Способ получения диоксида хлора

(51)В 110 САНИЕ ИЭОБРЕТ 4385837/3129.02.8823.09,90.Ленинградтут целлю 1) 2) 6) 1) Бюл. Ьф 3 ский техн лозно-бум логическиижной проин се 1 0 КСИДА ся к хим нических ьзовано с.ф в целлю ности в калюлозы хлоп ы и позволяа, обеззараживания в пользовано дл щес может бы а. колбу поидного ра в присут ивности катализато Пример 1,т 60 мл хлорат-хло о агревают до 60-80щавора,вии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ мышленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИХЛОРА(57) Изобретение относитческой технологии неоргаществ и может быть исполполучения диоксида хлоралозно-бумажной промышлечестве отбеливателя цел Изобретение относится к химической технологии неорганических веолучения диоксида хлорида в целлюозно-бумажной промьшпенности в каестве отбеливателя целлюлозы, хлоп- а, обеззараживания воды,Целью изобретения является упроение процесса за счет исключения ыбросов реакционной смеси, связанных со снижением каталитической ак 2 ет создать воэможность для образования диоксида хлора с высоким вьходом, 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 давленииВ качестве катализатора ис 2+ пользуют соли никеля ИР Х, кобальта Со 2" Х, олова БпХ, где Х - БО -СН СОО; С 1-, ИО, С О, или смеси солей коЗф бальта и олова: Со(МО з) + Бп(СНзСОО)2,. Со 80+БпС 1;, СоС 1+Бп 804, Со(СНСОО)2+ + БпС 12 в количестве 0,05-1,0 Ж в пересчете на хлорат натрия, Предложенный способ позволяет получать ди- оксид хлора с выходом 86,6-96,0 Х при неоднократном использовании катали- ( затора. 4 табл,катализатора - соли кобальта (СоС 1 ),взятой в количестве 0,01-1,0 Ж отвеса хлората натрия. Постепенно приливают 25 мл 657-ной серной кислоты при давлении 200-250 мм рт, ст, абс, При этом через реакционную смесь барботируют воздух, который удаляет из реактора целевой продукт " диоксид хлора. Время проведения опыта 60 мин, температура 77 С, соотношение хлората натрия к хлориду натрия 1,65:1.р и м е р 2. В условиях при 1 в той же реакционной смеси,вшейся от опыта 1, без добавления свежего катализатора проводят35 процесс получения диоксида хлора путем взаимодействия свежей павескиБаС 10 с БаС 1. Целевой продукт удаля.ют иэ реактора путем его отдувкивоздухом.Результаты опытапредставленыв табл. 1.Из данных, приведенных в табл. 1,видно, что процесс беэ добавлениясвежего катализатора протекает также, как и в опыте 1. Это свидетельствует об отсутствии снижения каталитической активности солей кобальта в ходе их рециркулирования и проведенияпроцесса.П р и м е р 3. В условиях примеров 1,2 проводят процесс получениядиоксида хлора в присутствии катализатора - солей серебра и марган-20ца, по известному способу,Подачу катализаторов проводят поотдельности растворов азотнокислогосеребра и затем сульфата марганца,Рекомендуется никогда не смешиватьоба раствора до их ввода в реактор,чтобы не осадить нерастворимую сольсеребра, Такое условие вносит определенные трудности в технологию получения диоксида хлора,После израсходования хлората натрия и хлорида натрия проводят процесс получения диоксида хлора путем добавления свежей навески хлората натрия и хлорида натрия бездобавления свежего катализаторасолей серебра и марганца;Условия примера 3 и результатыопыта приведены в табл. 2,При повторном проведении реакциипутем введения свежих реагентов каталитическая смесь теряет свою активность и выход хлора падает с87-96,3 до 45,3-58,1Снижение выхода диоксида хлорадо 45 может происходить при проведенни одного цикла процесса, Этообусловлено частичной дезактивациейкатализатора, Добавление свежеприготовленного катализатора вызываетбурное выделение из жидкой реакционпой смеси газообразного продуктадиоксида хлора и сопровождается сильными вскипаниями, выбросами и взрывами в реакторе.Сущность предлагаемого способа 55заключается в том, что при получении диоксида хлора в качествекатализатора используют соли нике. ля БУХ, кобальта СофХ и олова БтРХ, где Х 804-, СНЗСОО-э С 1 Бозе С 20 ФФ или их смеси, взятые в количестве 0,05-1,0 в пересчете на хлорат натрия, которые не снижают своей ката" литической активности и могут быть рециркулируемы., Кроме того, смесьгуказанных катализаторов обладает синергетическим характером и вызывает значительный эффект при исполь" эовании в меньшем количестве, чем соли кобальта, никеля или олова, взятых отдельно друг от друга.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 , выхоц 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 .,В табл, 4 представлены результаты по выходу диоксида хлора при многократном использовании катализаторов.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 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.Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным являет" ся упрощение процесса получения диоксида хлора, поскольку применение предлагаемых катализаторов позволяетисключить взрывы и выбросы реакционной смеси, происходящие в известномспособе при добавлении свежих порцийкатализатора, в то время, когда выход диоксида хлора снижается до 45%.При этом в качестве катализатора впредлагаемом способе иллюстрируются более доступные и дешевые соли никеля, кобальта и олова по сравнениюТ а б л и ц а 1 Исходный раствор, г/ Опыт Катализатор БаС 10 З .: БаС 1 Температура,фС ВыходХ Времяопыта,мин ИаСЗ.ОБаС 1 77 60 330 200 90,0 80 60 330 91 еО 200 80 80 330 200 91,8 60 330 200 94,5 75 78 60 330 200 94,9 Таблица 2 Опыт Каталиэатор Соотношение Иас 3.0 :Иас 1 ТемпеВыход диоксида хлора после повторного испольэования катализатора,Е Время п ведения опыта, м ыходкок си ратура,Са хлоа, Е Серебро азотнокислое Марганец сер"нокислый 45,3 60 77 1,65 ф 1 87,0 2 Серебро азотнокислое1,65:1 60 50,6 80 91,2 5 15941 с дорогостоящими и дефицитными солями серебра, испольэуемыми в иэвестном способе. Формула изобретения Способ получения диоксида хлора, включающий вэаимодействие хлората натрия с хлоридом натрия в сернокислой среде в присутствии катализатора при повышенной температуре и пони" жениом давлении, о т л и ч а ю -1 СоС 3.2 СоСХ 3 СоС 1 4 СоС 3., 5 Сос. 35 6щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса эа счет исключения выбросов реакционной смеси, в качествекатализатора используют соли никеляИРХ, кобальта СРХ , олова БпХгде Х - БО, СНСОО , С 3., ИО,С О;, или смеси солей кобальта и олова: СоС 1 н + БпС 1, СО(БОэ)+Марганец сернокислый60 70 1,65:1 96,3 58,1 Таблица 3 Выход диоксида хлора, Х при коицеитрации каталиэатора Х от Бас 107 О,О Опыт Соль 003 005 010 050 075 100 89 В 89,394,1 93,6 89,2 90,7,2 8,6 84,3 В 5,5,5 Со(НО,е иссле" 92 91,8 94,7 88 87,0 88,0 оВО,з,о 1,4 9,0 9,3 96,0 5 7 5.6 79,86,6 вв,85 6387,4,5 85,0,7 88,6 86,5 6,1 е исслеуют 4,6 85, 5 б 861 э 92,0 93,0 89,5 91,0 92,93,8 92,3 1,6е исслеуют 846 8 4,3%(СН,СОО),МхСО0,1 95,5 92,0 0,5 0,5 93,0 0,75 96,0 0,05 92,3 0,75 91,6 0,50 90,1 92,5 0,75 0,75 93,8 10 0,50 92,3 0,05 95,0 12 0,10 91,5 12 0,50 92,5 94,8 0,50 СоЯО + ЯпС 1Со(СН СОО) + ЯпС 315 93,1 0,10 4 4 6 0,75 95,1 П р и м е ч а н и е. Все приведенные концентрации катализатора укладываются в интервал0,05-1 Ж. Составитель Т. ДокшинаТехред Л.Олийнык Корректор М. Шароши Редактор Н. Гунько Заказ 2810 Тираж 404 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101