[发明专利]一种甲醇与双氧水组合还原制备高纯度二氧化氯的方法

说明书

本发明公开了一种甲醇与双氧水组合还原制备高纯度二氧化氯的方法，该方法是：先将浓硫酸、氯酸钠溶液注入发生器中形成反应母液，并使反应母液维持一定的酸度、温度和氯酸钠含量，然后加入由甲醇和双氧水组合的还原剂反应产生二氧化氯气体及副产品中性芒硝，二氧化氯气体经冷却后用低温冷冻水吸收，得到二氧化氯水溶液，同时对副产品进行回收。采用本发明方法生产的二氧化氯溶液比采用单一的甲醇还原剂生产的二氧化氯的Cl₂含量降低60‑70％，硫酸消耗量降低14‑20％，而且产生的副产品为中性芒硝，不需要进行酸性芒硝中性化处理。

技术领域

本发明涉及二氧化氯的生产方法，具体是一种采用甲醇与双氧水组合还原制备高纯度二氧化氯的方法。

背景技术

二氧化氯(ClO₂)在常温常压下为橙黄色气体，具有类似于氯和臭氧混合物的刺激性辣味，沸点为11℃，冰点为-59℃，在11℃时气态密度为3.09g/m3。气态ClO₂不稳定，高浓度时光照或与有机物相接触会引起爆炸分解生产氧气、氯气。一般情况下，现场制备，现场使用。常温下用空气、水蒸汽稀释至12％的体积含量以下或为低温水溶液状态时较为稳定，在水中的溶解度随着温度的升高而降低。ClO₂具有很强氧化能力，可用作纸浆和纺织品等的漂白剂、水处理剂、新型空气净化清新剂和用于饮食、防疫、卫生等方面的消毒杀菌剂。

目前工业制备二氧化氯常用的方法主要是氯酸钠法，该方法主要使用甲醇、盐酸、氯化钠、双氧水或二氧化硫作为还原剂，其中甲醇作为还原剂的制备方法是目前的主导生产方法，该法生产效率较高，但产品中含一定的氯气，硫酸消耗偏高，且产生的副产品——酸性芒硝需要进行中性化处理后才能回收利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种甲醇与双氧水组合还原制备二氧化氯的生产方法，该方法能够提高产品的纯度，同时使反应产生的副产品芒硝直接以中性芒硝的形式结晶析出，降低硫酸消耗。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明甲醇与双氧水组合还原制备高纯度二氧化氯的方法，它包括如下操作步骤：

第一步，首先将浓硫酸、氯酸钠溶液注入发生体系中形成反应母液，并使反应母液维持酸度5.8-6.2N，氯酸钠含量234-266g/l，保持温度69-73℃；所述发生体系由反应器和再沸器经循环管连接构成；

第二步，然后加入还原剂使反应母液反应产生二氧化氯气体及副产品中性芒硝，所述还原剂是由甲醇与双氧水组成的组合还原剂，该组合还原剂中的甲醇与双氧水按质量百分比的配比是：甲醇60—70％:双氧水30—40％；

第三步，将反应产生的二氧化氯气体经冷却后用4-10℃的低温冷冻水吸收，得到二氧化氯水溶液，同时对副产品中性芒硝进行过滤洗涤回收。

本发明方法第二步中，所述还原剂中的甲醇在加入前，先采用软化水稀释成体积浓度为20％的甲醇溶液，然后将其从再沸器出口的文丘里管加入。

本发明方法第二步中，所述还原剂中的双氧水在加入前，先将其配制为质量浓度为30％的双氧水溶液，然后将其与氯酸钠溶液混合后从再沸器入口处加入。

本发明方法第二步中，组合还原剂的甲醇与双氧水按质量百分比的优选配比是：甲醇66％:双氧水34％。

本发明方法第一步中，所述反应器保持真空，其压力为-78～-82Kpa。

本发明方法第三步中，所述二氧化氯气体从反应器顶部排出，其与反应器产生的水蒸汽混合的气体温度为57～68℃，经间冷器初步冷却降温到38～45℃，然后进入二氧化氯吸收塔塔内，采用冷冻水喷淋吸收形成二氧化氯水溶液。