Способ получения диоксида хлора Советский патент 1991 года по МПК C01B11/02 

Изобретение относится к способу получения диоксида хлора, используемого, в частности, в качестве отбеливателя в целлюлозно-бумажной промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет снижения расхода серной кислоты.

На чертеже приведена технологическая схема способа.

Пример 1. В реактор 1 для получения диоксида хлора подают раствор, содержащий 550 г/л ЫаСЮз, 4,2 г/л Na2Cr20; и 97,8 г/л NaCI, а также раствор смеси серной и хлористоводородной кислот, полученный на последующих стадиях технологического процесса, общей концентрацией 12 н., со-, держащий 17,5% хлористоводородной и

23,5% серной кислот. Также в реактор подается серная кислота в количестве 23 г/ч. В реакторе поддерживают давление 235 мм рт.ст. и температуру 78°С.

Образующуюся в реакторе газообразную смесь, содержащую, г/л: диоксид хлора 90, хлор 59, воздух 12, водяной пар 557, непрерывно выводят из реактора и направляют в конденсатор для охлаждения до 43°С. Образующийся в реакторе осадок сульфата натрия удаляют в виде пульпы из нижней части реактора и подвергают фильтрации. .

Образовавшуюся после конденсатора смесь из газа и жидкости направляют в нижнюю часть абсорбера 2, в верхнюю часть которого подают воду со скоростью 11 тт/ч.

На выходе в нижней части абсорбера получают водный раствор, содержащий 8 г/л диоксида хлора и 1,2 г/л хлора.

Оставшуюся неабсорбированную газообразную смесь, содержащую хлор (45 г/ч) и воздух (12 г/ч), подают в реактор 3, представляющий собой насадочную колонну, разделенную на верхнюю и нижнюю реакционную зоны, причем высота верхней зоны в данном реакторе составляет 22% от общей высоты реактора. Хлорвоздушную смесь вводят в нижнюю реакционную зону, а диоксид серы в количестве 41 г/ч подают в реактор в нижнюю часть верхней реакционной зоны. Реактор 3 снабжен хвостовой башней 4, в верхнюю часть которой подают- воду (178 г/ч) при температуре менее 20°С. В хвостовую башню поступают непрорга- гировавшие вреакторе газы, и образующийся в результате их абсорбции водный раствор смеси кислот возвращают в реактор.

В нижней реакционной зоне часть хлора растворяется в водном растворе кислот и взаимодействует с остаточным количеством диоксида серы, содержащимся в данном растворе, а часть хлора в газообразном виде поступает в верхнюю реакционную зону, где вступает в реакцию с диоксидом серы, подаваемым в эту зону.

Образующуюся смесь кислот, содержащую 17,5 мас.% HCI, 23,5% H2S04 и 0,03% S02 выводят из днища реактора 3 и делят в соотношении 1:50 на два потока. Меньшую часть с концентрацией 12 н. в реактор 1 для получения диоксида хлора, большую - через теплообменник для охлаждения рециркули- руют в верхнюю часть реактора 3.

Результаты остальных экспериментов, проведенных аналогично примеру 1, но при различных соотношениях потоков кислотного раствора, приведены в таблице.

Пример 6. Водный раствор диоксида хлора получают аналогично примеру 1. Взаимодействие неабсорбированного хлора с диоксидом серы осуществляют в двух реакторах, причем все количество диоксида серы подают в первый по ходу хлорвоздушной смеси реактор, а хлор - во второй. Образовавшуюся в первом реакторе смесь кислот подают на орошение в верхнюю часть второго реактора. Образовавшуюся во втором реакторе смесь кислот с концентрацией 12 н. содержащую, %: HCI 17,5; HaSO 23,5, S02 0,03, возвращают в голову процесса в реактор для получения диоксида хлора и подают на орошение в первый реактор.

Пример (известный). Водный раствор диоксида хлора получают аналогично

примеру 1. Газообразная смесь из абсорбера с содержанием 45 г/ч CI2 и 12 г/ч воздуха подают в нижнюю часть реактора 3 на стадию получения кислотной смеси, где смешивают с 28 г/ч диоксида серы, что соответствует 30%-ному избытку хлора.

В верхнюю часть хвостовой башни подается вода со скоростью 124 г/ч. Образующаяся смесь кислот содержит, %: HCI 17,5;

H2S04 23,5 и SO 0,03. Часть кислотного раствора направляют в реактор для получения диоксида серы, в который дополнительно подают 61 г/ч серной кислоты.

Газ, выходящий из хвостовой башни и

содержащий 14 г/ч CI2 и 12 г/ч воздуха, поглощают 14%-ным раствором гидроксида натрия с получением 7%-ного раствора NaCIO (потребление NaOH 31 г/ч).

Таким образом, предлагаемый способ

позволяет на 32-38 г/ч снизить расход серной кислоты по сравнению с известным, кроме того, не требует дополнительных операций по очистке от хлора отходящих из реактора газов с применением раствора едкого натра.

Формула изобретения

1. Способ получения диоксида хлора,

включающий взаимодействие хлората и хлорида натрия в растворе смеси серной и хлористоводородной кислот с концентрацией 2,0-4,8 н. при 50-100°С и под вакуумом, удаление из реакционной зоны образующегося при этом осадка сульфата натрия, абсорбцию водой реакционной газообразной смеси, содержащей диоксид хлора, хлор и пары воды с получением раствора диоксида хлора,подачу неабсорбированного хлора на

стадию взаимодействия с диоксидом серы в водной среде с получением смеси серной и хлористоводородной кислот, рециркулируе- мой в голову процесса, абсорбцию отходящих с этой стадии газов водой и подачу

образующегося раствора на стадию взаимодействия, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расхода серной кислоты, взаимодействие хлора с диоксидом серы

Q проводят в реакторе, разделенном на верхнюю и нижнюю реакционные зоны, с подачей диоксида серы в нижнюю часть верхней зоны, при этом хлор подают в нижнюю зону в количестве, обеспечивающем его избыток

е на выходе из этой зоны, а выходящий из нижней зоны раствор смеси кислот делят на два потока в массовом соотношении 1:(5- 50), причем меньшую часть потока с концентрацией 8-13 н. направляют на стадию взаимодействия исходных реагентов, а

большую - на орошение верхней реакционной зоны.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что взаимодействие хлора с диоксидом серы в водной среде осуществляют в двух реакторах с подачей в первый по ходу газа

реактор всего количества диоксида серы, а хлора - во второй реактор, орошаемый полученным в первом реакторе раствором, с выводом из нижней части второго реактора смеси кислот, направляемой на орошение первого реактора и на стадию взаимодействия исходных реагентов.

Изобретение относится к способам получения диоксида хлора, используемого, в частности, в качестве отбеливателя. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет снижения расхода серной кислоты. Способ включает взаимодействие хлората и хлорида натрия в растворе серной и хлористоводородной кислот с концентрацией 2-4,8 н. при 50-100°С и под вакуумом, абсорбцию водой реакционной газообразной смеси, содержащей диоксид хлора, хлор и пары воды, с получением раствора диоксида хлора. Затем неабсорбированный хлор подают на стадию взаимодействия его с диоксидом серы, которое проводят в реакторе, разделенном на верхнюю и нижнюю реакционные зоны, с подачей диоксида серы в нижнюю часть верхней зоны, а хлор при этом подают в нижнюю зону в количестве, обеспечивающем его избыток на выходе из этой зоны. Выходящий из нижней зоны реактора раствор смеси кислот делят на два потока в массовом соотношении 1:(5-50), причем меньшую часть потока с концентрацией 8-13 н. направляют на стадию взаимодействия исходных реагентов, а большую - на орошение верхней реакционной зоны. 1 з.п. ф-лы, 1ил., 1 табл. Ј

Н90

CW2/Cli

/s

NQCL03

HzSUJ

NaCt

v

Cl

Т

HzSOt+HCl НгЗОь+НЩ