高纯度次氯酸钠五水合物和次氯酸钠水溶液的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高纯度次氯酸钠五水合物(NaCl0.5H20)的制造方法和次氯酸钠水溶液的制造方法，特别是涉及以高收率、工业上效率良好地制造作为杂质所含的氯化钠和其它杂质的浓度低的高纯度次氯酸钠水溶液的方法。
【背景技术】
[0002]在次氯酸钠水溶液中，被称为一般品的次氯酸钠水溶液，有效氯浓度为10质量％以上时，氯化钠浓度超过4质量％。与此相对，低盐次氯酸钠水溶液，一般而言氯化钠浓度为4质量％以下，具有削减运输成本、抑制由盐析出导致的堵塞、低分解性这样的优点。并且近年来，需求运输、保存时具有优异的低分解性，且在使用于自来水管道的杀菌、消毒等时杂质浓度低的高品质的高纯度次氯酸钠水溶液。特别是在自来水管道的杀菌、消毒等用途上，大多需求在有效氯浓度为12质量％以上的水溶液中，氯化钠浓度低于2质量％的高纯度次氯酸钠水溶液。
[0003]并且，作为制造这样杂质浓度极低、具有规定的有效氯浓度的高纯度次氯酸钠水溶液的方法，已知以次氯酸钠五水合物的形态作为结晶析出，将所得到的次氯酸钠五水合物的结晶溶解于水的方法。
[0004]作为高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，已知一些方法，在工业上，一般是向氢氧化钠的高浓度水溶液导入氯气，进行由下述式表示的氯化反应的方法。
[0005]2NaOH+Cl2— NaC10+NaCl+H 20
[0006]副生成的氯化钠，如果NaClO-NaCl-H2O的三组分体系超过一定区域则开始从反应液析出。反应结束后，如果将析出的NaCl进行固液分离并除去，则能够得到高浓度的次氯酸钠水溶液。接着，如果将所得到的次氯酸钠水溶液冷却，则次氯酸钠五水合物的结晶析出，因此能够将该析出结晶进行固液分离并取出。
[0007]另外，在专利文献I中，作为得到次氯酸钠五水合物的方法，记载了「一种次氯酸钠五水合物的制造方法，其特征在于，在氯化工序中向38?60重量％的氢氧化钠水溶液导入氯而在25?30 °C的反应温度下进行氯化，将析出的副产氯化钠的结晶分离除去并回收次氯酸钠浓度为30?38重量％的高浓度次氯酸钠水溶液，在析晶工序中，在冷却器与结晶器成为一体的析晶槽中，将上述高浓度次氯酸钠水溶液在次氯酸钠五水合物的晶种的存在下冷却至10?22°C的冷却温度为止而使次氯酸钠五水合物析出，接着进行固液分离而得到次氯酸钠五水合物」。
[0008]但是，在专利文献I所述的方法、和一直以来所实行的将氯化钠从进行了氯化工序的反应液中除去了的滤液进行冷却而使次氯酸钠五水合物的结晶析出的方法中，存在根据析晶前的次氯酸钠浓度和冷却温度，确定所得到的结晶的收率和产量这样的课题。另外，如果将对次氯酸钠五水合物进行固液分离并回收的滤液在氯化工序中循环，则杂质浓缩，因此通过使滤液循环来增加结晶的产量是不现实的。另一方面，如果为了增加次氯酸钠五水合物的结晶产量而增加原料量，则存在通过析晶而同时生成的滤液的产量也增加这样的课题。
[0009]作为增加次氯酸钠五水合物的结晶的产量的另一方法，一般而言，可以采取进一步提高冷却前的次氯酸钠浓度、或进一步降低冷却温度这样的方法。在此，为了提高冷却前的次氯酸钠水溶液浓度，需要提高氯化工序中的氢氧化钠的浓度。但是，在制造高浓度的次氯酸钠的情况下，一般使用30?48%的氢氧化钠水溶液，因此为了形成其以上的氢氧化钠浓度需要使用固体的氢氧化钠等，其结果，运转变得复杂。另外，如果降低冷却温度，则浆液浓度增大而容易发生结垢(scale)等的问题，因此操作变得困难，并且需要大的冷冻器，不经济。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献1:日本特开2000-290003号公报
【发明内容】
[0012]本发明的目的是提供一种能够以高收率且效率良好地工业化制造高纯度次氯酸钠水溶液的方法。
[0013]本发明人认真研讨的结果，发现通过向氢氧化钠水溶液导入氯气而进行氯化反应，将析出的副产氯化钠从反应液中分离后，组合2个从所得到的滤液中使高纯度次氯酸钠五水合物的结晶析出并进行回收的工序，并使用回收的高纯度次氯酸钠五水合物的结晶，能够解决上述课题，以至于完成了本发明。本发明涉及例如以下的事项。
[0014][I] 一种高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，其特征在于，包括:氯化工序，该工序向氢氧化钠水溶液导入氯气进行氯化反应；分离工序(I)，该工序将在所述氯化工序中析出的副产氯化钠从反应液中分离得到滤液I ;析晶工序(I)，该工序将所述滤液I冷却而使高纯度次氯酸钠五水合物的结晶I析出；分离工序(2)，该工序从经过所述析晶工序(I)的反应液中将所述结晶I分离回收，并且得到滤液2;析晶工序(2)，该工序将所述滤液2在次氯酸钠五水合物的晶种的存在下进行冷却而使高纯度次氯酸钠五水合物的结晶2析出；和分离工序(3)，该工序从经过所述析晶工序(2)的反应液中将所述结晶2分离回收，并且得到滤液3。
[0015][2]根据事项[I]所述的高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，将所述氯气用惰性气体稀释并导入。
[0016][3]根据事项[I]或[2]所述的高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，所述氯化反应在18?50°C的范围进行。
[0017][4]根据事项[I]?[3]的任一项所述的高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，所述析晶工序(I)中的冷却温度为5?25°C的范围。
[0018][5]根据事项[I]?[4]的任一项所述的高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，所述析晶工序(2)中的冷却温度为O?15°C的范围。
[0019][6]根据事项[I]?[5]的任一项所述的高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，还包括将所述滤液3用水稀释而得到次氯酸钠水溶液的工序。
[0020][7] 一种高纯度次氯酸钠水溶液的制造方法，其特征在于，包括将采用事项[I]?
[6]的任一项所述的制造方法得到的高纯度次氯酸钠五水合物的结晶I和结晶2溶解于水的工序。
[0021][8]根据事项[7]所述的高纯度次氯酸钠水溶液的制造方法，所述高纯度次氯酸钠水溶液的有效氯浓度为5?20质量％。
[0022][9]根据事项[7]或[8]所述的高纯度次氯酸钠水溶液的制造方法，所述高纯度次氯酸钠水溶液的氯化钠浓度低于2质量％。
[0023][10] 一种次氯酸钠水溶液的制造方法，所述次氯酸钠水溶液的有效氯浓度为5?20质量％，且氯化钠浓度为2?20质量％，所述制造方法的特征在于，包括:氯化工序，该工序向氢氧化钠水溶液导入氯气而进行氯化反应；分离工序(I)，该工序将在所述氯化工序中析出的副产氯化钠从反应液中分离而得到滤液I ;析晶工序(I)，该工序将所述滤液I冷却而使高纯度次氯酸钠五水合物的结晶I析出；分离工序(2)，该工序从经过所述析晶工序(I)的反应液中将所述结晶I分离回收，并且得到滤液2 ;析晶工序(2)，该工序将所述滤液2在次氯酸钠五水合物的晶种的存在下进行冷却而使高纯度次氯酸钠五水合物的结晶2析出；分离工序(3)，该工序从经过所述析晶工序(2)的反应液中将所述结晶2分离回收，并且得到滤液3 ;和将所述滤液3用水稀释的工序。
[0024]根据本发明，能够效率良好地以高收率得到杂质浓度低的高品质的次氯酸钠水溶液，因此能够提供一种工业上有利的次氯酸钠水溶液的制造方法。
【附图说明】
[0025]图1是表示氯化钠相对于次氯酸钠浓度的饱和溶解度曲线的图。
[0026]图2是表示NaClO-NaCl-H2O的三组分体系的共晶线的图。
[0027]图3是表不本发明的制造工艺的一例的制造工序图。
[0028]附图标记说明
[0029]Al:低盐次氯酸钠水溶液
[0030]A2:低盐次氯酸钠水溶液
[0031]A3:次氯酸钠水溶液(一般品)
[0032]B1:高纯度次氯酸钠水溶液
【具体实施方式】
[0033]以下，对本发明涉及的高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法、高纯度次氯酸钠水溶液的制造方法、以及次氯酸钠水溶液(一般品)的制造方法进行详细说明。
[0034][高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法]
[0035]如图3所示，本发明的高纯度次氯酸钠五水合物的制造方法，其特征在于，包括:氯化工序，该工序向氢氧化钠水溶液导入氯气而进行氯化反应；分离工序(I)，该工序将在所述氯化工序中析出的副产氯化钠从反应液中分离而得到滤液I ;析晶工序(I)，该工序将所述滤液I冷却而使高纯度次氯酸钠五水合物的结晶I析出；分离工序(2)，该工序从经过所述析晶工序(I)的反应液中将所述结晶I分离、回收，并且得到滤液2 ;析晶工序(2)，该工序在次氯酸钠五水合物的晶种的存在下将所述滤液2进行冷却而使高纯度次氯酸钠五水合物的结晶2析出；和分离工序(3)，该工序从经过所述析晶工序(2)的反应液中将所述结晶2分离、回收，并且得到滤液3。
[0036]<氯化工序>
[0037]在氯化工序中，通过向氢氧化钠水溶液导入氯气，进行下述式的反应，得到次氯酸钠的水溶液。
[0038]2NaOH+Cl2—