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方法，其包括在保持在超级大气压下的反应容器中的含水反应介质中产生二氧化氯，从所述反应介质中取出气态二氧化氯，将取出的气态二氧化氯带入含水吸收介质中并从所述吸收介质中取出气态二氧化氯。

【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能够提取气态二氧化氯的。现有多种不同的。大多数大规模商用的方法在纸浆厂进行 并且包括使碱金属氯酸盐在酸性反应介质中与还原剂连续反应以形成二氧化氯，二氧化 氯以气体形式从反应介质中取出并且随后吸收在水中，其中还原剂如过氧化氢、甲醇、 氯离子或二氧化硫。该方法的综述可以在“Pulp Bleaching-Principles and Practice(纸 浆漂白_原理与实践)，，，TAPPI PRESS 1966，第II部分原料，第2章Bleaching Chemicals Chlorine Dioxide (漂白化学制品二氧化氯)，第61-69页中找到。在一系列方法中，反应介质在单一反应容器中保持在低于一大气压及沸腾条件 下，其中酸的碱金属盐沉淀并作为盐饼取出。该方法的实例描述在美国专利5091166、 5091167、5366714 和 5770171 以及 WO 2006/062455 中。在另一系列方法中，反应介质保持在非结晶条件下，通常基本上在大气压力 下。在大多数情况下，将来自第一反应容器的贫化反应介质带入第二反应容器以进一步 反应生产二氧化氯。从最终反应容器中取出的贫化反应介质，通常称为残留酸，其含有 酸、酸的碱金属盐以及正常地一些未反应的碱金属氯酸盐。非结晶二氧化氯产生方法的 实例描述在 EP 612686、WO 2006/033609、JP 03-115102 和 JP 88-008203 中。还公开了在超级大气压下产生二氧化氯以使二氧化氯保留在水溶液中，如美国 专利4534952和5061471以及EP 275246中所述。二氧化氯通常作为在生产过程中，尤其在纸浆漂白中获得的水溶液使用。也公 开了在气相中使用二氧化氯，例如如美国专利6569285和6752904中所述用于从木片中除 去木质素，或如美国专利3023076中所述用于处理烟道气。然而，不存在已知用于生产在气相中使用的二氧化氯的吸引人的方法。由于稳 定性的问题，很难储存气态二氧化氯，并且那些从反应介质中以气体形式取出二氧化氯 的方法难以十分快速地控制以满足需求的变化。本专利技术的目的是提供一种，其适用于使用气态二氧化氯的 应用中。本专利技术的一个方面涉及一种优选连续，其包括在保持在超 级大气压下的反应容器中的含水反应介质中产生二氧化氯，从该反应介质中取出气态二 氧化氯，将取出的气态二氧化氯带入含水吸收介质并从该吸收介质中取出气态二氧化氯。二氧化氯优选通过例如电化学法或借助化学还原剂还原氯酸根离子而产生。可 以单独或混合使用任何已知的还原剂，例如氯离子、二氧化硫、甲醇和过氧化氢中的至 少一种，其中特别优选单独的过氧化氢或其与一种或多种其他还原剂的混合物。反应容器中的含水反应介质优选为酸性，例如具有约0.5至约14N或约4至约 12N的酸度。酸度可以通过供入任何合适的酸，优选无机酸提供。酸的实例包括硫酸、 盐酸、磷酸和氯酸，其中特别优选硫酸。反应容器中的反应介质中的氯酸盐浓度优选低于饱和并且例如可以为约0.05mol/l至饱和，或约1至约3.5mol/l。氯酸盐可以作为如氯酸钠的碱金属氯酸盐、氯 酸或其任意混合物提供。最佳酸度和氯酸盐浓度取决于所用还原剂和其他各自独立建立 的环境。反应容器中的含水反应介质优选保持在低于常压沸点的温度下。在大多数情 况下，优选温度为约35至约100°C，或约65至约85°C。绝对压力优选为约105至约 230kPa,或约 120 至约 210kPa，或约 125 至约 195kPa。优选使惰性气体吹过反应容器以增加搅拌并稀释二氧化氯至安全浓度。惰性气 体也有助于二氧化氯从反应介质中剥离。可以使用任何可用的惰性气体如氮气或氧气， 但是由于成本的原因常优选使用空气。反应容器中的含水反应介质优选保持在非结晶条件下。贫化的反应介质可以取 出并用于例如pH控制或类似情况，或舍弃。在一个将碱金属氯酸盐和酸供入反应介质中的实施方案中，贫化的反应介质可 从反应容器中取出并带入结晶器中，其中酸的碱金属盐沉淀并且作为固体盐饼取出，同 时液相可以再循环至反应容器中。结晶优选在低于一大气压下且最优选在沸腾条件下进 行。压力例如可以为约10至约IOOkPa或约20至约80kPa。在使用氯酸钠和硫酸产生 二氧化氯的情况下，结晶器中的液体例如可以包含约400至约550g/l硫酸，约200至约 300g/l氯酸钠和约15至约35重量％主要呈倍半硫酸钠形式的固体。盐饼可用于各种应 用或简单处理。如果盐饼为酸性，例如硫酸氢钠或倍半硫酸钠，其可以用水或其他溶剂 处理而部分或完全中和，如例如美国专利5674466和6585950中所述。也可以将盐饼溶 于水中并用电化学法处理以生产该盐的酸并任选将酸再循环至反应容器中。在另一实施方案中，从反应容器中取出的贫化反应介质可经电化学处理以在结 晶之前增加其酸度，并且随后任选再循环至反应容器中。贫化反应介质或已溶盐饼的电化学处理可以以任意已知方法进行，例如如美 国专利 4129484、5174868、5198080、5227031、5423959、5423958、US 5478446、US 5487881 和 6322690 中所述。在一个实施方案中，将从反应容器中取出的贫化反应介质带入一个或多个其他 反应容器中，其中剩余氯酸盐与添加的还原剂反应以产生二氧化氯的。来自最终反应容 器的贫化反应介质可用于例如pH控制或类似情况，舍弃，或根据上述任意实施方案处理。从反应容器中取出的贫化反应介质在舍弃或任何其他应用或处理之前可以用惰 性气体如空气汽提以从中除去二氧化氯和其他气态组分。气态二氧化氯与任意添加的惰性气体以及其他形成的气态组分如在过氧化氢用 作还原剂情况下的氧气一起从反应介质中取出。取出的气体中二氧化氯的浓度优选为约 5至约25% ν/ν,或约10至约20% v/vo将从反应介质中取出的气态二氧化氯带入含水吸收介质中，优选在现行条件下 基本经二氧化氯饱和。同时由于来自反应容器的二氧化氯被吸收，气态二氧化氯与来自 反应容器的其他气态组分一起离开吸收介质中。二氧化氯离开的速度可以通过改变其溶 解度控制，例如通过改变吸收介质的温度或通过使惰性气体如空气吹过吸收介质以改变 液相和气相之间的平衡。离开吸收介质的气体可以随后进一步稀释至适合其意欲用途的浓度，如例如美国专利3023076和7118720以及WO 2007/058936中所述的烟道气处理。含水吸收介质中的二氧化氯浓度优选为约5至约18g/l或约8至约12g/l。温度 优选为约0至约35°C或约5至约25 °C。含水吸收介质优选保留于容器如槽中，其中液面高度优选基本对应于反应容器 中的压力。因此，压力可以通过增加在容器中吸收介质的液面高度而增加，反之亦然。 优选液面高度例如可以为约0.5至约15m，或约5至约10m。该设置提供了非常可靠的 压力控制系统便于方法的稳定操作并减少了二氧化氯分解的风险。然而，其也可以通过 任意其他合适构件控制压力，例如在排气管道中的压力限制如孔板、文氏管型减压器、 控制阀或其他减压装置。其还可以采用减压装置的组合如文氏管串联后接如上所述的液 体槽。在二氧化氯产生中断的情况下，气态二氧化氯的需求有时仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产二氧化氯的方法，其包括在保持在超级大气压下的反应容器中的含水反应介质中产生二氧化氯，从所述反应介质中取出气态二氧化氯，将取出的气态二氧化氯带入含水吸收介质中并从所述吸收介质中取出气态二氧化氯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.08.21 EP 07114699.7;2007.07.13 US 60/929,8281.生产二氧化氯的方法，其包括在保持在超级大气压下的反应容器中的含水反应介 质中产生二氧化氯，从所述反应介质中取出气态二氧化氯，将取出的气态二氧化氯带入 含水吸收介质中并从所述吸收介质中取出气态二氧化氯。2.如权利要求1所述的方法，其中所述二氧化氯通过借助化学还原剂还原氯酸根离子 而产生。3.如权利要求2所述的方法，其中所述化学还原剂为氯离子、二氧化硫、甲醇和过氧 化氢中的至少一种。4.如权利要求3所述的方法，其中所述化学还原剂为单独的过氧化氢或其与一种或多 种其他还原剂的混合物。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中使惰性气体吹过所述反应容器。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中在所述反应容器中的含水反应介质保持 在约105至约230kP...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·索科尔，M·伯克，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL