專利名稱：亞氯酸鈉的制備方法
技術領域：
本發明涉及漂白劑技術領域，具體是指一種亞氯酸鈉的制備方法。
背景技術：
亞氯酸鈉是一種強氧化劑，主要用于漂白織物、纖維和紙漿，具有白度高且不損傷纖維等特點，是一種溫和的漂白劑，也可用于對食糖、淀粉、油脂、油膏和蠟的漂白，還具有處理污水中的細菌及除酚、除臭的作用，也可用于皮革脫毛、某些金屬的表面處理以及焦爐氣中微量一氧化氮的凈化等等。亞氯酸鈉另一個重要的用處，是在酸性介質下氧化還原生成二氧化氯，它本身具有與使用過碳酸鈉(SPC)制備的穩定性二氧化氯相同的有效成分——ClO2。
亞氯酸鈉的生產工藝通常分為電解法和還原法。電解法耗電量大，建廠投資大，生產工藝和操作復雜，因而目前大多數工業化生產都采用還原法。還原法生產工藝可以分為兩步，第一步是在酸性介質中還原氯酸鈉或其它氯酸鹽，產生二氧化氯氣體；第二步是在還原劑的作用下，用燒堿溶液吸收二氧化氯氣體，制得亞氯酸鈉溶液，經過過濾，配制成一定濃度的亞氯酸鈉溶液產品。若要制得亞氯酸鈉結晶產品，只需再經過(真空或噴霧)干燥即可。在還原法生產工藝中，第一步反應產生的二氧化氯氣體的純度和效率往往影響到最終亞氯酸鈉產品的純度和整個工藝的生產成本。目前，工業中二氧化氯的生產方法主要有甲醇法、二氧化硫法、鹽酸法和氯化鈉法等。它們都是在酸性條件下，使用某種還原劑還原氯酸鈉。鹽酸法、氯化鈉法雖然反應速度較快，但理論上每產生1mol的二氧化氯，會生成0.5mol的氯氣；而甲醇法、二氧化硫法雖然產生的氯氣會少于氯離子作還原劑產生的氯氣，但它們的反應效率相對較低，并且產品不純。不僅如此，甲醇法中被氧化產生的甲醛、甲酸、未反應完全的甲醇以及二氧化硫法中未反應完全的二氧化硫，都會污染產品二氧化氯。在制取亞氯酸鈉的第二步反應中，二氧化氯中的氯氣很容易與吸收液中的燒堿生成氯化鈉和氯酸鈉，增加了產品亞氯酸鈉的雜質，因而在制備亞氯酸鈉溶液產品或結晶產品時，都需要蒸發過濾除雜質這一道工序。而另一方面，甲醇法、二氧化硫法、鹽酸法和氯化鈉法在生產二氧化氯的過程中，反應的關鍵組分氯酸鈉的二氧化氯轉化率相對較低。為了得到較純的二氧化氯，以便最終得到高純度的亞氯酸鈉，通常要在二氧化氯發生器后面加一個純化設備，這樣就進一步增加了成本。
發明內容本發明就是為了解決上述現有技術中存在的缺陷，提出一種亞氯酸鈉的制備方法，該方法成本低、反應效率高、產品純度高(亞氯酸鈉高得率、低氯酸鈉、低氯化鈉含量)且工藝簡單。
本發明所述的一種亞氯酸鈉的制備方法，具有如下步驟和工藝條件第一步，將重量百分比為27.5～50％的過氧化氫與固體氯酸鈉混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L至飽和濃度的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶(0.55～0.9)∶(1.3～2.5)，反應溫度維持在40～80℃之間，反應壓力為0.005～0.095Mpa，反應酸度為2.5～6mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。其反應如下
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶(0.5～0.7)，將二氧化氯送入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。其反應如下
相比其他方法(如甲醇法、R-2、R-3法等)，在相同的反應條件下，本發明產生的二氧化氯高純，發生速度快，氯酸鈉生成二氧化氯的目標轉化率高，由此能得到高收率高純度亞氯酸鈉產品，降低產品成本。其中，在二氧化氯發生過程中，過氧化氫過量太大，二氧化氯收率反而降低。由于采用了過氧化氫為還原劑，在發生同樣多的二氧化氯或亞氯酸鈉產品時，也減少了硫酸的用量和最終副產品硫酸鈉的產量。
與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果1.本發明提供的制備方法的第一步采用過氧化氫為還原劑生產二氧化氯，具有雜質氯氣含量低、發生速度快、氯酸鈉生成二氧化氯的目標轉化率高的優點。
2.由于本發明制備的二氧化氯的純度高、雜質含量少，因而可以減少相應的純化設備，得到的亞氯酸鈉純度和得率也很高，最佳時兩者均可達到95％以上。同時減少了相應的半成品亞氯酸鈉溶液的后處理工序。
3.由于本發明中氯酸鈉的目標轉化率高，而氯酸鈉在原料中價格最昂貴，是關鍵的組分，由此降低了亞氯酸鈉的物料成本；相應的二氧化氯中氯氣雜質含量少，減少了亞氯酸鈉生產過程的純化設備，簡化了亞氯酸鈉半成品液的后處理，即無須除氯酸鈉雜質這一步，由此降低了操作成本。
4.本發明也可以在無需純化設備下得到高純二氧化氯產品，使得該過程能根據市場變化，靈活生產多樣產品。
5.本發明可以減少硫酸的耗用量，理論上只有工業中常用的R-2、R-3等方法的一半。
具體實施方式
實施例一第一步，將重量百分比為27.5％的過氧化氫86.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為450g/L的水溶液，將該溶液和硫酸分別連續滴加到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.6∶2.3，反應溫度維持在40℃，反應壓力為0.05Mpa，反應酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.5，將二氧化氯進入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應進行2小時，測定最終亞氯酸鈉收率為95.3％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為95.6∶2.0∶2.4。
實施例二第一步，將重量百分比為27.5％的過氧化氫86.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.6∶2.5，反應溫度維持在80℃，反應壓力為0.095Mpa，反應酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.65，將二氧化氯進入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應進行2小時，測定最終亞氯酸鈉收率為98.7％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為98.3∶0.7∶1.0。
實施例三第一步，將重量百分比為40％的過氧化氫59.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為600g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.9∶2.0，反應溫度維持在60℃，反應壓力為0.04Mpa，反應酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.6，將二氧化氯進入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應進行2小時，測定最終亞氯酸鈉收率為89.2％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為96.5∶1.5∶2.0。
實施例四第一步，將重量百分比為50％的過氧化氫47.5克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為450g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.6∶1.3，反應溫度維持在60℃，反應壓力為0.005Mpa，反應酸度為5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.7，將二氧化氯進入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應進行2小時，測定最終亞氯酸鈉收率為96.8％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為96.8∶0.6∶2.6。
實施例五第一步，將重量百分比為27.5％的過氧化氫86.3克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為650g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.9∶2.5，反應溫度維持在80℃，反應壓力為0.095Mpa，反應酸度為6mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.7，將二氧化氯進入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應進行2小時，測定最終亞氯酸鈉收率為97.5％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為95.2∶1.4∶3.4。
實施例六第一步，將重量百分比為50％的過氧化氫47.5克和含量97％的固體氯酸鈉110克混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶0.55∶1.3，反應溫度維持在60℃，反應壓力為0.005Mpa，反應酸度為2.5mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體。
第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶0.5，將二氧化氯進入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
反應進行3.5小時，測定最終亞氯酸鈉收率為92.7％，其中，吸收液中亞氯酸鈉、氯酸鈉、氯化鈉重量比為97.6∶0.9∶1.5。
權利要求
1.一種亞氯酸鈉的制備方法，其特征是，它具有如下步驟和工藝條件第一步，將重量百分比為27.5～50％的過氧化氫與固體氯酸鈉混合溶解于水，配制成氯酸鈉含量為400g/L至飽和濃度的水溶液，將該溶液和硫酸加入到負壓的二氧化氯發生器中，氯酸鈉、過氧化氫和硫酸的摩爾比為1∶(0.55～0.9)∶(1.3～2.5)，反應溫度維持在40～80℃之間，反應壓力為0.005～0.095Mpa，反應酸度為2.5～6mol/L，生成二氧化氯和氧氣混合氣體；第二步，在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液，氫氧化鈉與過氧化氫的摩爾比為1∶(0.5～0.7)，將二氧化氯送入吸收塔中，吸收溫度維持在-2～2℃之間，放空氧氣。
全文摘要
本發明是一種亞氯酸鈉的制備方法,該方法是將過氧化氫與固體氯酸鈉混合溶解于水,將該溶液和硫酸加入到二氧化氯發生器中,生成二氧化氯和氧氣混合氣體;第二步,在吸收塔中放入含有氫氧化鈉和過氧化氫的混合吸收液,將二氧化氯送入吸收塔中,放空氧氣,最終獲得亞氯酸鈉產品。本發明使得原料氯酸鈉具有高目標轉化率,收率超過95%,并由此得到純度超過95%的亞氯酸鈉產品溶液,相應的堿金屬氯酸鹽和氯化物含量極低。
文檔編號C01B11/00GK1378973SQ02115238
公開日2002年11月13日 申請日期2002年5月20日 優先權日2002年5月20日
發明者陳赟, 江燕斌, 錢宇 申請人:華南理工大學