Способ получения хлората натрия Советский патент 1983 года по МПК C01B11/14 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРАТА НАТРИЯ

1

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области па , пучения хлората натрия.

Известен способ получения хлората натрия, состоящий из последовательньк стадий электролиза хлорид-хлоратных растворов с применением на стадии доочистки от хлора соединений трехвалент-. ного хрома 1J .

Недостатками данного метода являются большие энергозатраты и загрязнение раствора токсичными соединениями трехвалентного хрома.

Известен также каустический способ .получения хлората натрия, заключающийся в лолучении слабых щелоков путем электролиза раствора Hcittc последующим их хлорированием до хлората натфия. Растворы хлората натрия в дальнейшем исполЕ зуются для получения бертопртовой соли.

Получение хлората натрия в процессе хлорирования гидроокиси натрия идет по следующим реакциям:

ce H o-HceotHce WdOHtHcto Naoce ЧлО Марсе ацсЕо насео йЦсЕ.. МаОЦ+нсе-Масе+НаО

Суммарно хлорирование раствора НаОН

10 выражается уравнением

6 NdOH се2 - масео 15Насе зиаО.

, 5 Из реакций видно, что хлорат натряя получается путем окисления гипохло- . рита натрия хлорноватистой кислотой Г2.1.

Недостатком известного способа являются большие энергозатраты и трудность

20 проведения процесса хлорирования каус-. тика до хлората натрия, конец хлорирования протекает с резким повышением температуры, что часто приводит к выбрасьгоанию раствора из аппарата. llenbio изобретения является удешевление продукта и обеспечение безопасности ведения процесса. Постеленная цепь достигается тем, что согласно способу получения хлората натрия окислением раствора ипохпората натрия, окисление ведут углекислым газом до рН 7,5-8,5 с последук шим облучением ультрафиолетовым светом.. В качестве исходного сырья используются отходы растворов гипохдорита натрия с содержанием 12О-140 г/л НаС€, 10-40 г/л - NaCeO,, 100-140 г/л МоСС . 10-40 г/л -NaOF, которые образуются при поглощении абгазов хлора гидроокисью натрия. Например, в.производс/те фреонов и каустика диафрагменНЬ1М методом,. Если содержание щелочи в растворе гипохлорита будет ниже 2 г/л, то мозиет пойти -самопроизвольное разложение гипохлорита натрия с образованием хлора, если будет более 3 г/л, то раствор хлората натрия будет загрязнен Kaip6oHaтом натрия, который образуется при взаимодействии гидроокиси натрия с углекислым газом.. Установлено, что при обработке раст вора гйзам до рН 8,5-7,5 в растворе присутствует гипохлорит натрия и хлорноватистая кислота, хлора в абгазах не обнаружено, что указывает на отсутстви разложения активного хлора по хлорному методу. Если подачу углекислого газа прекратить при рН среды вьпие 8,5, то хлорноватистой кислоты в растворе еще недостаточно и посне облученига в растворе остается гипохлорит натрия, следовательно при этом снижается процент 1 выхода хлората натрия. При рН среды ниже 7,5 наблюдается частичное разло жениё активного хлора с выделением хл ра., Пример. Раствор гипохлорита натрия, содержащий 121,0 г/л МаОСР 41,2 г/л bJcaCeo,; 140 г/лМасе и 5,3 г/л МаШ. в Количестве 10О мл наливают в кварцевую колбочку, при те пературе 15°G и непрерывном перемеш ванйн раствора магнитной мешалкой под ют углекислый газ до снижения рН сре с 11,2 до 7,5. После этого подачу угПбЕИСЛОго газа прекращают и раствор облучают ультрафиолетовым светом. В честве источника ультрафиолетового из лучения используют лампу БУВ-15, ко торая имее следующие электрические 9 7 арактеристики мощность 15 Вт, ток ,3 А, напряжение на лампе 57 В, свеовой поток 130 лм, диапазон длин воЛн 77-254 нм. Лампу располагают на асстоянии 10О мм от колбочки и облуают раствор в течение 40 мин. По истечении указанного времени гиохлорит натрия полностью превращается хлорат и в растворе содержится 94,1 г kaceoj, 207,iNaCE . 0,7 г/л N02,003 ыход хлората натрия по сравнейию с теоретическим составляет 99,3%. Выделяющиеся при обработке абгазы поглоща-i т раствором гидроокиси натрия. При анализе в растворе бьши обнаружены следы NO Сб. что указьШает на отсутствие побочных реакций в процессе окисления гипохлорита в хлорат. П р и м е р 2. Раствор гипохлората натрия, содержащий 119,3 , i 36,2 г/лМаС80з 132,5 г/лМс1Се и 41.0г/л NQОН.подвергают хлорированию до достижения щелочности г/л МаОН. После чего раствор в количестве 100 мл наливают в кварцевую колбочку и подают углекислый газ при температуре 15С до снижения рН среды с .11,2.до 8,5. После этого подачу углекислого Газа прекращают и раствор облучают ультрафиолетовыми лучами. В качестве источника ультрафиолетового кзлученИя используют лампу БУВ-15. Электрическая характеристика лампы указана в примере 1. Лампу располагают на расстоянии 10О мм от колбочки и облучают раствор в течение 40 мин. По истечении указанного времени гипохлорит натрия полностью превращается в хлорат и в растворе содержится 107,2 г/л НаСеОз, 237,1 г/лМаСеи 0,6 г/л ,. Выход хлората натрия по сравнению с теоретическим составляет 99,5%. В процессе подачи углекислого газа и облучения раствор перемешивают на магнитной мешалке. В растворе гидроокиси натрия после поглощения абгазов обнаружены следы IcjOCC. I П и м е р 3. (рН 5,9,NaOH15.1г/л). В кварцевую колбочку наливают 75 мл раствора гипохлорита натрия с содержанием 140,1 г/л NcjOCC, 31.4г/л Нассоз,170 г/лЫаа , 51 г/л Ыоон и при температуре 15°С и непрерьтном перемешивании раствора магнитной ме- и1алкой подают углекислый газ до снижения рН среды с 11,2 до 5,9. После этого подачу углекислого газа прекращают и раствор облучают в течение 40 мин. упьтрафиопетовыми лучами. В качестве источника ультрафиолетового излучения используют лампу БУВ-15, которая имеет следующие электрические характеристики: мощность 15 Вт, ток О,3 А, напряжение на лампе 57 В, световой поток 13О ям, диапазон длин волн 577254 нм. Лампу располагают на расстоянии 1ОО мм от колбочки и облучают pac вор в течение 4О мин., После облучения в растворе содер ит ря 5.5 г/л СЕ . 91,4 г/л NqCECb, 23Ог .NdCB, 0,9 г/лМсЬ СОу В растворе гидро(жисн натрия, которым поглощают выделяющиеся абгазы обнаружено, 4,5 г/п NaOCBH 3,8 г/л NaC€, что указывает на протекание побочной реакции в процес се. Выход хлората натрия по сравнению с теоретическим составляет 94,5%. П р и мер 4. (рН 7,5, NqOVi. 5,3 г/л), Раствор гйпохлорита натрия, содержащий 121,0 г/лНоОСе, 41,2 Г/л Naceoj. 140,3 г/л .Касс и s,3 г/л NaOrt в количестве 1ОО мл напивают в кварцевую колбрчку, при температуре 15С и непрерьшном перемеишвании раст вора магнитной мешалкой подают углекис лый газ до снижения рН среды с 11,2 до 7,5. После этого подачу углекислого газа прекращают и раствор облучают ультрафиолетовыми лучами в течение 4О мин. В качестве источника ультрафиолетового излучения использовалась лампа, БУВ-15. Электрическая характеристика лампы указана в примере 1. По истечении указанного времени гипохлорит натрия полностью превращается в хлорат и в растворе содержится 94,1 г/л MaCeOj. 2О7,1 г/л No се, о, 7 г/лNa/J.eO Выход хлората натрия по сравнению с теоретическим составляет 99,3%. Выдел ющиеся при обработке абгазы поглощают pacTBOpioM гидроокиси натрия. При анализе В; растворе были обнаружены следы NOCC, что указывает на отсутствие побочных реакций в процессе окисления гйпо хлорита в зслорат. П р и м е р 5. (рН 8,0 NoOH3,0 г/л), В кварцевую колбочку заливают 1ОО мл раствора гйпохлорита натрия с содержанием 147,3 г/л ЫаОСЕ, 28,1 г/л Naceo, 181,о г/л jjoce и 3,О г/л NqOH и при температуре 15°С и непрерывном перемешивании раствора магнитной мешалкой подают углекислый газ до снижения рН среды с 11,2 до 8.0. После этого подачу углекислого газа прекраща1от и раствор облучают в течение 40 мин ультрафиолетовыми пунами. В качестве источника ультра4п1опв-тового излучения используют лампу БУВ-15. Электрическая характеристика лампы указана в примере 1, После облучения в.растворе сод§ ится 101,8 г/л , 263,1 г/п 0,4 г/л . Выход хлората натрия . по сравнению с теоретическим сос-гавляет 99,4%. Выделякициеся при обработке абгазы поглощают раствором гидроокиси натрия. При анализе в растворе определена только МС|ОЧ 1то указьшает на отсутствие побочных реакпий. П р им е р 6. (рН 8.0 МаСЗЙ6,3 г/л). В кварцевую колбочку ЮОмл раствора гйпохлорита натрия с содержанием 47,3 г/л Waосе, 28,1 г/л NattOj, 181,0 г/лЫаСе и 6,3 г/лМаОНй при . температуре 15°С и непрерывном перемешивании раствора магнитной мешалкой подают углекислый газ до снижения рН среды с 11,2 до .8,0. После этого sT подачу углекислого газа прекращают и раствор облучают в течение 4О мин ультрафиолетовыми лучами. В качестве источника ультрафиолетового излучения используют лампу БУВ-15 с электрической характеристикой, указанной в примере 1 . После облучения в растворе содержится 100,4 г/л НоСЮэ 262,9 г/л, 2,5 г/лЫСлССь- Выход хлората натрия по сравнению с теоретическим составляет 99,4%. В растворе гидроокиси натрия после поглощения абгазов определена только NoOH. П р и м е р 7. рН 8,5,МаСМ- 5г/л). Раствор гйпохлорита натрия, содержащий . 119,3 г/л Наосе, 36,2 г/л ЦосеОэ, 132,5 и 41,0 г/л МаОНподвергают хлорированию до достижения щелочности 5 г/лМаОН. После чего раствор в количестве 1ОО мл налива- ют в кварцевую колбочку, при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке подают углекислый газ при температуре до снижения рН среды с 11,2 до 8,5. После этого подачу углекислого газа прекращают и раствор облучают ультрафиолетовыми лучами в течение 40 мин. В качестве источника ультрафиолето-ь вого излучения используют лампу БУВ-15 с электрической характеристикой указанной в примере 1. После облучения, гипохлорит натрия пол.-юстью превращается в хлорат и в растзоре содержится 107,2 г/л МоССОд 237,1 г/л НаСеи о.6 г/п КГйй.СОз. Выход хлората натрия по сравнению с. теоретическим составляет 99,5%. В растворе гидроокиси натрия после ггог-., пашеняя абгазов обнаружевоы следы НоОМ Примере. (рН 9. NbOH -4,9г/л В кварцевую колбочку заливают 100 мл раствора гипохлорита натрия с содержанием 147,3 г/л NaOte, 28,1 г/лМвССС 181.0 г/л j4ciCfc к 4,9 г/л МООНи при температуре и непрерьшном перемешивании раствора магнитной мешалкой подают углекислый газ до снижения рН среды с 11,2 до 9. После этого подачу углекислого газа прекращают и раствор облучают в течение 4О мин ультрафиолетовыми лучами. В качестве источника ультрафиолетового излучения испольвуют лампу БУВ-15 с электрической характеристикой, указанной в примере 1. После облучения в растворе содержится 15,7 г/лМаосе, 252,8 г/л Nocebj, 0,6 г/л . Выход хлората натрия по сравнению с теоретическим составляет 89,3%. В растворе гидроокиси натрия после поглощения абгазов определена гопъкоМаом. 9 27 Предлагаемый способ позволяет более i рационально использовать отходы гипохлорита натрия с получением более дешевого и необходимого для народного хозяйства хлората натрия. Растворы хлората натрия могут использоваться для получения бертолетовой соли или анилиновых красителей. Формула изобретения Способ получения хлората натрия окислением раствора гипохлорита натрия, отличаю, щийся тем, что с целью удешевления продукта и обеспечения безопасности ведения процесса, окисление ведут углекислым газом до рН 7,5-8,5 с последующим облучением ультрафиолетовым светом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 431099, кл. С 25 В 1/26 1974. 2. Шрайбман С. С. Производство бертолетовой соли, ГОНТИ НКТП, , с. 156-164г (прототип).