超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺的制作方法
【专利摘要】超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺，分为三步，第一步是超声波负压复合还原反应，第二步是吸收还原反应，第三步是废液处理。本发明采用低成本、高效率的淀粉和硫铁矿复合还原剂，有利于项目产品的低成本、高收率的产业化发展；提高氯酸钠转化率，大幅度缩短反应时间，亚氯酸钠的生产更加高效、低成本，减少原料酸消耗、降低设备投入和维护成本的同时降低了废液处理难度和处理成本，实现废水零排放。
【专利说明】超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及亚氯酸钠制备【技术领域】，具体涉及一种超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺。
【背景技术】
[0002]亚氯酸钠(NaClO2)是重要的氧化剂、漂白剂、消毒剂和化学试剂，广泛用于饮用水的脱臭和矫味、织物、纸浆、麦杆、油脂、腊类物质的漂白等领域。由于亚氯酸钠具有优越的杀菌、漂白性能，上世纪40年代，美国就开始生产和使用亚氯酸钠。随后日本、加拿大、法国、瑞典等国也掌握了其生产技术，并开始生产。目前国外亚氯酸钠总产能在50万吨左右，年总需求量为60万吨。
[0003]亚氯酸钠的生产工艺通常分为电解法和还原法。电解法耗电量大，建厂投资大，生产工艺和操作复杂，因而目前大多数工业化生产都采用还原法。还原法生产工艺可以分为两步，第一步是在酸性介质中还原氯酸钠或其他氯酸盐，产生二氧化氯气体；第二步是在还原剂作用下，用烧碱溶液吸收二氧化氯气体，制得亚氯酸钠溶液，经过过滤，配置成一定浓度的亚氯酸钠溶液产品。
[0004]近年来，国内外氯酸钠还原法制备亚氯酸钠的技术开发比较活跃，主要针对氯酸钠法制备亚氯酸钠的联产技术的研究，以及新型、复合还原剂的开发应用。
[0005]国内外专利W0，0177012公开了过氧化氢和甲醇双还原剂、过氧化氢和二氧化硫双还原剂、过氧化氢和氯化钠双还原剂还原氯酸钠；专利W0，9813296披露了采用甲醇、氯化钠和过氧化氢三元还原剂制备二氧化氯，可将亚氯酸钠生产能力提高；美国专利N0.2，092, 994采用硫磺悬浮液代替SO2作还原剂与氯酸钠反应制备亚氯酸钠，该方法消除了 ClO2气体中SO2杂质，但整个反应受固液相反应动力学控制，二氧化氯生成速度较慢；欧洲专利W0，2010034111针对甲醇还原剂易挥发损耗和产生二次污染问题，采用高沸点的乙二醇、丙三醇等多元醇代替甲醇作为还原剂制备二氧化氯，克服了挥发有机物二次污染问题；美国专利N0.3，101,248公开了涉及用各种碱金属和碱土金属汞齐作为还原剂来合成亚氯酸盐的工艺。
[0006]国内企业和研究机构在引进和消化国外成熟技术的同时，结合国内实际情况开发生产的亚氯酸钠制备技术和工业化生产装置，集成创新获得专利数量不断增多。四川大学科研人员发明了用尿素作还原剂与氯酸盐反应制备亚氯酸盐，实现亚氯酸钠与一种有机肥的联产；针对S02、H2O2还原剂成本高的问题，国内学者也对该方法进行了研究，提出了采用蔗糖、纤维素等作为还原剂制备亚氯酸盐的方法；天津职业大学科研人员独创了用乙二醛作还原剂制备亚氯酸钠的方法，取得了自主知识产权；专利CN1491883A采用在反应体系中加入少量Mn、Ag、Pd、Pb等过渡金属盐催化剂促进氯气和甲醇作用，以提高甲醇利用率和反应速度。
[0007]上述亚氯酸钠的还原法制备工艺在实际生产和工业化过程中存在以下几类问题:最终产品中某些杂质，特别是碳酸盐和碳酸氢盐的含量高；S02、H2O2、有机物还原剂价格昂贵，导致生产成本高居不下；对大分子碳水化合物的反应控制不到位，转化率和反应速度不高；涉及不同领域产品的联合生产，现仍未实现工业化生产。
[0008]亚氯酸钠生产成本中原料氯酸钠成本占很大比重，提高氯酸钠转化率是降低生产成本的关键。氯酸钠转化率受反应液中酸浓度、还原剂性质和催化剂影响，研究新型还原齐?、催化剂或组合成复合还原剂，提高氯酸钠转化率和降低生产成本，是未来发展趋势。
【发明内容】
[0009]针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种成本更低、效率更高的超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺。
[0010]本发明的技术方案是:超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺，分为三步，第一步是超声波负压复合还原反应:在低酸度的硫酸介质中采用淀粉和硫铁矿作为复合还原齐?、硫酸钒酰作为催化剂催化还原氯酸钠，产生二氧化氯气体，该反应是在具有超声波且负压条件的超声波环流式负压曝气反应器中进行的，其涉及到的化学反应式如下:
【权利要求】
1.超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺，分为三步，第一步是超声波负压复合还原反应:在低酸度的硫酸介质中采用淀粉和硫铁矿作为复合还原剂、硫酸钒酰作为催化剂催化还原氯酸钠，产生二氧化氯气体，该反应是在具有超声波且负压条件的超声波环流式负压曝气反应器中进行的，其涉及到的化学反应式如下:
2.根据权利要求1所述的超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺，其特征在于--第一步反应中，反应温度为60°C，还原剂过量8%，超声波功率为1.2KW，反应时间为40min，总酸度为0.5-1.9M，硫酸钒酰的浓度0.01-0.02M。
3.根据权利要求2所述的超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺，其特征在于:第二步反应的最佳工艺条件为:吸收温度3°C，NaOH浓度4.5mol / L，H2O2与NaOH的摩尔比为0.75:1，吸收时间为IOOmin。
4.根据权利要求1或3所述的超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺，其特征在于:所述超声波环流式负压曝气反应器包括塔体、导流筒、换热器、超声波发生器、微孔曝气器、智能控制器，所述塔体上设有出料口、进气口、出气口、多个进料口、温度检测器、压力调节装置、泄压排气管和防爆泄压装置，所述微孔曝气器设置在塔体内导流筒之下或多段导流筒之间。
5.根据权利要求4所述的超声波负压复合还原制备亚氯酸钠新工艺，其特征在于:在氯酸钠还原生成二氧化氯和二氧化氯碱液吸收为亚氯酸钠两步反应的中间设计了气体调节站，用以除去二氧化氯气体中的CO2和其他杂质、夹带物,并调节气体温度。
【文档编号】C01B11/10GK103950894SQ201410129757
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】卢伟民 申请人:江西晟源化工有限公司