生产二氧化氯的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产二氧化氯的连续方法，其包括：将氯酸根离子、过氧化氢和酸供入内部包含填充组件的反应器；使所述反应器内的所述氯酸根离子、过氧化氢和酸反应形成包含二氧化氯的产物料流；以及，从所述反应器提取所述产物料流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种生产二氧化氯的方法。有多种不同的二氧化氯生产方法。大多数商业用途的大规模制法在纸浆厂中进行且包括在酸水反应介质中使碱金属氯酸盐与如过氧化氢、甲醇、氯离子或二氧化硫的还原剂连续反应以形成二氧化氯，从该反应介质提取二氧化氯的气体，然后吸收于在用于最终应用(通常是指纸浆漂白)之前被引至储槽的水中。有关这类方法的概述可参见Ullmann's Encyclopedia ofIndustrial Chemistry，Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids，DOI:10.1002/14356007.a06483.pub2，文章在线递送日期：2010年4月15日，第17-25页。其它实例包括述于美国专利案第5091166、5091167号和欧洲专利案第612686号中的那些。这些大规模制法效率高但需要大量加工设备和测量仪表。对于以如用于水纯化应用或小漂白厂的小规模单位由碱金属氯酸盐生产二氧化氯，通常不将二氧化氯从反应介质中分离出来。相反，从反应器提取包含二氧化氯、盐、过量酸及任选未反应氯酸盐的产物料流且通常在排放器中经水稀释后直接使用。近年来，这类方法已变得具有商业性且例如描述于美国专利案第2833624、4534952、5895638、6387344、6790427、7070710及7682592号及美国专利申请公开案第2004/0175322号、公开案第2003/0031621号、公开案第2005/0186131号、公开案第2007-0116637号及公开案第2007-0237708号中。相较于上述大规模制法，所需加工设备及测量仪器相当较廉价，但产制每单位二氧化氯的化学品的消耗量通常较高。在上述方法中，二氧化氯在不包含任何填充物或类似物的反应器中生成。美国专利案第2676089号公开一种制备二氧化氯的方法，其中制备氯酸盐与还原剂的溶液并在添加发泡剂后使其与酸混合，而同时以空气起泡，由此获得泡沫。将该泡沫引入包含填充物本体的管柱顶部。为了驱除任何已溶解的二氧化氯，可使惰性气体透过液体起泡且于该管柱的底端提取气体混合物。美国专利案第4886653号公开一种制备包含二氧化氯及氯的水溶液的方法。该方法包括在混合区中将包含碱金属氯酸盐和碱金属氯化物的第一反应物料流与包含硫酸的第二反应物料流混合，继而将所得混合物向上引入可充填填充材料的反应室中以提供较好的混合并减小任何相对大量二氧化氯或氯气泡的释出的可能性。美国专利案第5376350号公开一种生产二氧化氯的方法，该方法包括将碱金属氯酸盐、硫酸及作为还原剂的过氧化氢连续供至包含导管的塞状流反应器，流体以整齐的方式流过该反应器而无流体组件与在前或在后的任何其它组件超越或混合，且由此形成流过该反应器的塞状流工艺料流。本专利技术的目的为提供一种生产二氧化氯的方法，该方法简单且无需大量加工设备，但尤其在所有加工参数因多种原因而无法优化的情况下在进料化学品的消耗上仍是有效的。根据本专利技术，可通过用于生产二氧化氯的连续方法实现这些目的，该连续方法包括：-将氯酸根离子、过氧化氢和酸供入内部包含填充组件的反应器；-使所述反应器内的所述氯酸根离子、过氧化氢和酸反应形成包含二氧化氯的产物料流；以及，-从所述反应器提取所述产物料流。进料化学品(即氯酸根离子、过氧化氢和酸)可分开、经部分预先混合或经完全预先混合地供入反应器中。优选地，他们以一种或多种水溶液形式供入。氯酸根离子可以碱金属氯酸盐中的至少一种(如氯酸钠)的形式或以氯酸形式供入。例如，含氯酸根离子进料的温度可为约10℃至约100℃或为约20℃至约80℃。所供入的该酸优选为如硫酸、盐酸、硝酸、氯酸、过氯酸、亚磷酸或其任何混合物中的至少一种的无机酸，其中以硫酸为最佳。若该酸包含氯酸，则所供入氯酸根离子中的一部分或全部皆可源自该氯酸。供至反应器的H2O2对ClO3-摩尔比合适地为约0.2:1至约2:1，优选为约0.5:1至约1.5:1或为约0.5:1至约1:1。通常，优选地，过氧化氢对氯酸盐的摩尔比为至少化学计量(即至少0.5:1)。碱金属氯酸盐总是包含一些氯化物杂质，但也完全有可能将更多氯化物(如金属氯化物或盐酸)供至该反应器。然而，为了最小化氯的生成，优选使供至该反应器的氯离子的量维持极低，每摩尔氯酸根离子具有合适地小于约0.01，优选小于约0.001，更优选小于约0.0005，最优选小于约0.0002摩尔的氯离子(包括以生产杂质形式存于氯酸盐中的氯化物)。若酸包含硫酸，则其优选以每kg所制得ClO2约1kg至约8kg H2SO4或约2kg至约6kg H2SO4的量供入。在将硫酸用作反应器进料的情况中，其优选具有约60重量%至约98重量%或约75重量%至约96重量%的浓度。例如，该硫酸的温度可为约0℃至约80℃或为约10℃至约60℃。在一个实施方案中，碱金属氯酸盐和过氧化氢以经预先混合的水溶液(例如描述于US 7070710中的组合物)的形式供至反应器。此种组合物可为包含碱金属氯酸盐、过氧化氢以及保护胶体、自由基清除剂或膦酸基络合剂中至少一种的水溶液。酸可分开供入反应器或可在进入反应器之前即刻与氯酸盐和过氧化氢混合。在一个实施方案中，包含碱金属氯酸盐和过氧化氢的水溶液经由喷嘴或喷嘴组供入而酸经由方向与该第一喷嘴或喷嘴组相反的第二喷嘴或喷嘴组供入，如美国专利申请公开案第2004-0175322号中所述。在另一个实施方案中，将包含碱金属氯酸盐和过氧化氢的水溶液与酸混合以形成水性反应混合物，然后，将该混合物供入反应器。在又一个实施方案中，将碱金属氯酸盐、过氧化氢和酸的水溶液混合形成水性反应混合物，然后，将该混合物供入反应器。反应器可为通流容器或管且可垂直、水平或倾斜配置。在一个实施方案中，进料化学品在反应器的第一端(例如，在垂直配置的反应器的下端)供入反应器，而包含二氧化氯的产物料流在该反应器的第二端(例如，在垂直配置的反应器的上端)提取。横截面可呈不同形状(例如圆形、多角形(例如三角形、正方形、八角形)或类似物)。在一个实施方案中，反应器实质上为管状，即：反应器具有实质圆形的横截面。例如，反应器的长度(主流方向上)可为约150mm至约2000mm或为约500mm至约1500mm。例如，反应器的水力直径可为约25mm至约600mm或为约50mm至约400mm。例如，该长度对该水力直径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.08 EP 10168832.3;2010.07.08 US 61/362,4451.一种生产二氧化氯的连续方法，其包括如下步骤：
-将氯酸根离子、过氧化氢和酸供入内部包含填充组件的反应器；
-使所述反应器内的所述氯酸根离子、过氧化氢和酸反应形成包含二氧化
氯的产物料流；以及，
-从所述反应器提取所述产物料流。
2.根据权利要求1的方法，其中所述反应器包含随意堆置型填充组件。
3.根据权利要求1的方法，其中所述反应器包含结构填充物。
4.根据权利要求3的方法，其中所述结构填充物包含分隔壁。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述反应器为通流容器或
管，氯酸根离子、过氧化氢和酸在反应器的第一端供入且包含二氧化氯的
产物料流在所述反应器的第二端提取。
6.根据权利要求5的方法，其中所述反应器为垂直配置型，氯酸根离
子、过氧化氢和酸在反应器的下端供入且包含二氧化氯的产物料流在所述
反应器的上端提取。
7.根据权利要求5或6的方法，其中所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·H·威廉松，K·H·T·佩林，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔化学国际公司，
类型：
国别省市：