Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Сернистокислотный способ
Способ основан на образовании НСЮ3 при взаимодействии NaC103 с H2S04
2NaC103 + H2S04 = 2НС103 + Na2S04 и HCl при взаимодействии НС103 с S02
НСЮ3 + 2S02 + 2Н20 = 2H2S04 + НСЮ НС10 + H2S03 = HCl + H2S04
С дальнейшим восстановлением НС103 соляной кислотой.
При температуре до 20° и рН = 1—3,5 стадией, лимитирующей скорость процесса, является реакция С103~ с H2S03138. Избыток S02 по сравнению с количеством, необходимым для образования соляной кислоты, реагирует с двуокисью хлора с выделением соляной и серной кислот.
На рис. 439 представлена схема получения двуокиси хлора но сернистокислотному способу59'125. В процессе используют раствор хлората натрия, содержащий 45—47% NaC103, и 75%-ную серную кислоту. Соотношение ионов SOij~ и СЮ3~ в реакционной смеси рекомендуют139 поддерживать равным 1 : 2. Образующуюся дгу - окись хлора отделяют в промывной колонне от хлора и собирают в виде водного раствора. Отмывку производят водой, в которой растворимость С102 превышает растворимость хлора в 10 раз и мало зависит от концентрации хлора. Состав азеотропного раствора в системе двуокись хлора — хлор в водной среде30 при 10
Отвечает ~90 мол.% СЮ2 и 10 мол.% С12. При 25 и 35° содержа- Увеличивается до 20 и |
NaClOj H^SO* |
КгО NaOH |
Рис. 439. Схема производства двуокиси хлора по сернистокислотному способу: 1, 2 —дозировочные баки; 3, 4— реакторы; 5 —резервуар двуокиси хлора; 6 — промывная колонна; 7 —поглотитель хлора. |
Ние хлора в азеотропе соответственно 30 мол. %. Соотношение СЮ2 и С12 в газе тем больше, чем меньше концентрация применяемого раствора NaC10314°. На этом основаны способы получения СЮ2 с использованием разбавленных растворов, содержащих около 50—60 г/л NaC103141. Температу-' ру реакции поддерживают около 75—90°. Отвод тепла реакции может быть осуществлен за счет испарения воды, уносимом инертным газом 142.
NaClOj |
С10г + &оздух+(С%) |
Рис. 440. Схема реактора непрерывного действия для производства двуокиси хлора по сернисто - Кислотному методу: ' — выход газа на абсорбцию; 2 — скруббер; 3 — основной реактор; 4 — подача охлаждающей воды; 5 — вывод отработанного раствора; 6 — вспомогательный реактор. |
145 |
Торов |
Для осуществления процесса непрерывным путем применяют аппарат, схематически изображенный на рис. 440 127. Раствор хлората натрия поступает в основной реактор через скруббер, где взаимодействует с газом, не прореагировавшим в реакторе. Эффективность процесса повышается благодаря этому на I—2%. Предложено 143'144 для увеличения поверхности контакта фаз добавлять сульфитные щелоки в качестве пенообразователя. Процесс заканчивают при снижении концентрации хлората в реакторе до 10—20 г/л. Переработку хлората, содержащегося в отходящей жидкости, производят во вспомогательном реакторе. При смешении продукта из обоих реак-
Можно получить газ, со
Держащий 10% С102. При введении в реакционную массу NaCl в количестве 5—10% от веса NaC103 выход С102 составляет 95—97% Добавление хлората к циркулирующей жидкости после вывода сульфата натрия позволяет поддерживать постоянную концентрацию хлората в растворе 147. Сернистокислотный способ получения двуокиси хлора является весьма экономичным по капитальным затратам, а также простым и удобным в эксплуатации. *
Видоизменением этого способа является осуществление поо - цесса без серной кислоты в присутствии 5—6% (от хлората натрия) бихромата натрия как катализатора, с использованием непро - реагировавшего хлората после вывода из цикла сульфата натрия. Однако капитальные затраты в этом случае почти в 2 раза больще и себестоимость 1 г активного хлора также выше, чем по методу восстановления сернокислого раствора хлората сернистым газом59.
148-150 |
Невзрывающиися гидрат |
Ной |
СЮг*6озд у*+(С1г) Рис. 441. Схема реактора для получения двуокиси хлора восстановлением Хлората метанолом: / — выход газа к абсорбционным колоннам; 2 —подача охлаждающей воды; 3 — подача воздуха; 4 — отвод раствора на регенерацию; 5 — подача горячей воды. |
Помимо выпуска водного раствора СЮ2, предложено получать
, содержащий около 25% СЮ2, погло
Щением С102 насыщенным водным раствором при 5—15°, а также жидкую смесь, состоящую из 2 вес. ч. хлора й 1 вес. ч. С102151. Получить С102 можно также, действуя сернистым газом на твердый хлорат 162. Однако аппаратурное оформление процесса в этом случае значительно сложнее. Применение азотной
155
153, 154 или фосфор-
КИСЛОТЫ, по-видимому, не имеет особых преимуществ по сравнению с серной кислотой.
Представляет интерес разделение смеси СЮ2 и С12 восстановлением хлора в хлористый водород при пропускании газовой смеси с добавкой S02 через суспензию As203 m.