<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements à la fabrication d'acide hypochloreux.
Cette invention concerne des perfectionnements à la fabrication d'acide hypochloreux et de ses composés.
On sait qu'on peut obtenir des solutions aqueuses d'acide hypochloreux en faisant passer du chlore dans une solution de chlorure de chaux, ou dans une suspension de craie dans L'eau, et en distillant ensuite la liqueur, en sorte qu'on obtient le produit voulu. Toutefois dans un tel procédé tant les ions de chlore que l'acide hypochloreux sont présents dans la liqueur pendant un long laps de temps à la température éle- vée requise pour la distillation. Ceci provoque une décomposi- tion de l'acide hypochloreux et il en résulte un mauvais rende-
<Desc/Clms Page number 2>
ment.
Suivant la présente invention, on obtient une nota- ble amélioration du rendement en acide hypochloreux par un procédé qui consiste à traiter par le chlore une solution ou suspension aqueuse contenant un hypochlorite de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux, par exemple de l'hypo- chlorite de calcium,de telle manière qu'on obtienne une li- queur réactive contenant de l'acide hypochloreux libre, et en vaporisant l'acide hypochloreux de la liqueur réactive aussitôt qu'il se forme..Avantageusement, on maintient la li- queur réactive à une température élevée, comprise par exemple entre 60 et 100 C., et on provoque la vaporisation de l'acide hypochloreux en faisant passer dans la liqueur réactive, en même temps qu'on y introduit le chlore, un courant de gaz iner- te, par exemple de vapeur d'eau ou d'air.
Si on le désire, on peut opérer le procédé sous pres- sion réduite, ce qui permet de réaliser une notable économie au point de vue de l'apport de chaleur en raison de la tempé- rature d'ébullition moins élevée de la solution, et de dimi- nuer la décomposition d'acide hypochloreux due à des réactions secondaires conduisant à la formation de chlorate.
Un des avantages de la présente invention réside en ce qu'elle se prête particulièrement bien à un travail conti- nu. C'est ainsi que dans un procédé pour exécuter cette forme de réalisation de la présente invention, on fait passer une solution, contenant de l'hypochlorite de calcium obtenu par chloration d'unesuspension de chaux dansl'eau, de haut en bas dans une colonne de lavage à chicanes à la partie infé- rieure de laquelle on introduit du chlore, de l'air et de la vapeur d'eau, celle-ci ayent pour effet de procurer la tempé- rature élevée requise. On peut éventuellement omettre l'air et débiter une plus grande quantité de vapeur deau qui sert @
<Desc/Clms Page number 3>
à entraîner l'acide hypochloreux ainsi qu'à fournir la chaleur requise.
La liqueur ayant réagi est ,évacuée par la base de la colonnetandis qu'on retire de la partie supérieure de la colonne les produits gazeux se composant de vapeurs d'acide hypochloreux, de vapeur d'eau, d'une petite quantité de chlore libre,et d'air, au cas où celui-ci a été débité pour entraîner les vapeurs d'acide hypochloreux. Les vapeurs d'acide hypochlo- reux ainsi obtenues peuvent étre travaillées de toute manière voulue. Par exemple, on peut les soumettre à une condensation totale ou fractionnée ou on peut les employer pour préparer des hypochlorites par absorption de corps basiques tels que la chaux ou des liqueurs de soude caustique, avec ou sans concen- tration préalable par condensation de la vapeur d'eau.
C'est ainsi que les vapeurs peuvent être débitées à un point appro- prié d'une colonne de fractionnement de la partie supérieure de laquelle on retire des vapeurs d'acide hypochloreux conte- nant une proportion notablement plus faible de vapeur d'eau, et on peut ensuite amener les vapeurs concentrées en contact avec de la chaux éteinte, dans un appareil approprié, par exemple un tube rotatif, de façon à produire une poudre de blanchiment à grand pouvoir, ou les condenser pour produire une solution hautement concentrée d'acide hypochloreux.
On peut réaliser de nombreuses variantes de ce pro- cédé de travail continu, les variables principales qui in- fluent sur le rendement étant la température de la liqueur, la concentration de la, liqueur et l'allure à laquelle on débite le chlore et l'air. En ce qui concerne le premier de ces facteurs, on trouve que, bien que toute température éle- vée supérieure à, mettons, 60 C., puisse être employée, on obtient cependant une trènotable amélioration du rendement si l'on maintient la liqueur presqu'au point d'ébullition, par exemple à 90 - 100 C. lorsqu'on opère à la pression ordi-'
<Desc/Clms Page number 4>
naire, et à des températures inférieures correspondantes quand l'enceinte au-dessus de la liqueur réactive est maintenue sous pression réduite.
Pour ce qui est de la concentration de la liqueur, on préfère employer une liqueur diluée afin de pouvoir éviter des réactions secondaires au cours desquelles l'hypochlorite se convertit en chlorate avec une diminution cor- respontante du rendement. Ainsi, par exemple, bien qu'on puisse employer une liqueur contenant le proportion considérable de
100 grammes de chlore disponible au litre, on constate une notable .augmentation de la quantité de chlore disponible, récupéré au moment où, on obtient l'acide hypochloreux, si l'on emploie des liqueurs contenant moins de 30, de préférence 5 à
15 grammesde chlore disponible au litre.
Dans le choix des allures auxquelles il faut débiter le chlore et l'air, on doit adapter le débit du premier aux autres variables de manière que tout en réalisant une conver- sion satisfaisante en acide hypochloreux, on maintienne aussi petite que possible la quantité de chlore.n'ayant pas réagi, qui s'échappe du dessus de la colonne. On trouve que ceci correspond à un pH de la liqueur traitée, compris entre 4,5 et 6, et il peut se déterminer aisément par la voie expérimen- tale pour tout jeu de conditions en augmentant graduellement le débit jusqu'à ce que la quantité de chlore libre décelée dans les gaz sortants commence à croître régulièrement au fur et à mesure qu'on augmente la quantité de chlore amené.
Pour que le rendement en acide hypochloreux soit maximum,il faut employer une quantité adéquate d'air pour entraîner hors de la liqueur la totalité de l'acide hypochloreux, mais il faut éviter des quantités d'air qui sont notablement en excès, étant donné que celles-ci dilueraient inadmissiblement les vapeurs d'acide hypochloreux en vaporisant des quantités @ inutiles de vapeur d'eau de la liqueur réactive.
Une certaine
<Desc/Clms Page number 5>
quantité de vapeur d'eau est nécessairement entravée hors de la liqueur conjointement avec l'acide hypochloreux et on peut étre obligé d'en former une proportion relativement importante en vaporisant les dernières parties de l'acide; aussi peut-il être préférable de sacrifier une partie du rendement afin que les gaz sortants puissent avoir un plus grand rapport entre l'acide et la vapeur d'eau. De manière analogue, lorsqu'on se sert de la vapeur d'eau pour entraîner l'acide, il faut en employer le minimum compatible avec une récupération satisfai- sante de l'acide hypochloreux.
Dans une autre variante de l'invention, au lieu de débiter du chlore,de la vapeur d'eau et de l'air à la partie inférieure de la colonne, on peut débiter le chlore à un point compris entre le dessus de la colonne et le point d'amenée de l'.air et de la vapeur d'eau. De cette manière on obvie à ]L'éventualité de perdre du chlore par dissolution dans la liqueur effluente, étant donné que dans la partie inférieure de la colonne la liqueur ne vient en contact qu'avec l'air et la. vapeur d'eau et tout chlore atteignant cette partie de la colonne à l'état dissous sera révaporisé et ramené en arrière pour réagir avec la liqueur dans la partie supérieure de la colonne.
On peut aussi exécuter cette forme de réalisation de l'invention en opérant la chloration de la liqueur de blanchi- ment dans une colonne distincte de la partie inférieure de laquelle on évacue la liqueur chlorée, pour la débiter à la colonne principale ou- on la traite par l'air et la vapeur 'd'eau, ou par la vapeur d'eau seule, les vapeurs d'acide hypo- chloreux étant retirées de la partie supérieure de cette co- lonne principale. Dans ces cas la chloration peut être opérée à froid,la liqueur chlorée étant chauffée ensuite dans un préchauffeur avant d'étre débitée à la colonne principale, ou bien elle peut être débitée à celle-ci directement, pour être
<Desc/Clms Page number 6>
ensuite chauffée et dégazée simultanément.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
EXEMPLE 1
On établit un appareil constitué par une colonne à chicanes haute de 90 centimétres, garnie de copeaux de verre de 6 mm; a la partie inférieure de la colonne sont ménagées une entrée, par laquelleon peut débiter à la colonne un mélange de vapeur d'eau, de chlore et d'air dans des proportions choi- sies et une sortie pour évacuer la liqueur ayant réagi. A la partiesupérieure de la colonne est prévue une sortie par laquelle on peut retirer les vapeurs formées dans la colonne et les envoyer à un condenseur. On installe un ther- momètre pour enregistrer la température dans la partie supé- rieure de la colonne.
On débite à la partie supérieure de la colonne, à une allure de 5,0 litres à l'heure, de la liqueur de blanchi- ment contenant 11,0 grammes de chlore disponible au litre; à la base de la colonne on débite du chlore à l'allure de 12 litres à l'heure et de l'air à l'allure de 300 litres à l'heure (mesurés à 20 C.). On débite aussi de la vapeur d'eau, à une température de 102 C., à une allure telle que lorsque des conditions de régime s'établissent, la vapeur d'eau sortant du dessus de la colonne ait une température de 95 C.
On laisse écouler à l'égout la liqueur résiduelle de la base de la colonne et on absorbe les vapeurs à teneur en acide hypochloreux, sortant du dessus de la colonne, dans une solution de soude caustique, pour produire une solution d'hypochlorite de sodium dont le rapport de NaOC1 à NaCl, en poids, est de 4,8 : 1 au lieu d'un rapport de 1,3 ; 1 qu'on obtiendrait en absorbant du chlore en solution de soude caus- tique de la manière ordinaire.
<Desc/Clms Page number 7>
EXEMPLE 2,
On établit un appareil comprenant une colonne de chloration, un préchauffeur et une colonne de lavage, dans lesquels on peut faire circuler en série de la liqueur de blanchiment. La colonne de chloration comporte à sa partie supérieure une entrée pour la liqueur de blanchiment et une sortie pour le chlore n'ayant pas réagi, et à sa partie infé- rieure une entrée pour le chlore et une sortie par laquelle la liqueur de blanchiment chlorée peut être retirée et débitée par 'un raccord, enduit de lut, au préchauffeur. A la base du préchauffeur est ménagée une sortie pour la liqueur, cette sortie étant reliée par un raccord, enduit de lut, à la partie supérieure de la colonne de lavage.
A la partie supérieure de celle-ci est prévue une sortie pour les vapeurs d'acide hypo- chloreux et, à la partie inférieure, une entrée pour la va- peur d'eau et une sortie pour la liqueur. Les vapeurs sortant de la partie supérieure de la colonne de lavage peuvent être débitées à un absorbeur alimenté en soude caustique.
En em- ployant cet appareil, on débite',de la colonne de chloration de la liqueur de blanchiment contenant 5,6 grammes de chlore disponible au litre, à 1.'allure de 5 litres à l'heure, et on débite du chlore à 1-'allure de 10 litres à l'heure (mesurés à 20 C.) On produit ainsi une liqueur de blanchiment chlorée ayant un pH de 5,5, que l'on chauffe à 98 C. dans le préchauf- feur et qu'on fait passer ensuite dans la colonne de lavage, à laquelle on envoie de l'air à l'allure de 480 litres à l'heure; on atteint dans la colonne une température de 93 C. quand les conditions de régime s'établissent.
Dans l'absorbeur on produit, à l'allure de 2,7li- tres à l'heure, de la liqueur d'hypochlorite de sodium con-
EMI7.1
tenant 35 grammes de chlore diR.J10td bl. n1S 1.\ t 1''''1 ).1> 1 mi"t>,'i'l.
NaOCL ;NaCL est de 2,3 ;