СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИТА НАТРИЯ Советский патент 1958 года по МПК C01B11/10 

Среди известных промышленных способов получения хлорита натрия особенно интересен так называемый амальгамный способ, сущность которого состоит в восстановлении водных растворов двуокиси хлора разбавленной амальгамой натрия, полученной в хлорной ванне с ртутным катодом при электролизе растворов хлористого натрия.

Предлагается способ получения хлорита натрия из двуокиси хлора через амальгаму натрия при проведении процесса в конкретных параметрических данных, обеспечивающих устойчивые высокие выходы в расчете на введенную в процесс двуокись хлора, а также принципиальная технологическая схема его осуществления.

Экспериментально установлено, что для достижения высоких выходов хлорита по «амальгамному» методу, необходимым является не только применение амальгамы натрия с невысоким содержанием в ней натрия (не выше 0,1% весовых), как считалось ранее, но и поддержание определенного рН реакционной среды во время процесса, а именно, в пределах 8,0-9,5, определенной температуры ее - не выше 30°, ограничение концентрации в реакционной массе образующегося хлорита натрия - не выше 0,6-0,8 моль/л. Проведение «амальгамного» способа получения хлорита натрия в указанных условиях обеспечивает высокие (80%), устойчивые выходы хлорита натрия по затраченной двуокиси хлора.

Принципиальная технологическая схема предлагаемого способа представлена на чертеже.

Процесс протекает следующим образом: амальгама натрия с содержанием 0,08-0,1% (весовых) натрия из электролизера 1 самотеком проходит через теплообменник 2, где встречным потоком использованной амальгамы охлаждается до температуры 25-30°, и далее поступает в реактор-разлагатель 3 амальгамы, куда одновременно подается очищенная вода и газообразная смесь хлора и азота (10% объемных СIO₂), причем эта смесь подается на некотором расстоянии от ввода амальгамы и воды, чтобы двуокись хлора растворялась в воде, уже содержащей небольшое количество щелочи, соответствующее рН реакционного раствора в пределах 8,0-9,5. Поддержание необходимого рН осуществляют с помощью автоматического рН-метра, регулирующего включение подводящей газовой линии на соответствующем расстоянии от ввода амальгамы и воды. Использованную на восстановление ClO₂ амальгаму с содержанием 0,01-0,02% (весовых) натрия перекачивают ртутным насосом 4 в теплообменник 2 для охлаждения идущей на разложение амальгамы и далее в электролизер 1, откуда после донасыщения натрием амальгама снова поступает на разложение.

Не поглощенную в разлагателе СlO₂ вместе с азотом направляют в реактор двуокиси хлора, а раствор СlO₂ после частичного восстановления последней вновь возвращается в разлагатель до тех пор, пока концентрация хлорита в растворе не достигнет 0,6-0,8 моль/л.

По достижении этой концентрации раствор хлорита направляют в аппарат-абшайдер 5 для отделения газовой фазы от жидкой и далее в колонну 6 для отдувки остатков двуокиси хлора азотом, которую вместе с азотом направляют в газовый цикл процесса, а раствор хлорита направляют на вакуум-упарку с последующей кристаллизацией, или подвергают распылительной сушке горячими газами при температуре 200-420°. Такая сушка представляет собой наиболее рациональный прием переработки раствора хлорита, позволяющий без заметного разложения получать сухой продукт с содержанием 90-92% хлорита натрия.

Результаты опытов по восстановлению двуокиси хлора амальгамой натрия показывают четкую зависимость выхода хлорита и содержания в последнем хлористого и хлорноватокислого натрия от температуры в реакторе-разлагателе амальгамы, концентрации хлорита в растворе и от рН реакционного раствора (при концентрации амальгамы 0,08% Na).

Результаты анализов хлорита натрия, полученного по описанной выше схеме на лабораторной установке (табл. 2):

1. Способ получения хлорита натрия восстановлением водных растворов двуокиси хлора амальгамой натрия, отличающийся тем, что, с целью получения высоких устойчивых выходов хлорита натрия, процесс восстановления ведут в условиях циркуляции восстанавливаемого раствора до достижения концентрации хлорита натрия в нем 0,6-0,8 моль/л, при поддержании рН раствора 8,0-9,5 и температуре не выше 30°.

2. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и поддержания оптимальной температуры реакционной среды, ртутный электролизер соединяют с аппаратом-разлагателем амальгамы ртутным насосом через прямоточный холодильник, где охлаждающим агентом служит отработанная в аппарате-разлагателе амальгама натрия.

3. Прием выполнения способа по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью поддержания оптимального значения рН реакционной среды, газовую смесь (двуокись хлора с инертным газом) подают непосредственно в реактор-разлагатель с помощью системы нескольких вводов, при этом регулировку рН реакционной среды осуществляют автоматически с помощью рН-метра путем изменения расстояния от ввода в разлагатель смеси до места ввода амальгамы и воды.