专利名称：氯酸盐法制备二氧化氯的方法
技术领域：
本发明涉及一种二氧化氯的制备方法，尤其是一种氯酸盐法制备二氧化氯的方法。
背景技术：
二氧化氯是高效、广谱、安全的消毒剂，用于水消毒时，可以有效地防止有机卤代物(传统的消毒剂为液氯，液氯用于水消毒时，会产生具有“三致”作用的有机卤代物)的产生，保护人们的身体健康。但由于二氧化氯不能够储存和运输，所以必须现场使用，现场发生。现有二氧化氯的制备工艺主要有电解法和化学法，电解法由于技术方面的原因，所产生的气体中二氧化氯的含量甚少或者根本不含有二氧化氯。化学法主要有氯酸盐法和亚氯酸盐法，亚氯酸盐法由于成本较高，不适合我国的国情，氯酸盐法主要是以氯酸钠为氧化剂，在一定的温度、一定的酸性介质中利用还原剂(如甲醇、二氧化硫、氯气、氯化钠等)将氯酸钠还原生成二氧化氯，但由于现阶段市场上普遍采用的是单一品种还原剂以及固定反应时间，存在二氧化氯的纯度低和转化率偏低的问题，如何提高氯酸盐法制备二氧化氯的纯度和转化率，是现在研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，提供一种高纯度、高转化率的制备二氧化氯的新方法。
本发明氯酸盐法制备二氧化氯的方法，其工艺步骤为A、配制含氯混合溶液以水为溶剂，其中，氯酸钠的质量百分比3～40％，蔗糖的质量百分比1～10％；
B、将含氯混合液、硫酸、工业用双氧水按1∶(0.1～10)∶(0.1～10)的体积比匀速加入第一级反应器，在反应温度为10～30℃、反应器反应室负压值为(10KPa～20KPa)的条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，反应的残液送入第二级反应器；C、在第二级反应器中，在反应温度为30～90℃且高于上一级反应温度10℃或10℃以上、反应器反应室负压值为(20KPa～30KPa)条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，将残液排出，终止反应，或将残液送入下一级反应器，对残液进行下一级反应；D、在反应温度为≤90℃且高于上一级反应温度10℃或10℃上、反应器反应室负压值≤70Kpa且高于上一级负压值10KPa条件下，重复C步骤；本发明氯酸盐法制备二氧化氯的方法，由于采用逐级升温、串级独立、负压条件下反应，转化率高、二氧化氯纯度高，生产成本低、生产过程更为安全。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1、氯酸盐法制备二氧化氯的制备方法，其工艺步骤为A、配制含氯混合溶液以水为溶剂，其中，氯酸钠的质量百分比30％，蔗糖的质量百分比5％；B、将含氯混合液、工业用硫酸、工业用双氧水按1∶1.5∶0.5体积比匀速加入第一级反应器，在反应温度为25℃、负压为(10KPa～20KPa)的条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，反应的残液送入第二级反应器；C、在第二级反应器中，在反应温度为45℃、反应器反应室负压值为(20KPa～30KPa)的条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，将残液送入第三级反应器，进行第三级反应；
D、在第三级反应器中，在反应温度为60℃、反应器反应室负压值≤70KPa条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，将残液排出，终止反应。
反应残液排出后，还可以用碱中和再浓缩，回收硫酸钠，但这不是本发明实现发明目的的必须步骤。
实施例2、氯酸盐法制备二氧化氯的方法，其工艺步骤为A、配制含氯混合溶液以水为溶剂，其中，氯酸钠含量为质量百分比10％，蔗糖含量为质量百分比1％；B、将含氯混合液、工业用硫酸、工业用双氧水按1∶10∶10的体积比匀速加入第一级反映器，在反应温度为10℃，反应器反应室负压值为(10KPa～20KPa)条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，反应的残液送入第二级反应器；C、在第二级反应器中，在反应温度为30℃、反应器反应室负压值为(20KPa～30KPa)条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，将残液送入第三级反应器，对残液进行第三级反应；D、在第三级反应器中，在反应温度为90℃、反应器反应室负压值≤70KPa条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，将残液排出，终止反应。
实施例3、氯酸盐法制备二氧化氯的制备方法，其工艺步骤为A、配制含氯混合溶液以水为溶剂，其中，氯酸钠含量为质量百分比40％，蔗糖含量为质量百分比10％；B、将含氯混合液、工业用硫酸、工业用双氧水按1∶1∶0.1的体积比匀速加入第一级反映器，在反应温度为30℃、负压为(10KPa～20KPa)的条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，反应的残液送入第二级反应器；C、在第二级反应器中，在反应温度为90℃、反应器反应室负压值为(20KPa～30KPa)的条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，将残液排出，终止反应。
实施例4、与实施例1基本相同，所不同的是氯酸钠含量为质量百分比3％。
实施例5、与实施例1基本相同，所不同的是含氯混合液、工业用硫酸、工业用双氧水按1∶0.1∶5的体积比进行反应。
对以上实施例制备的二氧化氯溶液进行分析，其转化率均不小于83.2％，纯度均不小于95.4％反应中采用的负压可以将反应中产生的二氧化氯顺利地转移出反应器，提高反应的安全性，同时可以有效地减少副反应的发生，提高二氧化氯的转化率和纯度。
在工业化生产中，方法中提到的各级反应中的负压范围表示允许生产中压力可以在此范围内波动，而不影响反应效果。
权利要求
1.氯酸盐法制备二氧化氯的方法，其工艺步骤为A、配制含氯混合溶液以水为溶剂，其中，氯酸钠的质量百分比3～40％，蔗糖的质量百分比1～10％；B、将含氯混合液、硫酸、工业用双氧水按1∶(0.1～10)∶(0.1～10)的体积比匀速加入第一级反应器，在反应温度为10～30℃、反应器反应室负压值为(10KPa～20KPa)的条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，反应的残液送入第二级反应器；C、在第二级反应器中，在反应温度为30～90℃且高于上一级反应温度10℃或10℃以上、反应器反应室负压值为(20KPa～30KPa)条件下进行反应；收集产生的二氧化氯，将残液排出，终止反应，或将残液送入下一级反应器，对残液进行下一级反应；D、在反应温度为≤90℃且高于上一级反应温度10℃或10℃上、反应器反应室负压值≤70Kpa且高于上一级负压值10KPa条件下，重复C步骤。
全文摘要
本发明公开了一种氯酸盐法制备二氧化氯的方法，其工艺步骤为A、配制含氯混合溶液；B、将含氯混合液、硫酸、工业用双氧水按比例匀速加入第一级反应器，进行第一级反应；收集产生的二氧化氯，反应的残液送入第二级反应器；C、在第二级反应器中，对残液进行二级反应；收集产生的二氧化氯，将残液排出，终止反应，或将残液送入下一级反应器，对残液进行下一级反应。本方法由于采用逐级升温、串级独立、负压条件下反应，转化率高、二氧化氯纯度高，生产成本低、生产过程更为安全。
文档编号C01B11/00GK1556029SQ200410013828
公开日2004年12月22日 申请日期2004年1月7日 优先权日2004年1月7日
发明者张全兴, 鲁秀国, 高冠道, 陈金龙, 李爱民, 龙超, 韩永忠 申请人:南京大学