[发明专利]生产二氧化氯的方法

说明书

本发明涉及一种能够在选定的压力下产生气态二氧化氯的生产二氧化氯的方法。

有许多生产二氧化氯的不同方法。在工业上使用的大多数大规模方法是在纸浆厂中进行的，并涉及碱金属氯酸盐在酸性反应介质中与还原剂例如过氧化氢、甲醇、氯离子或二氧化硫连续反应以形成作为气体从反应介质取出且然后以水吸收的二氧化氯。这类方法的综述可以参见“Pulp Bleaching-Principles and Practice”，TAPPI PRESS 1996，第II部分：原料，第2章：漂白化学品：二氧化氯，第61-69页。

作为实例，在一系列方法中，反应介质保持在非结晶条件下，通常在基本大气压下。在大多数情况下，将来自第一反应容器的废反应介质送至第二反应容器，从而进一步反应并产生二氧化氯。从最后的反应容器取出的废反应介质，通常称为残余酸，含有酸、酸的碱金属盐和通常一些未反应的碱金属氯酸盐。非结晶二氧化氯的生产方法的实例描述于EP 612686、WO 2006/033609、JP 03-115102和JP 88-008203中。

在另一系列方法中，反应介质保持在低于大气压的沸腾条件下的单个反应容器中，其中使酸的碱金属盐沉淀并以盐饼取出。该类方法的实例描述于美国专利5091166、5091167、5366714和5770171以及WO 2006/062455中。该类方法通常为大规模生产二氧化氯的最有效的方法，且通常称为单容器工艺(SVP)。通常甲醇或过氧化氢用作还原剂，这避免了形成显著量的作为副产物的氯气。

当用氯化物作为还原剂由碱金属氯酸盐生产二氧化氯时，得到大量作为副产物的氯气。已公开于例如美国专利4086329、5324497和2108976以通过各种单元操作，包括吸收和汽提而由氯气提纯二氧化氯。

二氧化氯通常以在生产过程中，尤其在纸浆漂白中获得的水溶液形式使用。还公开了以气相使用二氧化氯，例如如美国专利6569285和6752904中所述用于从木片中除去木素，或如美国专利3023076中所述用于处理烟道气。

WO 2009/010456公开了一种在保持在超级大气压力下的反应容器中通过将取出的气态二氧化氯送至含水吸收介质且由该吸收介质取出气态二氧化氯而生产气态二氧化氯的方法。

有利地能够提供在低于大气压力下运行的方法，它对生产要在选定压力下以气相使用的二氧化氯具有吸引力。由于稳定性问题，难以储存气态二氧化氯且在其中二氧化氯以气体从反应介质中取出的那些方法难以足够快速的控制以满足需求的变化，由此液体储存罐是必须的。还有利地是能够提供一种在低于大气压力下生产具有低浓度副产物如氯离子、氯酸根离子和硫酸根离子的气态二氧化氯的方法。

本发明的目的是提供一种在低于大气压力下生产二氧化氯的有效方法，其适合用于在其中使用气体二氧化氯的应用。

根据本发明，提供了在低于大气压力下运行的生产二氧化氯的非常有效的方法，且令人惊奇地发现该方法可用于生产高纯度且在所需压力(否则非常难以实现)下获得的气态二氧化氯。因此本发明涉及一种连续生产二氧化氯的方法，该方法包括在保持在低于大气压力下的反应容器中的含水反应介质中产生二氧化氯，将气态二氧化氯从所述反应容器中送至吸收塔且在其中使气态二氧化氯与水流接触而形成含有二氧化氯的水溶液，将所述含有二氧化氯的水溶液送至汽提设备，使气体吹过所述汽提设备中的二氧化氯水溶液以汽提出10-100％的进入汽提设备的二氧化氯并形成气态二氧化氯产品。

二氧化氯可例如如较早提及的美国专利5091166、5091167、5366714和5770171以及WO 2006/062455所述产生。

二氧化氯优选通过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甲醇和过氧化氢或其与一种或多种其他还原剂的混合物。

优选压力和温度的设置使得水从反应介质中蒸发而稀释形成的且从反应介质中取出并从反应容器中带出的二氧化氯。优选反应介质保持在约15℃至约100℃，最优选约30℃至约85℃的温度下。合适地，反应介质保持在约8kPa至约80kPa，优选约8kPa至约55kPa，最优选约10kPa至约50kPa的绝对压力下。优选反应介质保持在其主导压力下的沸点下。