利用组合BSC还原剂制备二氧化氯的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种利用组合ＢＳＣ还原剂制备二氧化氯的生产方法，其操作是先将浓硫酸、氯酸钠溶液注入发生器中形成反应母液，并使反应母液维持一定的酸度、温度和氯酸钠含量，然后加入由甲醇和过氧化氢混合成的组合ＢＳＣ还原剂反应产生二氧化氯气体及副产品酸性芒硝，二氧化氯气体经冷却后用低温冷冻水吸收，得到具有一定浓度的二氧化氯水溶液，同时对副产品进行回收，所述组合ＢＳＣ还原剂的加入量是加入硫酸重量的１３－１５％，该组合ＢＳＣ还原剂中的甲醇与过氧化氢按重量百分比的配比是：甲醇９３－９５％，过氧化氢５－７％。用本发明专利技术方法生产二氯化氯比单独用甲醇作为还原剂生产二氧化氯的转化率提高３－５％，而且生产成本低，同时也降低氧化氯溶液中氯元素的成份。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二氧化氯的生产方法，尤其涉及一种氯酸钠法生产二氧化氯 的方法。
技术介绍
二氧化氯是一种强氧化剂，稳定的二氧化氯己被世界卫生组织公认为效 果良好的杀菌剂、消毒剂，也是很好的造纸漂白剂。自十九世纪三十年代起 开始工业化生产，目前在北美洲和欧洲有约1000个二氧化氯生产工厂。当前我国已经实现小型消毒用二氧化氯生产设备的国产化，但是，对于现场制备 和现场使用消化的大型二氧化氯制备系统，国内还处于研发阶段，现有的造 纸企业采用的大型二氧化氯生产系统均为进口的成套设备技术。二氧化氯的主要用途是纸浆漂白和饮用水消毒，二氧化氯用于纸浆漂白 具有高白度、白度稳定、保持强度和排水低颜色低毒性的特点，其独特优越 性至今是任何其它化学品无法比拟。鉴于二氧化氯漂白优越性以及氯气漂白 的高毒性，国家发改委已经推荐二氧化氯为纸浆漂白的化学品之一，并逐步 淘汰氯气漂白工艺。二氯化氯的生产技术按照不同的制备工艺一般可分为三类电解法、氯 酸钠法和亚氯酸钠法。电解法由于产率低、产品不绝、耗能大，目前已逐步 被化学法所取代。亚氯酸钠法比较容易释放出二氧化氯且产率高，但亚氯酸 钠价格比氯酸钠价格高出两倍左右，因此大规模二氯化氯的工业生产通常使 用氯酸钠法。氯酸钠法主要使用二氧化硫、甲醇、氯化钠或盐酸作为还原剂，这些方法均存在较化率不是很高的缺点，R8法是目前的主导生产方法。过氧 化氢作为还原剂生产二氧化氯是新研发的方法，其过程高效、反应速度快， 但过氧化氢价格较贵，且过氧化氢是一种相对稳定的化合物，易发生分解， 分解产生的氧气会导致二氧化氯发生器中泡沫生成量的增加，泡沫易将发生 器中的液体夹带进排气的管道中造成反应物特别是氯酸钠由于泡沫夹带损失。被泡沬携带的液体有可能凝固在气体冷凝器中，造成管路堵塞以致生产 无法连续运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用组合BSC还原剂制备二氧化 氯的生产方法，以提高从氯酸钠到二氧化氯的较化率，并降低二氧化氯的生 产成本。本专利技术以如下技术方案解决上述技术问题本专利技术方法首先将浓硫酸、 氯酸钠溶液注入发生器中形成反应母液，并使反应母液维持一定的酸度、温 度和氯酸纳含量，然后加入还原剂反应产生二氧化氯气体及副产品酸性芒硝， 二氧化氯气体经冷却后用低温冷冻水吸收，得到具有一定浓度的二氧化氯水 溶液，同时对副产品进行回收，所述还原剂是由甲醇和过氧化氢组成的组合BSC还原剂，该组合BSC还原剂的加入量是加入硫酸重量的13-15%，该组合BSC 还原剂中的甲醇与过氧化氢按重量百分比的配比是甲醇93-95% :过氧化氢 5-7%。所述组合BSC还原剂中的甲醇与过氧化氢按重量百分比的优选配比是 甲醇95% :过氧化氢5%。本专利技术方法使用的组合BSC还原剂是搭配合理的甲醇及过氧化氢的混合 液，用本专利技术方法生产二氯化氯比单独用甲醇作为还原剂生产二氧化氯的较 化率提高3-5%，而且能够避免单独采用过氧化氢作为还原剂生产二氧化氯产 生的缺点。由于氯酸钠在氧化氯的生产成本中占绝大部分比例，所以生产成 本降低了许多，同时二氧化氯溶液中的元素氯的成份显著降低。附图说明图1是本专利技术利用组合BSC还原剂制备二氧化氯的生产工艺流程图。具体实施例方式本专利技术方法产生二氧化氯的反应原理6NaC103+4H2S04+CH30H—6C102+2Na2S04*NaHS04+C02+5H20 2NaC103+H2S04+H202—2C102+Na2S04+2H20+02 本专利技术方法采用由甲醇和过氧化氢合理搭配组成的组合BSC还原剂、硫酸、 氯酸钠为原料，在一定的温度、真空条件下在钛容器中反应，连续生成C102气体及副产品酸性芒硝，C102气体经冷却后用低温冷冻水吸收，得到具有一定 C102溶液，同时对副产品进行回收。其操作流程、反应的条件及有关设备均与传统R8法基本相同。组合BSC还原剂中的原料甲醇及过氧化氢均采用工业纯的甲醇和过氧化氢。本专利技术方法的工艺流程按图1所示，将浓硫酸从硫酸储槽中抽出并经硫 酸过滤器过滤后注入发生器，将氯酸钠溶液从氯酸钠储槽抽出并经氯酸钠过 滤器过滤后注入发生器，浓硫酸和氯酸钠形成反应母液，在循环泵的作用下 在发生器循环管道中循环。循环管道中包括再沸器，再沸器给反应母液加热。 甲醇从甲醇储槽中抽出并经甲醇过滤器过滤后通过静态混合器和从催化剂储 槽中抽出的过氧化氢混合形成的组合BSC还原剂，用喷嘴注入发生器反应产 生二氧化氯。二氧化氯和水蒸气的混合气体进入间冷器经过冷却降温后进入 二氧化氯吸收塔，塔内用冷冻水吸收形成二氧化氯水溶液并输送到贮槽贮存。 用泵抽出在发生器底部的母液，利用过滤机滤出付产品酸性芒硝，滤出的母 液返回发生器。随着不断加入NaC103溶液、浓硫酸和组合BSC还原剂，C102 气体不断地反应生成。真空由两个用中压蒸汽抽吸产生真空的文丘里装置产 生。实施例1:将重量浓度为98%的浓硫酸102kg和重量浓度为30%的氯酸钠溶液 543kg(含固体氯化钠163kg)过滤后注入发生器中形成反应母液，在循环泵的 作用下在发生器循环管道中循环并使反应母液保持酸度8. 0 8.2N和氯酸钠 含量235 266g/l。蒸汽通过再沸器传热给反应母液加热并保持温度71 73 °C。将13kg甲醇稀释成20%的体积浓度，通过静态混合器与0. 7kg过氧化氢 混合形成组合BSC还原剂，用喷嘴注入发生器，使之反应产生二氧化氯。发 生器保持真空条件，压力为120mm汞柱，真空由两个用中压蒸汽抽吸产生真 空的文丘里装置产生。在负压条件下，从发生器导出的气体二氧化氯和水蒸 气的混合气体温度为57 68'C，通过间冷器初步冷却降温到38 45'C，气体进入二氧化氯吸收塔塔内，用7 1(TC冷冻水喷淋吸收形成二氧化氯水溶液并 输送到贮槽贮存。反应余液及副产品随反应进行形成晶体不断析出，保持发 生器中固体的体积百分比含量为15 25%，在发生器底部用泵抽出母液利用 过滤机滤出副产品酸性芒硝，滤出的母液返回发生器。随着不断加入NaC103 溶液、浓硫酸和组合BSC还原剂，C102气体不断地反应生成。 实施例2:将重量浓度为9鄉的浓硫酸1020kg和重量浓度为30%的氯酸钠溶液 543kg(含固体氯化钠163kg)过滤后注入发生器中形成反应母液，在循环泵的 作用下在发生器循环管道中循环并使反应母液保持酸度8.0 8. 2N和氯酸钠 含量235 266g/l。蒸汽通过再沸器传热给反应母液加热并保持温度71 73 °C。将重量14kg的甲醇稀释成20%的体积浓度，通过静态混合器与重量为 0. 9kg的过氧化氢混合形成的组合BSC还原剂，用喷嘴注入发生器，使反应产 生二氧化氯。发生器保持真空条件，压力为120mm汞柱，真空由两个用中压 蒸汽抽吸产生真空的文丘里装置产生。在负压条件下，从发生器导出的气体 二氧化氯和水蒸气的混合气体温度为57 68°C，通过间冷器初步冷却降温到 38 45°C，气体进入二氧化氯吸收塔塔内，用7 1(TC冷冻水喷淋吸收形成二 氧化氯水溶液并输送到贮槽贮存。反应余液及副产品随反应进行形成晶体不 断析出，保持发生器中固体的体积百分比含量为15 25%，在发生器底部用 泵抽出母液利用过滤机滤出副产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用组合ＢＳＣ还原剂制备二氧化氯的生产方法，首先将浓硫酸、氯酸钠溶液注入发生器中形成反应母液，并使反应母液维持一定的酸度、温度和氯酸纳含量，然后加入还原剂反应产生二氧化氯气体及副产品酸性芒硝，二氧化氯气体经冷却后用低温冷冻水吸收，得到具有一定浓度的二氧化氯水溶液，同时对副产品进行回收，其特征在于：所述还原剂是由甲醇和过氧化氢混合成的组合ＢＳＣ还原剂，该组合ＢＳＣ还原剂的加入量是加入硫酸重量的１３－１５％，该组合ＢＳＣ还原剂中的甲醇与过氧化氢按重量百分比的配比是：甲醇９３－９５％，过氧化氢５－７％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王双飞，农光再，宋海农，杨崎峰，陈国宁，陈楠，陈永利，朱红祥，骆莲新，
申请(专利权)人：广西大学，广西博世科环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]