Способ получения диоксида хлора

(51) 5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АТЕНТУ а Холмстрем, Лагея Гертруд НореллЕ)(57) Изобретеучения диоксистн ости, в кизобретенияпроцесса за скислоты, Спо ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИД ние относит да хлора, и ачестве от - повышен чет снижен соб включа ся к способам полспольэуемого, в чабеливателя, Цель ие эффективности ия расхода серной ет взаимодействие ка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Эка Новель АБ (ЯЕ)(72) Улла-Кари МаргаретМартин Сандгрен, Марии Петер Альф Аксегорд(5(56) Патент США М 4393кл. С 01 В 7/01, 1983. изобретение относится к способу получения диоксида хлора, используемого, в частности, в качестве отбеливателя в целлюлозно-бумажной промышленности.Целью изобретения является повышение эффективности процесса эа счет снижения расхода серной кислоты.На чертеже приведена технологичес я схема способа.П р и м е р 1. В реактор 1 для получения диоксида хлора подают раствор, содержащий 550 г/л йаСОз, 4,2 г/л Ма 2 СГ 20 т и .97,8 г/л йаО, а также раствор смеси серной и хлористоводородной кислот, полученный на последующих стадиях технологического процесса, общей концентрацией 12 нсо-, держащий 17,5 хлористоводородной и 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 эоны, а хлор при этом подают в нижнюю зону в количестве, обеспечивающем его избыток на выходе иэ 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 эоны. 1 э,п. ф - лы, 1 ил 1 табл. 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 ОС.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 фильтрацииОбразовавшуюся 11 осле конденсатора смесь иэ газа и жидкости направляют в нижнюю часть абсорбера 2, в верхнюю часть которого подают воду со скоростью 11 л/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 227 ь 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 эоны. Реактор 3 снабжен хвостовой башней 4, в верхнюю часть которой подают- воду (178 г/ч) при температуре менее 20 С. В хвостовую башню поступают непрореагировавшие в реакторе 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.НС, 23,5 ь Н 2504 и 0,03 502 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 рециркулируют в верхнюю часть реактора 3,Результаты остальных экспериментов, проведенных аналогично примеру 1, но при различных соотношениях потоков кислотного раствора, приведены в таблице,П р и м е р б. 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, ф. НС 17,5; Н 2504 23,5, 502 0,03, возвращают в голову процесса в реактор для получения диоксида хлора и подают на орошение в первый реактор.П р и м е р 7 (известный). Водный раствор диоксида хлора получают аналогично.1. Способ получения диоксида хлора, 30 включающий взаимодействие хлората и хлорида натрия в растворе смеси серной и хлористоводородной кислот с концентрацией 2,0 - 4,8 н, при 50 в 1 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 40 стадию взаимодействия с диоксидом серы вводной среде с получением смеси серной и хлористоводородной кислот, рециркулируемой в голову процесса, абсорбцию отходящих с этой стадии газов водой и подачу 45 образующегося раствора на стадию взаимодействия, отличаю щийс я тем,что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расхода серной кислоты, взаимодействие хлора с диоксидом серы 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 на выходе из этой эоны, 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 5 10 15 20 25 примеру 1, Газообразная смесь из абсорбера с содержанием 45 г/ч С 2 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, : НО 17,5; Н 2504 23,5 и 502 0,03, Часть кислотного раствора направляют в реактор для получения диоксида серы, в который дополнительно подают б 1 г/ч серной кислоты.Гаэ, выходящий из хвостовой башни и содержащий 14 г/ч С 2 и 12 г/ч воздуха, поглощают 14 ь -н ым раствором гидроксида натрия с получением 7-ного раствора чаСО (потребление йаОН 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 иэ реактора газов с применением раствора едкого натра. Формула изобретенияаказ 290 Тираж 289 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 большую - на орошение верхней реакционной эоны. 2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я 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 иэ нижней части второго реактора 5 смеси кислот, направляемой на орошениепервого реактора и на стадию вэаимодействия исходных реагентов.