[发明专利]制备二氧化氯的方法

说明书

本发明涉及一种用于从碱金属氯酸盐、酸和还原剂制备二氧化氯的方 法和生产设备。

二氧化氯用于各种应用中，例如漂白纸浆、漂白脂肪、提纯水和从工 业废料除去有机材料。因为二氧化氯在储存时不稳定，所以通常现场生产。

在大规模工艺中，通常通过使碱金属氯酸盐与还原剂在含水反应介质 中反应以制备二氧化氯。二氧化氯可以作为气体从反应介质中取出，如美 国专利5091166、5091167和EP专利612686所述。通常，二氧化氯气体 然后被吸收到水中，从而形成水溶液。这些大规模工艺是十分有效的，但 是需要昂贵的工业设备和仪器。

为了在小规模装置(例如水提纯装置或小型漂白装置)中从碱金属氯 酸盐生产二氧化氯，二氧化氯通常不从反应介质中分离。作为代替，从反 应器取出含二氧化氯、盐、过量酸和任选未反应的氯酸盐的产物料流，并 通常在喷射器中用水稀释后直接使用。这些方法近年来在工业上应用，例 如描述在美国专利2833624、4534952、5895638、6387344、6790427和 7070710，以及美国专利申请公开号2004/0175322、2003/0031621、 2005/0186131和2006/0133983中。所需的加工设备和仪器比上述大规模工 艺中更小。但是，对于一些其中适合使用小规模装置的应用，希望获得作 为气相的二氧化氯，或作为高浓度水溶液和/或不含过量酸和盐副产物的二 氧化氯。

本发明的目的是提供一种制备高浓度的和/或基本不含过量酸和盐副 产物的二氧化氯的简单方法。

本发明的另一个目的是提供用于实施所述方法的生产装置。

已经发现，通过在加入气态运动料流的喷射器中稀释来自反应器的产 物料流能实现上述目的。因此，一方面，本发明涉及一种制备二氧化氯的 方法，此方法包括连续的以下步骤：向反应器供应酸、碱金属氯酸盐和还 原剂；使碱金属氯酸盐与酸和还原剂反应，形成含有二氧化氯、水和酸的 碱金属盐的产物料流；将此产物料流从反应器输送到喷射器，并且与加入 喷射器中的气态运动料流混合，从而形成稀释的产物料流。所述稀释的产 物料流可以原样使用，例如用做漂白剂、用于水的提纯或任何其它适合使 用二氧化氯的应用，但是也可以在一个或多个单元操作中处理。

本发明的一个实施方案进一步包括以下步骤：将所述稀释的产物料流 输送到气液分离器；将气体从稀释的产物料流中的液体中分离出来，形成 含有二氧化氯的气体料流；和从气液分离器取出含二氧化氯的气体料流。 所述气体料流可以在任何适用于二氧化氯的应用中在气相中原样使用，例 如漂白或水的提纯，或在一个或多个单元操作中处理，例如被吸收到水中。 在后一种情况下，该方法优选还包括以下步骤：将含二氧化氯的气体料流 从气液分离器输送到吸收器；使所述气体料流与水流接触，形成含二氧化 氯的水溶液；和，从吸收器取出含二氧化氯的水溶液。所述水溶液然后可 以用于任何合适的应用，例如漂白或水的提纯。

本发明的另一个实施方案包括以下步骤：将所述稀释的产物料流从喷 射器输送到吸收器；使所述稀释的产物料流与水流接触，形成含二氧化氯 的水溶液；和，从吸收器取出含二氧化氯的水溶液。因此，所述稀释的产 物料流在没有进行任何预先气液分离的情况下输送到吸收器。所获得的水 溶液可以用于任何合适的应用，例如漂白或水的提纯。

使用气态运动料流代替用于喷射器的液体使得能制备高浓度的和/或 基本不含过量盐和酸的二氧化氯，并且在随后的单元操作例如气液分离和/ 或吸收中有较低的负担。此外，为了进一步将二氧化氯稀释以使分解风险 最小化，所需的在后续阶段加入的惰性气体得到减少，并在一些情况下不 需要加入惰性气体。

反应器可以如在上面提到的美国专利2833624、4534952、5895638、 6387344、6790427和7070710，以及美国专利申请公开号2004/0175322、 2003/0031621和2005/0186131中描述的那样操作，将这些文献的内容全部 引入本文供参考。

可以使用在二氧化氯生产中常用的任何还原剂，例如二氧化硫、氯化 物、甲醇和过氧化氢，其中特别优选过氧化氢。