Способ получения диоксида хлора Советский патент 1990 года по МПК C01B11/02 

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и может быть использовано для получения диоксида хлорида в целлюлозно-бумажной промьпиленности в качестве отбеливателя целлюлозы, хлопка, обеззараживания воды.

Цепью изобр етения является упрощение процесса за счет исключения выбросов реакционной смеси, связанных со снижением каталитической активности катализатора.

Пример 1 о В колбу помещают 60 мл хлорат-хлоридного раствора, нагревают до 60-80°С в присутствии

катализатора - соли кобальта (СоС.), взятой в количестве 0,01-1,0% от веса хлората натрия Постепенно приливают 25 мл 65%-ной серной кислоты при давлении 200-250 мм рт. ст. абс. При этом через реакционную смесь бар- ботируют воздух, который удаляет из реактора целевой продукт - диоксид хлора а Время проведения опыта 60 мин, температура 77°С, соотношение хлората натрия к хлориду натрия 1,65:1. Пример 2оВ условиях примера 1 в той же реакционной смеси. Оставшейся от опыта 1, без добавления свежего катализатора проводят

сд со .4

со СП

процесс получения диоксида хлора путем взаимодействия свежей павески NaClOj с Nad. Целевой продукт удал .ют из реактора путем его отдувки воздухом.

Результаты опыта представлены в табЛо 1.

Из данных, приведенных в табл« 1 видно, что процесс без добавления свежего катализатора протекает так же, как и в опыте 1 о Это свидетельствует об отсутствии снижения каталитической активности солей кобальта в хде их рециркулирования и проведения процесса.

ПримерЗ. В условиях примеров 1,2 проводят процесс получения диоксида хлора в присутствии катализатора - солей серебра и марган- ца, по известному способу.

Под.ачу катализаторов проводят по отдельности растворов азотнокислого серебра и затем сульфата марганца. Рекомендуется никогда не смешивать оба раствора до их ввода в реактор, чтобы не осадить нерастворимую соль серебра. Такое условие вносит определенные трудности в технологию получения диоксида хлора.

После израсходования хлората натрия и хлорида натрия проводят процесс получения диоксида хлора путём добавления свежей навески хлората натрия и хлорида натрия без добавления свежего катализатора - солей серебра и марганца.

Условия примера 3 и результаты опыта приведены в табл. 2,

При повторном проведении реакции путем введения свежих реагентов каталитическая смесь теряет свою активность и выход хлора падает с 87-96,3 до 45,3-58, Uo

Снижение-выхода диоксида хлора до 45% может происходить при проведении одного цикла процесса. Это обусловлено частичной дезактивацией катализатора. -Добавление свежеприготовленного катализатора вызьшает бурное выделение из жидкой реакционной смеси газообразного продукта диоксида хлора и сопровождается силными вскипаниями, выбросами и взрывами в реакторе.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при получении диоксида хлора в качестве катализатора используют соли никеля , кобальта и олова Sn,

где X - CHjCoo-, CI-;NO;,

или их смеси, взятые в количестве 0,05-1,0% в пересчете на хлорат натрия, которые не снижают своей каталитической активности и могут быть рециркулируемы., Кроме того, смесь указанных катализаторов обладает

Q синергетическим характером и вызывает значительный при использовании в меньшем количестве, чем соли кобальта, никеля или олова, взятых отдельно друг от друга.

f В табл. 3 представлены данные по выходу диоксида хлора в присутствии предлагаемых катализаторов и их смесей в интервале концентраций 0,01- 1,0% от количества хлората натрия,

Из данных, приведенных в табл. 3, видно, что в присутствии 0,05% катализатора выход диоксида хлорида минимален и составляет 86,1-90,0%. Максимального значения, равного 96,4%,

5 выход диоксида хлора достигает при концентрации катализатора, равной 1%, в присутствии 0,75% катализатора выход продукта составляет 94,7%, что незначительно ниже, чем в присутствии 1% катализатора. Оптимальным количеством следует считать концентрацию катализатора 0,5-0,75%,

Б табло 4 представлены результаты по выходу диоксида хлора при многократном использовании катализаторов,

5 Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать диоксид хлора с выходом 86,6-96,0% при неоднократном использовании катализатора в интервале 0,05-1,0% в пересчете

О на хлорат натрия, в то время как по известному способу выход диоксида, хлора снижается с 87,0-96,3 до 4,5,3- 58,1% при повторном его использовании,

5 Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является -упрощение процесса получения диоксида хлора, поскольку применение предлагаемых катализаторов позволяет

0 исключить взрьшы и выбросы реакционной смеси, происходящие в известном способе при добавлении свежих порций катализатора, в то время, когда выход диоксида хлора снижается до 45%.

5 При этом в качестве катализатора в предлагаемом способе иллюстрируются более доступные и дешевые соли никеля, кобальта и олова по сравнению

0

с дорогостоящими и дефицитньми солями серебра, испольэуемьми в известном способе.

Формула изоб

р е т е н и я

Способ получения диоксида хлора, включающий взаимодействие хлората натрия с хлорвдом натрия в сернокислой среде в присутствии катализатора при повышенной температуре и пониженном давлении, отличаю

5941356

щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса за счет исключения выбросов реакционной смеси, в качестве катализатора используют соли никеля , кобальта , олова Sn ,

где X - SOJ-, CHjCOO-, Cl, NO , , или смеси солей кобальта и олова: CoClj + SnCl-i, СО(КОз)2 + Q + 5п(СНзСОО)2, CoS04+ SnClj,; 0001 + t- SnSO, Со(СЙэСОО)г + SnCl, в количестве О,05-1, хлорат натрия.

в пересчете на

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и может быть использовано для получения диоксида хлора в целлюлозно-бумажной промышленности в качестве отбеливателя целлюлозы, хлопка, обеззараживания воды и позволяет создать возможность для образования диоксида хлора с высоким выходом, исключив выбросы реакционной смеси, связанные с дезактивацией катализатора. Способ осуществляют взаимодействием хлората натрия с хлоридом натрия в сернокислой среде в присутствии катализатора при повышенной температуре и пониженном давлении. В качестве катализатора используют соли никеля NI 2+X, кобальта CO 2+X, олова SN 2+X, где X - SO 2--CH 3COO -,CI -,NO 3,C 2O 2- или смеси солей кобальта и олова: CO/NO 3/ 2+SN/CH 3COO/ 2,CO SO 4+CUCL 2,COCL 2+SNSO 4 CO/CH 3COO/ 2+SNL в количестве 0,05-1,0% в пересчете на хлорат натрия. Предложенный способ позволяет получать диоксид хлора с выходом 86,6-96,0% при неоднократном использовании катализатора. 4 табл.

Серебро азотнокислое

Марганец сернокислый

Серебро азотнокислое

Марганец сер- нокисльй

Серебро азотнокислое

Марганец сернокислый

77

80

1,65:1

1,65:1

80 1,65:1

Таблица 1

Таблица 2

60

87,0

А5,3

60

89,0

48,1

60

91,2

50,6

751,65:1

701,65:1

Опыт Соль

CoCli

Co(HOj)

CoSO,

Co(CHjCoO)j

CoCi04

SnSlj

SntHOj),,

SnSO,:

Sn(CHsCOO),

SnCjO,

HiCl

Hi(HOj)j

NiSO

HKCHjCOO)

.NiCjO,

SnClj

Co(TO,) + Sn(CHjCOO)i

CoSO, SnClt

CoClj + SnS04

Со(С 5СиО)г. + RnCla

60

93,1

55,3

60

96,3

58,1

.

Таблица 3

Примечание. Все приведенные концентрации катализатора укладьшаются в интервал 0,05-1%.

159413510

Таблица 4