是本發(fā)明利用組合BSC還原劑制備二氧化氯的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明方法產(chǎn)生二氧化氯的反應(yīng)原理
6NaC103+4H2S04+CH30H—6C102+2Na2S04*NaHS04+C02+5H20 2NaC103+H2S04+H202—2C102+Na2S04+2H20+02 本發(fā)明方法采用由甲醇和過(guò)氧化氫合理搭配組成的組合BSC還原劑、硫酸、 氯酸鈉為原料，在一定的溫度、真空條件下在鈦容器中反應(yīng)，連續(xù)生成C102氣體及副產(chǎn)品酸性芒硝，C102氣體經(jīng)冷卻后用低溫冷凍水吸收，得到具有一定 C102溶液，同時(shí)對(duì)副產(chǎn)品進(jìn)行回收。其操作流程、反應(yīng)的條件及有關(guān)設(shè)備均與
傳統(tǒng)R8法基本相同。
組合BSC還原劑中的原料甲醇及過(guò)氧化氫均采用工業(yè)純的甲醇和過(guò)氧化氫。
本發(fā)明方法的工藝流程按圖1所示，將濃硫酸從硫酸儲(chǔ)槽中抽出并經(jīng)硫 酸過(guò)濾器過(guò)濾后注入發(fā)生器，將氯酸鈉溶液從氯酸鈉儲(chǔ)槽抽出并經(jīng)氯酸鈉過(guò) 濾器過(guò)濾后注入發(fā)生器，濃硫酸和氯酸鈉形成反應(yīng)母液，在循環(huán)泵的作用下 在發(fā)生器循環(huán)管道中循環(huán)。循環(huán)管道中包括再沸器，再沸器給反應(yīng)母液加熱。 甲醇從甲醇儲(chǔ)槽中抽出并經(jīng)甲醇過(guò)濾器過(guò)濾后通過(guò)靜態(tài)混合器和從催化劑儲(chǔ) 槽中抽出的過(guò)氧化氫混合形成的組合BSC還原劑，用噴嘴注入發(fā)生器反應(yīng)產(chǎn) 生二氧化氯。二氧化氯和水蒸氣的混合氣體進(jìn)入間冷器經(jīng)過(guò)冷卻降溫后進(jìn)入 二氧化氯吸收塔，塔內(nèi)用冷凍水吸收形成二氧化氯水溶液并輸送到貯槽貯存。 用泵抽出在發(fā)生器底部的母液，利用過(guò)濾機(jī)濾出付產(chǎn)品酸性芒硝，濾出的母 液返回發(fā)生器。隨著不斷加入NaC103溶液、濃硫酸和組合BSC還原劑，C102 氣體不斷地反應(yīng)生成。真空由兩個(gè)用中壓蒸汽抽吸產(chǎn)生真空的文丘里裝置產(chǎn) 生。
實(shí)施例1:
將重量濃度為98%的濃硫酸102kg和重量濃度為30%的氯酸鈉溶液 543kg(含固體氯化鈉163kg)過(guò)濾后注入發(fā)生器中形成反應(yīng)母液，在循環(huán)泵的 作用下在發(fā)生器循環(huán)管道中循環(huán)并使反應(yīng)母液保持酸度8. 0 8.2N和氯酸鈉 含量235 266g/l。蒸汽通過(guò)再沸器傳熱給反應(yīng)母液加熱并保持溫度71 73 °C。將13kg甲醇稀釋成20%的體積濃度，通過(guò)靜態(tài)混合器與0. 7kg過(guò)氧化氫 混合形成組合BSC還原劑，用噴嘴注入發(fā)生器，使之反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯。發(fā) 生器保持真空條件，壓力為120mm汞柱，真空由兩個(gè)用中壓蒸汽抽吸產(chǎn)生真 空的文丘里裝置產(chǎn)生。在負(fù)壓條件下，從發(fā)生器導(dǎo)出的氣體二氧化氯和水蒸 氣的混合氣體溫度為57 68'C，通過(guò)間冷器初步冷卻降溫到38 45'C，氣體進(jìn)入二氧化氯吸收塔塔內(nèi)，用7 1(TC冷凍水噴淋吸收形成二氧化氯水溶液并 輸送到貯槽貯存。反應(yīng)余液及副產(chǎn)品隨反應(yīng)進(jìn)行形成晶體不斷析出，保持發(fā) 生器中固體的體積百分比含量為15 25%，在發(fā)生器底部用泵抽出母液利用 過(guò)濾機(jī)濾出副產(chǎn)品酸性芒硝，濾出的母液返回發(fā)生器。隨著不斷加入NaC103 溶液、濃硫酸和組合BSC還原劑，C102氣體不斷地反應(yīng)生成。 實(shí)施例2:
將重量濃度為9鄉(xiāng)的濃硫酸1020kg和重量濃度為30%的氯酸鈉溶液 543kg(含固體氯化鈉163kg)過(guò)濾后注入發(fā)生器中形成反應(yīng)母液，在循環(huán)泵的 作用下在發(fā)生器循環(huán)管道中循環(huán)并使反應(yīng)母液保持酸度8.0 8. 2N和氯酸鈉 含量235 266g/l。蒸汽通過(guò)再沸器傳熱給反應(yīng)母液加熱并保持溫度71 73 °C。將重量14kg的甲醇稀釋成20%的體積濃度，通過(guò)靜態(tài)混合器與重量為 0. 9kg的過(guò)氧化氫混合形成的組合BSC還原劑，用噴嘴注入發(fā)生器，使反應(yīng)產(chǎn) 生二氧化氯。發(fā)生器保持真空條件，壓力為120mm汞柱，真空由兩個(gè)用中壓 蒸汽抽吸產(chǎn)生真空的文丘里裝置產(chǎn)生。在負(fù)壓條件下，從發(fā)生器導(dǎo)出的氣體 二氧化氯和水蒸氣的混合氣體溫度為57 68°C，通過(guò)間冷器初步冷卻降溫到 38 45°C，氣體進(jìn)入二氧化氯吸收塔塔內(nèi)，用7 1(TC冷凍水噴淋吸收形成二 氧化氯水溶液并輸送到貯槽貯存。反應(yīng)余液及副產(chǎn)品隨反應(yīng)進(jìn)行形成晶體不 斷析出，保持發(fā)生器中固體的體積百分比含量為15 25%，在發(fā)生器底部用 泵抽出母液利用過(guò)濾機(jī)濾出副產(chǎn)品酸性芒硝，濾出的母液返回發(fā)生器。隨著 不斷加入NaC103溶液、濃硫酸和組合BSC還原劑，C102氣體不斷地反應(yīng)生成。
權(quán)利要求
1. 利用組合BSC還原劑制備二氧化氯的生產(chǎn)方法，首先將濃硫酸、氯酸鈉溶液注入發(fā)生器中形成反應(yīng)母液，并使反應(yīng)母液維持一定的酸度、溫度和氯酸納含量，然后加入還原劑反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯氣體及副產(chǎn)品酸性芒硝，二氧化氯氣體經(jīng)冷卻后用低溫冷凍水吸收，得到具有一定濃度的二氧化氯水溶液，同時(shí)對(duì)副產(chǎn)品進(jìn)行回收，其特征在于所述還原劑是由甲醇和過(guò)氧化氫混合成的組合BSC還原劑，該組合BSC還原劑的加入量是加入硫酸重量的13-15％，該組合BSC還原劑中的甲醇與過(guò)氧化氫按重量百分比的配比是甲醇93-95％，過(guò)氧化氫5-7％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用組合BSC還原劑制備二氧化氯的生產(chǎn)方法， 其特征在于組合BSC還原劑中的甲醇與過(guò)氧化氫按重量百分比的優(yōu)選配比 是甲醇95% :過(guò)氧化氫5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用組合BSC還原劑制備二氧化氯的生產(chǎn)方法，其操作是先將濃硫酸、氯酸鈉溶液注入發(fā)生器中形成反應(yīng)母液，并使反應(yīng)母液維持一定的酸度、溫度和氯酸鈉含量，然后加入由甲醇和過(guò)氧化氫混合成的組合BSC還原劑反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯氣體及副產(chǎn)品酸性芒硝，二氧化氯氣體經(jīng)冷卻后用低溫冷凍水吸收，得到具有一定濃度的二氧化氯水溶液，同時(shí)對(duì)副產(chǎn)品進(jìn)行回收，所述組合BSC還原劑的加入量是加入硫酸重量的13-15％，該組合BSC還原劑中的甲醇與過(guò)氧化氫按重量百分比的配比是甲醇93-95％，過(guò)氧化氫5-7％。用本發(fā)明方法生產(chǎn)二氯化氯比單獨(dú)用甲醇作為還原劑生產(chǎn)二氧化氯的轉(zhuǎn)化率提高3-5％，而且生產(chǎn)成本低，同時(shí)也降低氧化氯溶液中氯元素的成份。
文檔編號(hào)C01B11/02GK101544354SQ200910114030
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者農(nóng)光再, 宋海農(nóng), 朱紅祥, 楊崎峰, 王雙飛, 楠 陳, 陳國(guó)寧, 陳永利, 駱蓮新 申請(qǐng)人:廣西大學(xué);廣西博世科環(huán)?？萍加邢薰?br>