Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ДВУОКИСЬ ХЛОРА

Двуокись хлора можно получить или окислением хлора123'124 и гипохлоритов, или восстановлением хлоратов и перхлоратов. Наиболее широкое распространение получили способы восстанов­ления хлоратов в кислой среде3I>125-127. Небольшие количества С102 получают взаимодействием гипохлорита натрия и хлора.

Основное внимание при разработке и усовершенствовании спо­собов производства СЮ2 направлено к изысканию условий взрыво - безопасности процессов и подбору достаточно стойких материалов для аппаратуры. Пригодными для изготовления и защиты аппа­ратуры являются пластикаты из группы поливинилхлоридов, а так­же изделия из кислотоупорной керамики, цементные материалы, стекло, кварц и фарфор. В некоторых случаях используется свинец для изготовления трубопроводов, реакционных башен и других аппаратов.

Сущность процесса восстановления кислых растворов хлората заключается во взаимодействии образующихся при этом хлорно­ватой и соляной кислот:

2HCIO3 + 2НС1 = 2С102 + С12 + 2Н20

Или

C10J + 2Н+ + е = С102 + Н20

Для разложения хлората с образованием НСЮ3 применяюг концентрированный раствор кислоты (8—10 н. раствор H2SO, t) 127.

Необходимая для реакции соляная кислота образуется в ре­зультате взаимодействия некоторого количества НСЮз с восста­новителем. В качестве восстановителя предложены различные ве­щества: N02, СО, MnS04 и др. '28-132. В промышленных способах производства двуокиси хлора применяют, главным образом, сер­нистый газ и метанол 59' 125•127'132-135. При введении в реактор со­ляной кислоты в качестве реагента применение специального вос­становителя не требуется.

Аналогично соляной кислоте действуют и хлориды. На этом основан способ получения двуокиси хлора восстановлением хло­ратов хлоридами в присутствии серной кислоты31. Процесс состоит из трех параллельно протекающих реакций:

CIO3 + СП + 2Н+ = С Ю2 + У2С12 + Н20 5СЮз + СГ + 6Н+ = 6С102 + ЗН20 СЮз + 5СГ + 6Н+ = ЗС12 + ЗН20

Превалирующей является первая реакция, идущая со значи­тельно большей (в 100—1000 раз) скоростью, чем другие. При восстановлении хлоратов хлоридами теоретически не расходуется активный хлор, так как наряду с двуокисью хлора образуется молекулярный хлор, который также обладает активными окисли­тельными (отбеливающими) свойствами.

За рубежом большую часть двуокиси хлора получают восста­новлением хлората сернистым газом, меньшую (-—-1 /3)—метано­лом и небольшое количество — соляной кислотой127. Продукт полу­чается в виде разбавленного газа (с содержанием до 10% СЮ2) или водного раствора.

Выход двуокиси хлора зависит от степени протекания побочной реакции — дальнейшего восстановления до иона хлора:

С102 + 4Н+ + 5е = СГ + 2Н20

Максимальный выход двуокиси хлора достигается при быстром отводе ее из сферы реакции и предотвращении таким образом по­бочной реакции 59,125. С этой целью предложено интенсифициро­вать отвод продуктов реакции при помощи струи инертного газа или воздуха 136- ш.