專利名稱：一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
二氧化氯溶液作為一種高效、廣譜、快速、無毒的殺菌消毒劑、除臭劑、防霉劑、食品保險(xiǎn)劑、水質(zhì)和空氣凈化劑及優(yōu)異的紙漿漂白劑，近年來在世界范圍內(nèi)得到廣泛的研究應(yīng)用，有著廣闊的市場前景。目前國內(nèi)主導(dǎo)工藝現(xiàn)為亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化法和甲醇還原法，亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化法的原料及動(dòng)力消耗高出國外平均水平3倍以上，甲醇還原法亦存在著生產(chǎn)裝置復(fù)雜、反映溫度高、產(chǎn)成品中甲醇含量易超標(biāo)等問題，制約了穩(wěn)定二氧化氯溶液的推廣應(yīng)用。
中國專利CN1097716A公開了一種穩(wěn)定性二氧化氯的生產(chǎn)方法，用雙氧水作還原劑，在硫酸介質(zhì)中還原氯酸鈉產(chǎn)生二氧化氯，再導(dǎo)入碳酸鈉溶液中吸收制得二氧化氯溶液。上述生產(chǎn)方法存在的缺點(diǎn)為，三種原料同時(shí)向單級(jí)反應(yīng)罐中滴加反應(yīng)，產(chǎn)生局部過熱、反應(yīng)不充分、易產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象，工藝操作難準(zhǔn)確控制等都會(huì)造成二氧化氯反應(yīng)的速度、吸收率、純度下降，反應(yīng)過程較難控制，難以生產(chǎn)高濃度、高純度的穩(wěn)定性二氧化氯溶液，通常二氧化氯含量為2.0～2.5％，二氧化氯純度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的高效、高純、高濃度的穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法。利用本方法制備的二氧化氯溶液可使其成本顯著下降，產(chǎn)品濃度、純度明顯提高，并使生產(chǎn)過程安全平穩(wěn)、易操作、高效、環(huán)保。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法采用雙氧水做還原劑，在硫酸介質(zhì)中還原堿金屬氯酸鹽發(fā)生二氧化氯，它包括以下步驟①由焦磷酸鈉、2-羥基膦?；宜?、尿素按配比組成復(fù)合催化劑，重量比為1∶0.1～0.5∶0.5～1。
②將堿金屬氯酸鹽在配料罐中用軟化水?dāng)嚢枞芙?，按配比加入過氧化氫溶液(30％)和復(fù)合催化劑，于常溫下繼續(xù)攪拌使完全溶解作為復(fù)合反應(yīng)液，復(fù)合反應(yīng)液配比，即堿金屬氯酸鹽、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑的重量配比為1∶0.5～0.8∶0.4～1∶0.006～0.001。
③復(fù)合反應(yīng)液與硫酸溶液按重量配比1∶1～1.5，經(jīng)計(jì)量泵進(jìn)入多梯級(jí)反應(yīng)器中反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化氯氣體，控制反應(yīng)在0.02～0.05Mpa的負(fù)壓及20～50℃的溫度下進(jìn)行，其中硫酸溶液的濃度為50～70％。
④二氧化氯氣體經(jīng)空氣稀釋后，用負(fù)壓抽送至緩沖罐，然后導(dǎo)入組合吸收塔，與復(fù)合穩(wěn)定吸收液進(jìn)行穩(wěn)定吸收處理，產(chǎn)生穩(wěn)定性二氧化氯溶液；復(fù)合穩(wěn)定吸收液由碳酸鈉、氫氧化鈉、過氧化氫、去離子水組成，配比是碳酸鈉3.5～5％；氫氧化鈉0.5～5％；過氧化氫4～17％；去離子水73～92％。
上述過程反應(yīng)原理為-------------(1)-------------(2)-------------(3)綜合(1)(2)(3)式----(4)--------------------------(5)所述的穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法，由焦磷酸鈉、2-羥基膦?；宜?、尿素組成的復(fù)合催化劑的最佳重量配比是1∶0.35～0.45∶0.6～0.7；由堿金屬氯酸鹽、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑組成的復(fù)合反應(yīng)液的最佳重量比是1∶0.65～0.75∶0.6～0.7∶0.007～0.008；復(fù)合反應(yīng)液與硫酸溶液的重量配比最佳1∶1.15～1.25；硫酸溶液的濃度最佳為60～70％。
本發(fā)明提供的二氧化氯溶液生產(chǎn)方法的具體工藝流程是這樣的，首先把焦磷酸鈉、2-羥基膦?；宜?、尿素按重量比1∶0.1～0.5∶0.5～1配成復(fù)合催化劑待用，然后將堿金屬氯酸鹽在配料罐中用軟化水?dāng)嚢枞芙猓磁浔燃尤脒^氧化氫溶液(30％)和復(fù)合催化劑，于常溫下繼續(xù)攪拌使完全溶解作為復(fù)合反應(yīng)液，堿金屬氯酸鹽、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑的重量配比為1∶0.5～0.8∶0.4～1∶0.006～0.001，堿金屬氯酸鹽最好用氯酸鈉；然后將復(fù)合反應(yīng)液與硫酸溶液按重量配比1∶1～1.5，經(jīng)計(jì)量泵進(jìn)入多梯級(jí)反應(yīng)器中反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化氯氣體，控制反應(yīng)在0.02～0.05Mpa的負(fù)壓及20～50℃的溫度下進(jìn)行，產(chǎn)生的高純二氧化氯氣體經(jīng)空氣稀釋后，用負(fù)壓抽送至凈化器、緩沖罐，然后進(jìn)入組合式吸收塔中，與由碳酸鈉、氫氧化鈉、過氧化氫、去離子水按配比組成的復(fù)合穩(wěn)定吸收液進(jìn)行充分氣液接觸，達(dá)到高效吸收的目的，生成二氧化氯含量2～8％濃度的多規(guī)格穩(wěn)定性二氧化氯溶液，復(fù)合穩(wěn)定吸收液的重量配比最佳為碳酸納-3.5～5％；氫氧化鈉0.5～5％；過氧化氫4～17％；去離子水73～92％，在操作過程中為避免過氧化氫過量和在負(fù)壓情況下過氧化氫分解損失，利用在穩(wěn)定吸收過程中連續(xù)監(jiān)測中間體產(chǎn)物含量、溫度和PH值的方法，連續(xù)定量補(bǔ)加過氧化氫溶液，取得了極高的吸收收率和穩(wěn)定、連續(xù)的操作過程，吸收收率99％以上。比過碳酸鈉溶液吸收工藝降低成本40％以上，上述過程在穩(wěn)定性二氧化氯溶液組合生產(chǎn)裝置中完成。
在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的殘液一般為15～25％左右的硫酸氫鈉溶液，經(jīng)復(fù)配處理后作為穩(wěn)定二氧化氯的活化劑或衛(wèi)生間清潔除臭劑等副產(chǎn)品出售；反應(yīng)殘液也可經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、干燥處理后，回收固體硫酸鈉作為副產(chǎn)品出售，酸性濾液返回反應(yīng)工段套用，生產(chǎn)過程無廢液排放，不僅大大降低生產(chǎn)成本，且環(huán)保經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著的優(yōu)點(diǎn)是①與目前主導(dǎo)工藝亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化法、甲醇還原法相比，原料及動(dòng)力消耗比亞氯酸鈉法降低3倍，比甲醇法降低20～30％，另外徹底解決了甲醇法生產(chǎn)裝置復(fù)雜、產(chǎn)品中甲醇含量易超標(biāo)問題，產(chǎn)品中不含對(duì)人體有害的有機(jī)溶劑，也防止了環(huán)境污染。②復(fù)合催化劑的采用及二氧化氯發(fā)生工藝，有效解決了二氧化氯氣體發(fā)生過程中的不穩(wěn)定性，增大了工藝控制參數(shù)的操作范圍，發(fā)生的二氧化氯純度達(dá)98％以上，反應(yīng)總收率達(dá)80％以上，生產(chǎn)效率大幅度提高。③采用特殊的復(fù)合穩(wěn)定吸收液，取得了極高的吸收收率和穩(wěn)定連續(xù)的操作過程，吸收率99％以上，比過碳酸鈉溶液吸收工藝降低成本40％以上，可使穩(wěn)定性二氧化氯溶液產(chǎn)品含量達(dá)到8％。④整個(gè)生產(chǎn)過程安全、運(yùn)行平穩(wěn)可靠，原料轉(zhuǎn)化徹底，而且可連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，適于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1
將生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格濃度確定為2％。首先把焦磷酸鈉、2-羥基膦?；宜帷⒛蛩匕粗亓勘?∶0.4∶0.7配成復(fù)合催化劑待用；然后按配比將氯酸鈉在配料罐中用軟化水?dāng)嚢枞芙?，加入過氧化氫溶液(30％)和復(fù)合催化劑，于常溫下繼續(xù)攪拌使完全溶解作為復(fù)合反應(yīng)液，氯酸鈉、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑的重量配比為1∶0.7∶0.7∶0.008；向組合式吸收塔中加入復(fù)合穩(wěn)定吸收液，配比為碳酸納3.5％；氫氧化鈉0.5％；過氧化氫5％；去離子水91％，控制多梯級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)負(fù)壓在0.04～0.42Mpa、反應(yīng)溫度32～35℃。運(yùn)行8小時(shí)后，排出1.15噸穩(wěn)定性二氧化氯水溶液，計(jì)算原料消耗成本為342元/噸產(chǎn)品，總收率89.1％，按連續(xù)碘量法測定產(chǎn)品中二氧化氯純度為98.5％。按國家標(biāo)準(zhǔn)HG3669-2000所示檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢測，指標(biāo)如下

實(shí)施例2將產(chǎn)品規(guī)格濃度確定為4％。取復(fù)合催化劑焦磷酸鈉、2-羥基膦酰基乙酸、尿素的重量配比為1∶0.4∶0.6；復(fù)合反應(yīng)液中氯酸鈉、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑的重量配比為1∶0.65∶0.76∶0.008；向組合式吸收塔中加入復(fù)合穩(wěn)定吸收液，配比為碳酸納4％；氫氧化鈉1％；過氧化氫8％；去離子水87％，過氧化氫濃度30％，調(diào)整復(fù)合反應(yīng)液流量為22L/h，硫酸溶液流量為26L/h，控制多梯級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)負(fù)壓在0.04～0.42Mpa、反應(yīng)溫度32～35℃。運(yùn)行15小時(shí)后，排出3.07噸穩(wěn)定性二氧化氯水溶液，計(jì)算原料消耗成本為703元/噸產(chǎn)品，總收率88.2％，按連續(xù)碘量法測定產(chǎn)品中二氧化氯純度為98.3％。
實(shí)施例3將產(chǎn)品規(guī)格濃度確定為8％。取復(fù)合催化劑焦磷酸鈉、2-羥基膦?；宜?、尿素重量配比為1∶0.5∶0.1；復(fù)合反應(yīng)液中氯酸鈉、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑的重量配比為1∶0.65∶0.8∶0.008；向組合式吸收塔中加入復(fù)合穩(wěn)定吸收液，配比為碳酸納5％；氫氧化鈉4.5％；過氧化氫16％；去離子水74.5％，調(diào)整復(fù)合反應(yīng)液流量為27.5L/h，硫酸溶液流量為18.5L/h；純水流量14L/h；控制多梯級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)負(fù)壓在0.04～0.42Mpa、反應(yīng)溫度32～35℃。運(yùn)行8小時(shí)后，排出1.08噸穩(wěn)定性二氧化氯水溶液，計(jì)算原料消耗成本為1448元/噸產(chǎn)品，總收率87.9％，按連續(xù)碘量法測定產(chǎn)品中二氧化氯純度為98.1％。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法，采用雙氧水做還原劑，在硫酸介質(zhì)中還原堿金屬氯酸鹽發(fā)生二氧化氯，其特征在于該生產(chǎn)方法包括以下步驟①由焦磷酸鈉、2-羥基膦?；宜帷⒛蛩匕磁浔冉M成復(fù)合催化劑，重量比為1∶0.1～0.5∶0.5～1。②將堿金屬氯酸鹽在配料罐中用軟化水?dāng)嚢枞芙?，按配比加入過氧化氫溶液(30％)和復(fù)合催化劑，于常溫下繼續(xù)攪拌使完全溶解作為復(fù)合反應(yīng)液，復(fù)合反應(yīng)液配比，即堿金屬氯酸鹽、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑的重量配比為1∶0.5～0.8∶0.4～1∶0.006～0.01。③復(fù)合反應(yīng)液與硫酸溶液按重量配比1∶1～1.5，經(jīng)計(jì)量泵進(jìn)入多梯級(jí)反應(yīng)器中反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化氯氣體，控制反應(yīng)在0.02～0.05Mpa的負(fù)壓及20～50℃的溫度下進(jìn)行，硫酸溶液濃度50～70％。④二氧化氯氣體經(jīng)稀釋后，用負(fù)壓抽送至緩沖罐，然后進(jìn)入組合式吸收塔，與復(fù)合穩(wěn)定吸收液進(jìn)行穩(wěn)定吸收處理，產(chǎn)生穩(wěn)定性二氧化氯溶液；復(fù)合穩(wěn)定吸收液由碳酸鈉、氫氧化鈉、過氧化氫、去離子水組成，配比是碳酸鈉3.5～5％；氫氧化鈉0.5～5％；過氧化氫4～17％；去離子水73～92％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法，其特征是由焦磷酸鈉、2-羥基膦?；宜?、尿素組成的復(fù)合催化劑的重量配比是1∶0.35～0.45∶0.6～0.7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法，其特征是由堿金屬氯酸鹽、過氧化氫、軟化水和復(fù)合催化劑組成的復(fù)合反應(yīng)液的重量比是1∶0.65～0.75∶0.6～0.7∶0.007～0.008。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法，其特征是復(fù)合反應(yīng)液與硫酸溶液的重量配比為1∶1.15～1.25。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法，其特征是堿金屬氯酸鹽為氯酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定性二氧化氯溶液的生產(chǎn)方法。它采用雙氧水做還原劑，在硫酸介質(zhì)中還原堿金屬氯酸鹽發(fā)生二氧化氯，反應(yīng)中使用了由焦磷酸鈉、2－羥基膦酰基乙酸、尿素按配比組成的復(fù)合催化劑，并由復(fù)合催化劑、雙氧水、堿金屬氯酸鹽按配比組成復(fù)合反應(yīng)液，與硫酸溶液在多梯級(jí)反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，生成高純二氧化氯氣體，然后導(dǎo)入組合吸收塔中與復(fù)合穩(wěn)定吸收液進(jìn)行穩(wěn)定吸收處理，產(chǎn)生穩(wěn)定性二氧化氯溶液。該生產(chǎn)方法，取得了極高的吸收率，解決了二氧化氯溶液的穩(wěn)定性，生產(chǎn)效率高，成本大幅降低，整個(gè)操作過程安全、運(yùn)行平穩(wěn)可靠，可連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01B11/00GK1439599SQ0312140
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者王奎濤, 張炳燭 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)