專利名稱：氯酸鹽法制備二氧化氯的方法
技術領域：
本發明涉及一種二氧化氯的制備方法，尤其是一種氯酸鹽法制備二氧化氯的方法。
背景技術：
二氧化氯是高效、廣譜、安全的消毒劑，用于水消毒時，可以有效地防止有機鹵代物(傳統的消毒劑為液氯，液氯用于水消毒時，會產生具有“三致”作用的有機鹵代物)的產生，保護人們的身體健康。但由于二氧化氯不能夠儲存和運輸，所以必須現場使用，現場發生。現有二氧化氯的制備工藝主要有電解法和化學法，電解法由于技術方面的原因，所產生的氣體中二氧化氯的含量甚少或者根本不含有二氧化氯。化學法主要有氯酸鹽法和亞氯酸鹽法，亞氯酸鹽法由于成本較高，不適合我國的國情，氯酸鹽法主要是以氯酸鈉為氧化劑，在一定的溫度、一定的酸性介質中利用還原劑(如甲醇、二氧化硫、氯氣、氯化鈉等)將氯酸鈉還原生成二氧化氯，但由于現階段市場上普遍采用的是單一品種還原劑以及固定反應時間，存在二氧化氯的純度低和轉化率偏低的問題，如何提高氯酸鹽法制備二氧化氯的純度和轉化率，是現在研究的熱點。
發明內容
本發明的目的在于，克服現有技術存在的缺陷，提供一種高純度、高轉化率的制備二氧化氯的新方法。
本發明氯酸鹽法制備二氧化氯的方法，其工藝步驟為A、配制含氯混合溶液以水為溶劑，其中，氯酸鈉的質量百分比3～40％，蔗糖的質量百分比1～10％；
B、將含氯混合液、硫酸、工業用雙氧水按1∶(0.1～10)∶(0.1～10)的體積比勻速加入第一級反應器，在反應溫度為10～30℃、反應器反應室負壓值為(10KPa～20KPa)的條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，反應的殘液送入第二級反應器；C、在第二級反應器中，在反應溫度為30～90℃且高于上一級反應溫度10℃或10℃以上、反應器反應室負壓值為(20KPa～30KPa)條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，將殘液排出，終止反應，或將殘液送入下一級反應器，對殘液進行下一級反應；D、在反應溫度為≤90℃且高于上一級反應溫度10℃或10℃上、反應器反應室負壓值≤70Kpa且高于上一級負壓值10KPa條件下，重復C步驟；本發明氯酸鹽法制備二氧化氯的方法，由于采用逐級升溫、串級獨立、負壓條件下反應，轉化率高、二氧化氯純度高，生產成本低、生產過程更為安全。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，對本發明作進一步詳細說明。
實施例1、氯酸鹽法制備二氧化氯的制備方法，其工藝步驟為A、配制含氯混合溶液以水為溶劑，其中，氯酸鈉的質量百分比30％，蔗糖的質量百分比5％；B、將含氯混合液、工業用硫酸、工業用雙氧水按1∶1.5∶0.5體積比勻速加入第一級反應器，在反應溫度為25℃、負壓為(10KPa～20KPa)的條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，反應的殘液送入第二級反應器；C、在第二級反應器中，在反應溫度為45℃、反應器反應室負壓值為(20KPa～30KPa)的條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，將殘液送入第三級反應器，進行第三級反應；
D、在第三級反應器中，在反應溫度為60℃、反應器反應室負壓值≤70KPa條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，將殘液排出，終止反應。
反應殘液排出后，還可以用堿中和再濃縮，回收硫酸鈉，但這不是本發明實現發明目的的必須步驟。
實施例2、氯酸鹽法制備二氧化氯的方法，其工藝步驟為A、配制含氯混合溶液以水為溶劑，其中，氯酸鈉含量為質量百分比10％，蔗糖含量為質量百分比1％；B、將含氯混合液、工業用硫酸、工業用雙氧水按1∶10∶10的體積比勻速加入第一級反映器，在反應溫度為10℃，反應器反應室負壓值為(10KPa～20KPa)條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，反應的殘液送入第二級反應器；C、在第二級反應器中，在反應溫度為30℃、反應器反應室負壓值為(20KPa～30KPa)條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，將殘液送入第三級反應器，對殘液進行第三級反應；D、在第三級反應器中，在反應溫度為90℃、反應器反應室負壓值≤70KPa條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，將殘液排出，終止反應。
實施例3、氯酸鹽法制備二氧化氯的制備方法，其工藝步驟為A、配制含氯混合溶液以水為溶劑，其中，氯酸鈉含量為質量百分比40％，蔗糖含量為質量百分比10％；B、將含氯混合液、工業用硫酸、工業用雙氧水按1∶1∶0.1的體積比勻速加入第一級反映器，在反應溫度為30℃、負壓為(10KPa～20KPa)的條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，反應的殘液送入第二級反應器；C、在第二級反應器中，在反應溫度為90℃、反應器反應室負壓值為(20KPa～30KPa)的條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，將殘液排出，終止反應。
實施例4、與實施例1基本相同，所不同的是氯酸鈉含量為質量百分比3％。
實施例5、與實施例1基本相同，所不同的是含氯混合液、工業用硫酸、工業用雙氧水按1∶0.1∶5的體積比進行反應。
對以上實施例制備的二氧化氯溶液進行分析，其轉化率均不小于83.2％，純度均不小于95.4％反應中采用的負壓可以將反應中產生的二氧化氯順利地轉移出反應器，提高反應的安全性，同時可以有效地減少副反應的發生，提高二氧化氯的轉化率和純度。
在工業化生產中，方法中提到的各級反應中的負壓范圍表示允許生產中壓力可以在此范圍內波動，而不影響反應效果。
權利要求
1.氯酸鹽法制備二氧化氯的方法，其工藝步驟為A、配制含氯混合溶液以水為溶劑，其中，氯酸鈉的質量百分比3～40％，蔗糖的質量百分比1～10％；B、將含氯混合液、硫酸、工業用雙氧水按1∶(0.1～10)∶(0.1～10)的體積比勻速加入第一級反應器，在反應溫度為10～30℃、反應器反應室負壓值為(10KPa～20KPa)的條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，反應的殘液送入第二級反應器；C、在第二級反應器中，在反應溫度為30～90℃且高于上一級反應溫度10℃或10℃以上、反應器反應室負壓值為(20KPa～30KPa)條件下進行反應；收集產生的二氧化氯，將殘液排出，終止反應，或將殘液送入下一級反應器，對殘液進行下一級反應；D、在反應溫度為≤90℃且高于上一級反應溫度10℃或10℃上、反應器反應室負壓值≤70Kpa且高于上一級負壓值10KPa條件下，重復C步驟。
全文摘要
本發明公開了一種氯酸鹽法制備二氧化氯的方法，其工藝步驟為A、配制含氯混合溶液；B、將含氯混合液、硫酸、工業用雙氧水按比例勻速加入第一級反應器，進行第一級反應；收集產生的二氧化氯，反應的殘液送入第二級反應器；C、在第二級反應器中，對殘液進行二級反應；收集產生的二氧化氯，將殘液排出，終止反應，或將殘液送入下一級反應器，對殘液進行下一級反應。本方法由于采用逐級升溫、串級獨立、負壓條件下反應，轉化率高、二氧化氯純度高，生產成本低、生產過程更為安全。
文檔編號C01B11/00GK1556029SQ200410013828
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月7日 優先權日2004年1月7日
發明者張全興, 魯秀國, 高冠道, 陳金龍, 李愛民, 龍超, 韓永忠 申請人:南京大學