一种生产一氧化二氯的流化床装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种生产一氧化二氯的流化床装置及方法。该流化床装置包括：流化床反应器，包括气体入口、固体入口及产物出口；旋风分离器，入口与所述流化床反应器的产物出口连接。采用流化床装置生产一氧化二氯的方法包括以下步骤：反应阶段：将含氯气的混合气体通入流化床反应器内，并使含氯气的混合气体通过处于流化状态的含水碳酸钠以进行反应，得到携带固体的气体产物；分离阶段：通过旋风分离器，将来自流化床反应器的携带固体的气体产物中的固体分离出来，得到含一氧化二氯的气体。采用本发明专利技术的流化床装置生产一氧化二氯，通过气固反应避免使用水及有机溶剂，节约了水资源，避免对环境造成污染，无废水产生，绿色环保节能。

Fluidized bed apparatus and method for producing an oxidation of two chlorine

The present invention relates to a fluidized bed apparatus and method for producing an oxidation of two chlorine. The fluidized bed device comprises a fluidized bed reactor including a gas inlet, a solid inlet and a product outlet; the cyclone separator is connected with the outlet of the product of the fluidized bed reactor. By using the method of producing a two chlorine oxidation fluidized bed device comprises the following steps: the reaction stage: mixed gas containing chlorine gas into a fluidized bed reactor, and the mixed gas containing chlorine in aqueous sodium carbonate by fluidization for reaction, get gas products carrying solid; separation stage: through the cyclone separator. In the fluidized bed reactor with solid gas solid product separated the obtained gas containing two chlorine oxide. The fluidized bed device of the invention produces two chlorine monoxide, avoids the use of water and organic solvent through the gas-solid reaction, saves water resources, avoids pollution to the environment and produces no waste water, and is green, environment friendly and energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种生产一氧化二氯的流化床装置及方法
本专利技术属于化工产品生产领域，特别涉及一种生产一氧化二氯的流化床装置及方法。
技术介绍
一氧化二氯，分子式Cl2O，分子量86.91，CAS7791-21-1，常温常压下为棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，黄红色刺激性气体或红棕色液体，可以溶于四氯化碳中保存，主要用作强氧化剂、氯化剂等。目前，由于制备一氧化二氯的方法有以下两种：1.用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯，即HgO+2Cl2→Cl2O+HgCl2在这种方法中，不仅使用反应物氧化汞有剧毒，生成的副产物氯化汞也有剧毒，因此该方法只适用于实验室小量制备，不适合工业化生产。2.用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取，使氯气以一定速率通过固体碳酸钠粉末，产生Cl2O和CO2的混合气体。已见报道的文献记录这种工艺方法的实施方式有一定缺陷，有些对参加反应的碳酸钠的粒径有一定要求，有些使用水平固定床进行试验，反应时氯气和碳酸钠反应生成的氯化钠层板结，阻碍氯气与碳酸钠继续反应，造成碳酸钠转化率低，并且生成的氯化钠和未反应的碳酸钠难以分离，造成未反应的碳酸钠无法回用，形成资源浪费。鉴于此，急需一种高效生产一氧化二氯的流化床装置及方法，来满足工业生产需要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种生产一氧化二氯的流化床装置。该流化床装置包括流化床反应器及旋风分离器。在流化床反应器中，固体反应物碳酸钠和固体副产物氯化钠都处于流动状态，一方面提高了氯气与碳酸钠的接触面积，另一方面解决了氯气和碳酸钠反应过程中生成的氯化钠板结的问题，从而使碳酸钠的转化率得到提高；此外，由于固体反应物碳酸钠反应时始终处于流动状态，可以与氯气充分接触，所以对碳酸钠粒径不需作特殊要求。本专利技术优选使用两级旋风分离器：将含一氧化二氯的气体及该气体携带的固体反应物碳酸钠和副产物氯化钠通过两级旋风分离器进行分离，不仅可以实现气固分离，还可以实现固体反应物碳酸钠和副产物氯化钠的分离。因此，本专利技术的流化床装置解决了氯气和碳酸钠进行气固反应时反应生成的氯化钠层板结的问题，也提高碳酸钠的转化率，并可以通过两级旋风分离器快速高效将含一氧化二氯的气体、该气体携带的氯化钠及固体反应物碳酸钠三者进行分离，并回收循环利用碳酸钠，节省资源，绿色环保节能，并且本专利技术的装置对参加反应的碳酸钠粒径无要求，使工业化生产更易于实现。本专利技术的另一个目的是提供一种采用上述流化床装置生产一氧化二氯的方法。该方法用流化床装置进行气固反应生产一氧化二氯，避免使用大量水及有机溶剂，节约了水资源，避免对环境造成污染，无废水产生，绿色环保节能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种生产一氧化二氯的流化床装置，包括：流化床反应器，包括气体入口、固体入口及产物出口；所述流化床反应器用于氯气与碳酸钠的气固反应；旋风分离器，入口与所述流化床反应器的产物出口连接，用于从来自所述流化床反应器的携带固体的气体产物中分离出固体。在上述流化床装置中，作为一种优选实施方式，所述流化床反应器内设置分布板，所述分布板为碳钢板或砂芯板，所述分布板的风帽孔径选择以不渗漏固体碳酸钠及氯化钠为标准。在上述流化床装置中，作为一种优选实施方式，所述旋风分离器包括：一级旋风分离器，入口与所述流化床反应器的产物出口连接，用于从来自所述流化床反应器的携带固体的气体产物中分离出氯化钠固体；以及二级旋风分离器，入口与所述一级旋风分离器的气体出口连接，用于从来自所述一级旋风分离器的携带固体的气体产物中分离出含水碳酸钠固体；所述二级旋风分离器的固体出口与所述流化床反应器的固体入口连接，用于将所述二级旋风分离器分离出的含水碳酸钠固体返回到所述流化床反应器中作为反应原料。更优选地，所述流化床装置还包括引风机，入口与所述二级旋风分离器的气体出口连接，用于引出经所述二级旋风分离器处理后的气体。在上述流化床装置中，作为一种优选实施方式，所述流化床装置还包括混气室，与所述流化床反应器的气体入口连接，用于向所述流化床反应器中提供含氯气的混合气体。优选地，所述含氯气的混合气体为空气与氯气的混合气。更优选地，所述流化床装置还包括压缩机，出口通过管路与所述混气室入口连接，用于向所述混气室提供压缩空气。进一步优选地，所述管路为降温管路，用于降低压缩空气的温度。在上述流化床装置中，作为一种优选实施方式，所述流化床装置还包括冷却器，设置于所述流化床反应器的外部，用于控制所述流化床反应器的温度。一种采用上述流化床装置生产一氧化二氯的方法，包括以下步骤：反应阶段：将含氯气的混合气体通入所述流化床反应器内，并使含氯气的混合气体通过处于流化状态的含水碳酸钠以进行反应，得到携带固体的气体产物；分离阶段：通过旋风分离器，将来自所述流化床反应器的携带固体的气体产物中的固体分离出来，得到含一氧化二氯的气体。在上述生产一氧化二氯的方法中，作为一种优选实施方式，所述反应阶段前还包括准备阶段，具体如下：先以0.4m3/min的速率向所述流化床反应器中通入压缩空气，待流速稳定后，再通过冷却器控制所述流化床反应器的温度为0℃～25℃(比如2℃、5℃、8℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、23℃、24℃、)；在本专利技术生产一氧化二氯的方法中，先向流化床反应器通入空气的目的是为了将流化床反应器提前鼓足空气，防止碳酸钠进入流化床反应器时直接挂在反应器表面。在上述生产一氧化二氯的方法中，作为一种优选实施方式，在所述反应阶段中，所述含氯气的混合气体为氯气与空气的混合气；进一步优选地，所述氯气与空气的体积比为1:2.22～7(比如1:2.5、1:3、1:4、1:5、1:6、1:6.5)；专利技术人经过大量实验确定使用氯气与空气的混合气的原因如下：一方面，单独使用氯气时，根据反应和装置的需要设置氯气的气速相对较小，该气速不能使碳酸钠流化起来，那么此时流化床反应器便相当于一个固定床反应器，会造成固体副产物氯化钠层板结，进而不能实现连续反应；另一方面，空气作为一种天然原料，来源广泛，不会提高一氧化二氯的生产成本。因此，本专利技术采用含氯气的混合气体通过流化床反应器不仅使碳酸钠流化，也解决了固体副产物氯化钠层板结的问题；此外，本专利技术的氯气与空气的混合气还可以由二氧化碳与氯气的混合气、氮气与氯气的混合气、氩气与氯气的混合气等其它不影响反应的其它气体与氯气的混合气来替代。优选地，所述含水碳酸钠优选为含水量为5-10wt％的碳酸钠(比如5.1wt％、5.5wt％、5.7wt％、5.9wt％、6wt％、6.2wt％、6.5wt％、6.7wt％、6.9wt％、)。本专利技术的含水碳酸钠的含水量进一步优选为5-6wt％，在此优选范围内，一氧化二氯的收率最好，即碳酸钠的转化率最高，碳酸钠含水量过高时产物收率过低，碳酸钠含水量过低时反应缓慢。在上述生产一氧化二氯的方法中，作为一种优选实施方式，所述反应阶段中，所述流化床反应器的温度为10℃～15℃(比如11℃、12℃、13℃、14℃)，所述含氯气的混合气体通入所述流化床反应器时的速率为0.5～0.7m3/min(比如0.51m3/min、0.55m3/min、0.60m3/min、0.65m3/min、0.69m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产一氧化二氯的流化床装置，其特征在于，包括：流化床反应器，包括气体入口、固体入口及产物出口；所述流化床反应器用于氯气与碳酸钠的气固反应；旋风分离器，入口与所述流化床反应器的产物出口连接，用于从来自所述流化床反应器的携带固体的气体产物中分离出固体。

【技术特征摘要】
1.一种生产一氧化二氯的流化床装置，其特征在于，包括：流化床反应器，包括气体入口、固体入口及产物出口；所述流化床反应器用于氯气与碳酸钠的气固反应；旋风分离器，入口与所述流化床反应器的产物出口连接，用于从来自所述流化床反应器的携带固体的气体产物中分离出固体。2.根据权利要求1所述的生产一氧化二氯的流化床装置，其特征在于，所述流化床反应器内设置分布板，所述分布板为碳钢板或砂芯板，所述分布板的风帽孔径选择以不渗漏固体碳酸钠及氯化钠为标准。3.根据权利要求1或2所述的生产一氧化二氯的流化床装置，其特征在于，所述旋风分离器包括：一级旋风分离器，入口与所述流化床反应器的产物出口连接，用于从来自所述流化床反应器的携带固体的气体产物中分离出氯化钠固体；以及二级旋风分离器，入口与所述一级旋风分离器的气体出口连接，用于从来自所述一级旋风分离器的携带固体的气体产物中分离出含水碳酸钠固体；所述二级旋风分离器的固体出口与所述流化床反应器的固体入口连接，用于将所述二级旋风分离器分离出的含水碳酸钠固体返回到所述流化床反应器中作为反应原料；更优选地，所述流化床装置还包括引风机，入口与所述二级旋风分离器的气体出口连接，用于引出经所述二级旋风分离器处理后的气体。4.根据权利要求1-3任一项所述生产一氧化二氯的流化床装置，其特征在于，所述流化床装置还包括混气室，与所述流化床反应器的气体入口连接，用于向所述流化床反应器中提供含氯气的混合气体；优选地，所述含氯气的混合气体为空气与氯气的混合气；更优选地，所述流化床装置还包括压缩机，出口通过管路与所述混气室入口连接，用于向所述混气室提供压缩空气；进一步优选地，所述管路为降温管路，用于降低压缩空气的温度；优选地，所述流化床装置还包括冷却器，设置于所述流化床反应器的外部，用于控制所述流化床反应器的温度。5.采用权利要求1-4任一项所述的生产一氧化二氯的流化床装置生产一氧化二氯的方法，其特征在于，包括以下步骤：反应阶段：将含氯气的混合气体通入所述流化床反应器内，并使含氯气的混合气体通过处于流化状态的含水碳酸钠以进行反应，得到携带固体的气体产物；分离阶段：通过旋风分离器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓阳，王平生，张俊杰，刘晓莲，陈红，吕学松，刘毅，刘培臻，
申请(专利权)人：河北冀衡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13