專利名稱：亞氯酸鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及漂白劑技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種亞氯酸鈉的制備方法。
背景技術(shù)：
亞氯酸鈉是一種強(qiáng)氧化劑，主要用于漂白織物、纖維和紙漿，具有白度高且不損傷纖維等特點(diǎn)，是一種溫和的漂白劑，也可用于對(duì)食糖、淀粉、油脂、油膏和蠟的漂白，還具有處理污水中的細(xì)菌及除酚、除臭的作用，也可用于皮革脫毛、某些金屬的表面處理以及焦?fàn)t氣中微量一氧化氮的凈化等等。亞氯酸鈉另一個(gè)重要的用處，是在酸性介質(zhì)下氧化還原生成二氧化氯，它本身具有與使用過碳酸鈉(SPC)制備的穩(wěn)定性二氧化氯相同的有效成分——ClO2。
亞氯酸鈉的生產(chǎn)工藝通常分為電解法和還原法。電解法耗電量大，建廠投資大，生產(chǎn)工藝和操作復(fù)雜，因而目前大多數(shù)工業(yè)化生產(chǎn)都采用還原法。還原法生產(chǎn)工藝可以分為兩步，第一步是在酸性介質(zhì)中還原氯酸鈉或其它氯酸鹽，產(chǎn)生二氧化氯氣體；第二步是在還原劑的作用下，用燒堿溶液吸收二氧化氯氣體，制得亞氯酸鈉溶液，經(jīng)過過濾，配制成一定濃度的亞氯酸鈉溶液產(chǎn)品。若要制得亞氯酸鈉結(jié)晶產(chǎn)品，只需再經(jīng)過(真空或噴霧)干燥即可。在還原法生產(chǎn)工藝中，第一步反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化氯氣體的純度和效率往往影響到最終亞氯酸鈉產(chǎn)品的純度和整個(gè)工藝的生產(chǎn)成本。目前，工業(yè)中二氧化氯的生產(chǎn)方法主要有甲醇法、二氧化硫法、鹽酸法和氯化鈉法等。它們都是在酸性條件下，使用某種還原劑還原氯酸鈉。鹽酸法、氯化鈉法雖然反應(yīng)速度較快，但理論上每產(chǎn)生1mol的二氧化氯，會(huì)生成0.5mol的氯氣；而甲醇法、二氧化硫法雖然產(chǎn)生的氯氣會(huì)少于氯離子作還原劑產(chǎn)生的氯氣，但它們的反應(yīng)效率相對(duì)較低，并且產(chǎn)品不純。不僅如此，甲醇法中被氧化產(chǎn)生的甲醛、甲酸、未反應(yīng)完全的甲醇以及二氧化硫法中未反應(yīng)完全的二氧化硫，都會(huì)污染產(chǎn)品二氧化氯。在制取亞氯酸鈉的第二步反應(yīng)中，二氧化氯中的氯氣很容易與吸收液中的燒堿生成氯化鈉和氯酸鈉，增加了產(chǎn)品亞氯酸鈉的雜質(zhì)，因而在制備亞氯酸鈉溶液產(chǎn)品或結(jié)晶產(chǎn)品時(shí)，都需要蒸發(fā)過濾除雜質(zhì)這一道工序。而另一方面，甲醇法、二氧化硫法、鹽酸法和氯化鈉法在生產(chǎn)二氧化氯的過程中，反應(yīng)的關(guān)鍵組分氯酸鈉的二氧化氯轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低。為了得到較純的二氧化氯，以便最終得到高純度的亞氯酸鈉，通常要在二氧化氯發(fā)生器后面加一個(gè)純化設(shè)備，這樣就進(jìn)一步增加了成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提出一種亞氯酸鈉的制備方法，該方法成本低、反應(yīng)效率高、產(chǎn)品純度高(亞氯酸鈉高得率、低氯酸鈉、低氯化鈉含量)且工藝簡(jiǎn)單。
本發(fā)明所述的一種亞氯酸鈉的制備方法，具有如下步驟和工藝條件第一步，將重量百分比為27.5～50％的過氧化氫與固體氯酸鈉混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L至飽和濃度的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶(0.55～0.9)∶(1.3～2.5)，反應(yīng)溫度維持在40～80℃之間，反應(yīng)壓力為0.005～0.095Mpa，反應(yīng)酸度為2.5～6mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。其反應(yīng)如下
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶(0.5～0.7)，將二氧化氯送入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。其反應(yīng)如下
相比其他方法(如甲醇法、R-2、R-3法等)，在相同的反應(yīng)條件下，本發(fā)明產(chǎn)生的二氧化氯高純，發(fā)生速度快，氯酸鈉生成二氧化氯的目標(biāo)轉(zhuǎn)化率高，由此能得到高收率高純度亞氯酸鈉產(chǎn)品，降低產(chǎn)品成本。其中，在二氧化氯發(fā)生過程中，過氧化氫過量太大，二氧化氯收率反而降低。由于采用了過氧化氫為還原劑，在發(fā)生同樣多的二氧化氯或亞氯酸鈉產(chǎn)品時(shí)，也減少了硫酸的用量和最終副產(chǎn)品硫酸鈉的產(chǎn)量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.本發(fā)明提供的制備方法的第一步采用過氧化氫為還原劑生產(chǎn)二氧化氯，具有雜質(zhì)氯氣含量低、發(fā)生速度快、氯酸鈉生成二氧化氯的目標(biāo)轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點(diǎn)。
2.由于本發(fā)明制備的二氧化氯的純度高、雜質(zhì)含量少，因而可以減少相應(yīng)的純化設(shè)備，得到的亞氯酸鈉純度和得率也很高，最佳時(shí)兩者均可達(dá)到95％以上。同時(shí)減少了相應(yīng)的半成品亞氯酸鈉溶液的后處理工序。
3.由于本發(fā)明中氯酸鈉的目標(biāo)轉(zhuǎn)化率高，而氯酸鈉在原料中價(jià)格最昂貴，是關(guān)鍵的組分，由此降低了亞氯酸鈉的物料成本；相應(yīng)的二氧化氯中氯氣雜質(zhì)含量少，減少了亞氯酸鈉生產(chǎn)過程的純化設(shè)備，簡(jiǎn)化了亞氯酸鈉半成品液的后處理，即無須除氯酸鈉雜質(zhì)這一步，由此降低了操作成本。
4.本發(fā)明也可以在無需純化設(shè)備下得到高純二氧化氯產(chǎn)品，使得該過程能根據(jù)市場(chǎng)變化，靈活生產(chǎn)多樣產(chǎn)品。
5.本發(fā)明可以減少硫酸的耗用量，理論上只有工業(yè)中常用的R-2、R-3等方法的一半。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一第一步，將重量百分比為27.5％的過氧化氫86.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為450g/L的水溶液，將該溶液和硫酸分別連續(xù)滴加到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.6∶2.3，反應(yīng)溫度維持在40℃，反應(yīng)壓力為0.05Mpa，反應(yīng)酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.5，將二氧化氯進(jìn)入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)，測(cè)定最終亞氯酸鈉收率為95.3％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為95.6∶2.0∶2.4。
實(shí)施例二第一步，將重量百分比為27.5％的過氧化氫86.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.6∶2.5，反應(yīng)溫度維持在80℃，反應(yīng)壓力為0.095Mpa，反應(yīng)酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.65，將二氧化氯進(jìn)入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)，測(cè)定最終亞氯酸鈉收率為98.7％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為98.3∶0.7∶1.0。
實(shí)施例三第一步，將重量百分比為40％的過氧化氫59.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為600g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.9∶2.0，反應(yīng)溫度維持在60℃，反應(yīng)壓力為0.04Mpa，反應(yīng)酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.6，將二氧化氯進(jìn)入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)，測(cè)定最終亞氯酸鈉收率為89.2％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為96.5∶1.5∶2.0。
實(shí)施例四第一步，將重量百分比為50％的過氧化氫47.5克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為450g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.6∶1.3，反應(yīng)溫度維持在60℃，反應(yīng)壓力為0.005Mpa，反應(yīng)酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.7，將二氧化氯進(jìn)入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)，測(cè)定最終亞氯酸鈉收率為96.8％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為96.8∶0.6∶2.6。
實(shí)施例五第一步，將重量百分比為27.5％的過氧化氫86.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為650g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.9∶2.5，反應(yīng)溫度維持在80℃，反應(yīng)壓力為0.095Mpa，反應(yīng)酸度為6mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.7，將二氧化氯進(jìn)入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)，測(cè)定最終亞氯酸鈉收率為97.5％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為95.2∶1.4∶3.4。
實(shí)施例六第一步，將重量百分比為50％的過氧化氫47.5克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.55∶1.3，反應(yīng)溫度維持在60℃，反應(yīng)壓力為0.005Mpa，反應(yīng)酸度為2.5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.5，將二氧化氯進(jìn)入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應(yīng)進(jìn)行3.5小時(shí)，測(cè)定最終亞氯酸鈉收率為92.7％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為97.6∶0.9∶1.5。
權(quán)利要求
1.一種亞氯酸鈉的制備方法，其特征是，它具有如下步驟和工藝條件第一步，將重量百分比為27.5～50％的過氧化氫與固體氯酸鈉混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L至飽和濃度的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負(fù)壓的二氧化氯發(fā)生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶(0.55～0.9)∶(1.3～2.5)，反應(yīng)溫度維持在40～80℃之間，反應(yīng)壓力為0.005～0.095Mpa，反應(yīng)酸度為2.5～6mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體；第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶(0.5～0.7)，將二氧化氯送入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
全文摘要
本發(fā)明是一種亞氯酸鈉的制備方法,該方法是將過氧化氫與固體氯酸鈉混合溶解于水,將該溶液和硫酸加入到二氧化氯發(fā)生器中,生成二氧化氯和氧氣混合氣體;第二步,在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液,將二氧化氯送入吸收塔中,放空氧氣,最終獲得亞氯酸鈉產(chǎn)品。本發(fā)明使得原料氯酸鈉具有高目標(biāo)轉(zhuǎn)化率,收率超過95%,并由此得到純度超過95%的亞氯酸鈉產(chǎn)品溶液,相應(yīng)的堿金屬氯酸鹽和氯化物含量極低。
文檔編號(hào)C01B11/00GK1378973SQ02115238
公開日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2002年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月20日
發(fā)明者陳赟, 江燕斌, 錢宇 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)