BRPI0402926B1 - método para produzir clorito de metal alcalino com uma maior pureza - Google Patents
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Abstract
"processo para fabricação de soluções de clorito de metais alcalinos com nível muito baixo de impurezas". é produzido clorito de metal alcalino, especialmente clorito de sódio, com um nível de pureza superior àquele que é esperado com base na composição do gás de exaustão de gerador de dióxido de cloro que é usado matéria-prima de alimentação para a fabricação de cloritos. o gás de exaustão é, de preferência, extraído antes de entrar na torre de absorção de dióxido de cloro e é passado através de uma etapa de condicionamento para em seguida reagir em um meio líquido para produzir uma solução de clorito de metal alcalino a partir da qual os gases não-reagidos e produzidos são imediatamente separados.
Description
MÉTODO PARA PRODUZIR CLORITO DE METAL ALCALINO COM UMA
MAIOR PUREZA
Campo da invenção Esta invenção refere-se a um processo para a fabricação de soluções de clorito de metais alcalinos com nível muito baixo de impurezas pela redução de dióxido de cloro proveniente de um processo de produção de dióxido de cloro sub-atmosférico à base de metanol.
Fundamentos da invenção Cloritos de metais alcalinos são precursores de dióxido de cloro bem conhecidos com uma ampla gama de aplicações, principalmente no tratamento de água, alvejamento de polpa e alvejamento de têxteis. Os cloritos são tipicamente preparados pela reação de dióxido de cloro, um agente de redução e um álcali. Uma discussão exaustiva sobre diversos métodos preparativos para síntese de clorito pode ser encontrada no livro texto básico intitulado: "Chlorine Dioxide. Chemistry and Environmental Impact of Oxychlorine Compounds (Dióxido de Cloro. Química e Impacto Ambiental de Compostos de Oxicloro)" por W.J. Masschelein, 1979, pp. 130 a 145, cuja descrição está aqui incorporada como referência.
Diversos aperfeiçoamentos ao conceito básico de reagir dióxido de cloro com o agente de redução e álcali para formar clorito são descritos em diversas Patentes U.S. discutidas abaixo.
As Patentes U.S. Nos. 2.092.944 e 2.092.945 (Vincent) descrevem a preparação de cloritos solúveis em água pela reação de dióxido de cloro com uma solução alcalina que contém enxofre ou um agente de redução carbônico. A Patente U.S. No. 2.194.194 (Cunningham) descreve o uso de agentes de redução metálicos para a preparação de cloritos. A Patente U.S. No. 2.332.180 (Soule) descreve o uso de peróxido de hidrogênio e de bicarbonato de metal alcalino na síntese de clorito. O mesmo agente de redução é descrito na Patente U.S. No. 2.616.783 (Wagner), referente à preparação de clorito sólido. A Patente U.S. No. 3.101.248 (Hirschberg e outros) descreve um processo para a síntese de clorito que envolve o uso de diversas amálgamas de metais alcalinos e de metais alcalinos terrosos como agentes de redução. A Patente U.S. No. 3.450.493 (Du Bellay e outros) descreve um método para a fabricação de cloritos de metais alcalinos, utilizando uma monitoração contínua de potencial de redução e pH para controle correto do processo. A Patente U.S. No. 3.828.097 (Callerame) descreve um processo para a preparação de ácido cloroso, envolvendo o uso de nitrito em uma coluna que contém uma resina de troca de cátions. A Patente U.S. No. 4.087.515 (Miller) descreve o uso de amálgamas de metais alcalinos como agentes de redução, pelo que o processo é realizado sob uma atmosfera de nitrogênio para impedir um crescimento excessivo de dióxido de cloro. A Patente U.S. No. 5.597.544 (Barber e outros) e a Patente U.S. No. 5.639.559 (Mason e outros) descreve uma reação de fase gasosa entre dióxido de cloro e um agente de redução, onde o ácido cloroso resultante é subseqüentemente reagido com uma solução aquosa de base, tal como um hidróxido, um carbonato ou um bicarbonato para formar clorito com alto rendimento.
Um grande inconveniente de todos os processos descritos acima é que o produto final tem um alto teor de certas impurezas, especialmente carbonatos e bicarbonatos. De acordo com a literatura publicada típica (vide, por exemplo, Masschelein anteriormente citado, p. 131, linhas 10 e 11), um típico produto comercial de cloreto de sódio a 80% em peso contém geralmente aproximadamente 5% em peso de carbonato de sódio.
Tal nível elevado de carbonatos é determinado no ponto de uso do clorito de metais alcalinos, em particular quando a clorito é convertido em dióxido de cloro para ser usado para desinfeção de água ou alvejamento de polpa. A presença de carbonatos provoca a formação de crostas no equipamento utilizado para a produção de dióxido de cloro, que resulta em custos mais elevados de operação e manutenção incômoda. Embora existam métodos conhecidos para a purificação de clorito de sódio a partir das impurezas de carbonatos, os mesmos são muito dispendiosos e freqüentemente criam mais problemas do que solucionam. Por exemplo, um método de remoção de carbonato baseado na precipitação de carbonato de chumbo (vide Masschelein, p. 138) pode resultar na contaminação de clorito com compostos de chumbo altamente venenosos, tornando o produto inadequado para aplicações de tratamento de água. O problema da minimização do teor de impurezas de carbonato no cloreto de metais alcalinos foi solucionado na Patente U.S. No. 6.251.357 recentemente emitida (Dick e outros) atribuída ao signatário da mesma e cuja descrição está incorporada aqui como referência. Foi proposto naquela patente fabricar clorito de metal alcalino de alta pureza pela combinação de um sistema de produção de dióxido de cloro com um reator de formação de clorito, por meio do que tanto o sistema de produção de dióxido de cloro como o reator de formação de clorito funcionam a pressão sub-atmosférica. O sistema de produção de dióxido de cloro encontrado como sendo especialmente útil na modalidade mais preferida da invenção acima mencionada foi aquele que envolve a redução de solução de clorato acidificado com peróxido de hidrogênio. Infelizmente, o peróxido de hidrogênio é um agente de redução bastante caro e, portanto, o seu uso nem sempre é economicamente viável. Um agente de redução alternativo menos caro recomendado pela Patente U.S. No. 6.251.357 é o íon de cloreto. Infelizmente, o uso do último agente de redução tem um grande inconveniente, a saber a co-produção de um subproduto de cloro altamente indesejável, que tem que ser separado do dióxido de cloro e utilizado separadamente ou descartado de qualquer outro modo.
Existe ainda a necessidade, portanto, de desenvolver um processo econômico que permita a fabricação de clorito de metais alcalinos com um baixo teor de impurezas, que não possua os inconvenientes do processo descrito na Patente U.S. No. 6.251.357. Além disso, existe a necessidade de desenvolver um processo intensivo de pouco capital, relativamente simples, para fabricação de clorito que se beneficiará da presença e disponibilidade de geradores existentes de dióxido de cloro para minimizar a execução da instalação.
Sumário da invenção Conseqüentemente, a presente invenção destina-se à fabricação de clorito de metal alcalino de elevada pureza, de preferência clorito de sódio, usando um processo simples de pouco capital sem qualquer necessidade para purificação do produto final. A presente invenção envolve extrair os gases de escapamento do gerador produzidos em processos comerciais sub-atmosféricos de dióxido de cloro à base de metanol em uma solução de reação que contém peróxido de hidrogênio e um hidróxido de metal alcalino, de preferência hidróxido de sódio, para a fabricação do correspondente clorito de metal alcalino. 0 processo inclui uma etapa de condicionamento ótimo de gás antes dos gases extraídos se submeterem a reação química, uma unidade de contato gás-líquido na qual se realiza a reação química e uma etapa opcional de desprendimento gás-líquido imediatamente depois do reator de clorito.
Conseqüentemente, em um aspecto da presente invenção, é propiciado um método para produção de um clorito de metal alcalino que tem uma maior pureza comparado com aquela esperada com base na composição de gases de exaustão do gerador de dióxido de cloro, que compreende realizar a produção de dióxido de cloro pela redução de íons de clorato com metanol em dióxido de cloro em um meio aquoso de reação ácida em uma primeira zona de reação, reagir o dióxido de cloro com uma solução aquosa de hidróxido de metal alcalino e peróxido de hidrogênio em uma segunda zona de reação, e recuperar uma solução aquosa de clorito de metal alcalino que tem uma maior pureza a partir da segunda zona de reação.
Breve descrição dos desenhos A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de produção de dióxido de cloro que produz dióxido de cloro usando o processo R8 a partir de clorato aquoso de sódio, ácido sulfúrico e metanol; a Figura 2 é um diagrama esquemático de um processo de fabricação de clorito usando gás de exaustão do gerador de dióxido de cloro, de acordo com o processo genérico da invenção e a Figura 3 é um diagrama esquemático de um processo de fabricação de clorito usando gás de exaustão do gerador de dióxido de cloro, de acordo com uma modalidade preferida da invenção.
Descrição geral da invenção Com a finalidade de melhor compreensão da presente invenção, é representado na Figura 1 um diagrama esquemático de um gerador típico comercial de dióxido de cloro à base de metanol, de pressão sub-atmosférica. Uma descrição completa da Figura 1 aparece abaixo.
Com base na seguinte equação empírica de reação: 3,093 NaCl03 + 0,003 NaCl + 2,04 H2S04 + 1,011 CH3OH 3 C102 + 0,0465 Cl2 + 1,056 Na3H(S04) 2 + 2,481 H20 + 0,216 CH30H + 0,660 HCOOH + 0,318 C02 a composição do produto típico gasoso durante funcionamento contínuo pode ser estimada para ser aquela apresentada na Tabela 1 a seguir: TABELA 1: Composição do gás de exaustão de gerador típico Uma vez que sempre foi assumido que a reação de tal mistura de gás de exaustão de gerador de dióxido de cloro com peróxido de hidrogênio e hidróxido de metal alcalino resultaria na formação de um clorito de metal alcalino que contém correspondentemente alto teor de diversos contaminadores (metanol, ácido fórmico/formato fórmico, dióxido de carbono/carbonatos), o processo baseado em metanol nunca foi considerado como uma fonte de dióxido de cloro para a fabricação de clorito de metal alcalino.
Com base nas composições típicas de gás mostradas na Tabela 1 e considerando a absorção/reação completa de todos os gases com o peróxido de hidrogênio e hidróxido de metal alcalino, é esperado que a solução do produto de clorito de metal alcalino resultante tenha os seguintes níveis de contaminadores: TABELA 2: Razões de contaminantes esperadas na solução do produto de clorito alcalino Uma composição de clorito de metal alcalino que contém tais níveis elevados de impurezas não é considerada adequada para a maioria das aplicações de cloritos de metais alcalinos.
Contudo, verificou-se agora surpreendentemente que, ao realizar a fabricação de clorito de acordo com o processo da presente invenção e descrito em maior detalhe abaixo, o produto resultante é significativamente mais puro que originalmente antecipado. O processo da presente invenção permite que o metanol mais econômico seja usado como agente de redução no gerador do dióxido de cloro e na fabricação de clorito de metal alcalino. 0 dióxido de cloro que se pretende usar no reator de clorito pode ser despojado de gás, por exemplo, despojado de ar, a partir da solução do produto de dióxido de cloro proveniente do gerador de dióxido de cloro. Contudo, com a finalidade de minimizar a contaminação orgânica de dióxido de carbono e deste modo fornecer dióxido de cloro com uma menor proporção de componentes diferentes de dióxido de cloro, o gás de exaustão do gerador de dióxido de cloro é, de preferência, extraído a partir de um ponto localizado entre a saída do Refrigerador de Contato Indireto (ICC) e a entrada da torre de absorção (S3) (vide ponto A na Figura 1) . Com a finalidade de extrair apenas o gás, o ponto A está de preferência localizado na parte superior da tubulação. Neste ponto, uma grande fração da carga de metanol e ácido fórmico foi condensada no condensado de água produzido no ICC, deixando a corrente de gás de exaustão tão livre de contaminadores orgânicos quanto for possível.
Uma etapa de condicionamento de gás que pode opcionalmente seguir a retirada do gás de exaustão destina- se a: i) reduzir ainda mais o teor de orgânicos pela refrigeração dos gases, ii) reduzir o teor de outros constituintes específicos de gás, tal como dióxido de carbono e iii) Remover impurezas com o uso de escovas do possível aprisionamento de líquido com a finalidade de lidar com condições indesejáveis freqüentemente observadas na operação de plantas comerciais, tal como líquido do gerador transportado pelo ICC na forma de uma névoa muito fina.
Portanto, o equipamento de condicionamento de gás pode consistir em um aparelho de eliminação de névoa, uma coluna de lavagem de gás, uma caixa defletora ou outra unidade similar ou combinação destes. O líquido circulado em colunas de lavagem de gás é tipicamente água, de preferência gelada. Outros meios aquosos adequados são soluções de hidróxidos de metais alcalinos e de metais alcalinos terrosos, que oferecem a possibilidade de reduzir os níveis de teor tanto do dióxido de carbono como de cloro gasoso. A reação química para formar clorito de metal alcalino pode ser realizada, de preferência sob pressão sub-atmosférica, geralmente na faixa entre aproximadamente 6,7 a aproximadamente 66,7 kPa, de preferência entre aproximadamente 6,7 kPa a aproximadamente 26,7 kPa, em qualquer unidade de contato gás-líquido, tal como uma coluna convencional de pulverização ou torre empilhada. O pH do meio de reação que entra no reator é mantido geralmente na faixa entre aproximadamente 11,8 e aproximadamente 13,0, de preferência entre aproximadamente 12,0 e aproximadamente 12,6. O peróxido de hidrogênio geralmente é utilizado em excesso daquele necessário para a reação estequiométrica de hidróxido de metal alcalino, peróxido de hidrogênio e dióxido de cloro. 0 peróxido de hidrogênio em excesso pode ser mantido usando uma medição potenciométrica (ORP) . Os valores de ORP, que são dependentes de pH, são geralmente mantidos na faixa entre aproximadamente -30 e aproximadamente -200 mV vs Ag/AgCl, de preferência entre aproximadamente 90 e aproximadamente 150 mV vs Ag/AgCl. A reação de formação de clorito de metal alcalino é geralmente realizada a uma temperatura entre aproximadamente 25 e aproximadamente 40°C, de preferência entre aproximadamente 25 e aproximadamente 35°C. A modalidade preferida do processo envolve o uso de um edutor de líquido para simultaneamente propiciar a fonte de vácuo necessária para a extração do gás e o ambiente físico para que se possa realizar a reação química. O uso da fonte de vácuo destina-se a propiciar apenas o tempo de contato mínimo requerido pela reação rápida de formação de clorito, enquanto ao mesmo tempo minimizando a possibilidade para que se realize o processo relativamente lento de absorção de dióxido de carbono. O uso de um edutor de líquido pode representar um grande aperfeiçoamento em relação a equipamento alternativo de contato gás-líquido em termos do custo e simplicidade devido à sua dupla função como fonte de vácuo e reator, e em termos de eficácia como resultado do seu tempo de contato gás-líquido relativamente curto.
Com a finalidade de minimizar o tempo de contato entre os gases reagentes e a solução de clorito do reator, pode ser introduzida uma etapa de desprendimento de gás imediatamente depois do reator químico. Pode ser usado qualquer equipamento convencional de separação gás-líquido, com a modalidade preferida consistindo em um separador tipo centrífugo. É particularmente benéfico operar o processo da invenção mediante utilização na fabricação de clorito de apenas uma fração do dióxido de cloro produzido no gerador de dióxido de cloro, com o restante do dióxido de cloro sendo encaminhado para outras aplicações adequadas, por exemplo, operações de alvejamento da planta. Tal operação permite uma distribuição mais eficaz das impurezas tipicamente presentes no produto gasoso do gerador sub-atmosférico de dióxido de cloro à base de metanol, com a maioria das impurezas indo para a planta de alvejamento.
Outra modificação benéfica específica para a prática comum da operação do processo à base de metanol é a maximização da taxa de fluxo do chuveiro de pulverização do Refrigerador de Contato Indireto. Tal prática permite que cada sistema de produção de dióxido de cloro minimize o nível de contaminadores na corrente de gás de exaustão no ponto de saída do ICC.
Além da distribuição mencionada acima do produto gasoso do gerador de dióxido de cloro entre o reator de cloro e a planta de alvejamento, existem outras etapas possíveis que podem ser consideradas com o objetivo de minimizar o nível de contaminadores, especialmente carbonato, na solução do produto final de clorito. Tais etapas adicionais incluem: i) manter apenas a alcalinidade mínima necessária para a reação Cl02+H202+Na0H no reator de clorito, ii) manter a maior taxa de alimentação de gás C102/C02 possível e iii) minimizar o tempo de contato gás-líquido. A estratégia e projeto adequados do controle do processo podem ser muito importantes considerando-se as duas primeiras possibilidades, enquanto que a terceira possibilidade pode ser mais bem satisfeita pelo uso de um edutor de líquido como o reator seguido por desprendimento imediato de gás em um separador adequado. A incorporação do equipamento do processo desta invenção (condicionamento de gás, reator de clorito, etc) a um gerador existente de dióxido de cloro também torna possível otimizar a operação da planta de C102 pela minimização da necessidade por: i) sequências de parada/espera/reinício quando o alvejamento de polpa é interrompido (desviando a produção de C102 para a fabricação de clorito) e ii) alterações nas taxas de alimentação química, alterando em vez disso a fração de C102 produzido desviado para a fabricação de clorito.
Uma vez que a pureza pretendida do produto de clorito de metal alcalino é parcialmente dependente do processo de produção de dióxido de cloro, a eficácia com a qual o processo é realizado afetará a saída. Para um processo sub-atmosférico â base de metanol, o menor nível de carbonato na solução do produto de clorito pode ser expresso a partir de um processo realizado sob algum grau de metanol em excesso, que levará às maiores razões C102/C02 na fase gasosa. Por outro lado, tal situação não apenas resultará em um maior custo de operação como também levará a alto teor de orgânicos indesejáveis no gás de exaustão e, portanto, potencialmente, no produto de clorito. Na prática, deve ser determinado um equilíbrio ótimo com base nos requisitos específicos do produto de clorito. O objetivo da fabricação de clorito puro de metal alcalino é em grande parte dependente dos atributos dos processos de produção de dióxido ' de cloro e, portanto, aqueles sub-atmosféricos oferecem as melhores oportunidades para sucesso de acordo com a presente invenção. Mas com diferentes graus de pureza, a invenção é também aplicável a processos atmosféricos de produção de dióxido de cloro assim como a todos os tipos de agentes de redução e de catalisadores (se existirem) usados nos diversos processos comerciais de dióxido de cloro disponíveis, independentemente das condições de pressão. Deve ser entendido que o metanol usado como agente de redução no processo da invenção pode ser facilmente substituído, pelo menos em parte, por outros álcoois, tais como etanol ou isopropanol.
Descrição das modalidades preferidas Com referência à Figura 1, é mostrado ali um diagrama esquemático de um gerador comercial típico de pressão sub-atmosf érica de dióxido de cloro à base de metanol. Como visto ali, um cristalizador evaporador de gerador de recipiente único 10 está conectado na extremidade inferior a um circuito de recirculação do gerador 12 ao qual um reagente de clorato é fornecido pelo tubo 14, e conectado a um reaquecedor do gerador 16. O reaquecedor do gerador 16 está conectado no lado de jusante a uma tubulação de alimentação 18 ao gerador 10, ao qual metanol e ácido sulfúrico são fornecidos pelos tubos 20 e 22, respectivamente.
Uma pasta fluida sub-produto de sulfato cristalino ácido de sódio no licor gasto do reator é removido do circuito de recirculação 12 pelo tubo 14 e passado para um filtro de pasta de sal 26 onde o sesqui-sulfato cristalino de sódio é separado do licor gasto do reator e retornado para o circuito de recirculação pelo tubo 28.
Os produtos gasosos da reação, principalmente vapor e dióxido de carbono, são fornecidos pelo tubo 3 0 a um refrigerador de contato indireto 32 onde o vapor é condensado. O dióxido de cloro gasoso é fornecido pelo tubo 34 a uma torre de absorção de dióxido de cloro 36 à qual é aplicado vácuo pelo tubo 37 e onde o dióxido de cloro é dissolvido em água gelada fornecida pelo tubo 38. A solução resultante de dióxido de cloro passa pelo tubo 40 para armazenamento.
No processo realizado no reator 10, clorato de sódio, metanol e ácido sulfúrico reagem em um meio aquoso de reação ácida mantido ali sob uma pressão sub-atmosférica para formar dióxido de cloro gasoso e sub-produto sesqui-sulfato cristalino de sódio e de acordo com a equação empírica de reação dada acima. O meio aquoso de reação ácida tem geralmente uma concentração de clorato de sódio entre aproximadamente 0,5 e aproximadamente 3,5 M, de preferência entre aproximadamente 1,5 e aproximadamente 2,5 M e uma normalidade total ácida entre aproximadamente 7 e aproximadamente 10 N, de preferência entre aproximadamente 7,5 e aproximadamente 8,5 N. O metanol é fornecido em uma quantidade necessária para produzir o dióxido de cloro. O meio aquoso de reação ácida é geralmente mantido a uma temperatura entre aproximadamente 50 e aproximadamente 90°C, de preferência entre aproximadamente 65 e aproximadamente 75°C, enquanto é aplicada à zona de reação uma pressão sub-atmosférica entre aproximadamente 6,7 e aproximadamente 53,3 kPa, de preferência entre aproximadamente 13,3 e aproximadamente 26,7 kPa.
Com referência à Figura 2, é mostrado ali um diagrama esquemático de um processo para produção de clorato de sódio, de acordo com uma modalidade da invenção. Como visto ali, o produto de clorito de sódio é formado no reator químico 100 que, na modalidade ilustrada, é uma torre empilhada 102. A torre 102 é mantida sob vácuo por uma fonte de vácuo 104.
Dióxido de cloro gasoso é fornecido a partir do gerador de dióxido de cloro pelo tubo 106 através de uma etapa de condicionamento de gás 108, durante a qual qualquer das opções referidas acima pode ser realizada, antes da passagem para a extremidade inferior do reator químico 100 pelo tubo 110. Uma solução aquosa de hidróxido de sódio e peróxido de hidrogênio é fornecida à extremidade superior do reator químico 100 pelo tubo 112 para reação naquele com o dióxido de cloro gasoso. Gás de exaustão proveniente da fonte de vácuo 104 é fornecido pelo tubo 114 à torre de absorção de gás (S3) do gerador de dióxido de cloro (vide Figura 1). A solução de produto de clorito de sódio é retirada da extremidade inferior do reator químico 100 pelo tubo 116. O restante do líquido proveniente do reator químico é recirculado pelo tubo 118 para completar os tubos de alimentação 120, 112 e 124, respectivamente, para hidróxido de sódio, peróxido de hidrogênio e água, a seguir ao que a solução de reação é fornecida através de um refrigerador 126 ao tubo de alimentação 112.
Com referência à Figura 3, onde os mesmos numerais de referência são usados como na Figura 2, quando apropriado, é ilustrada uma modalidade preferida da invenção, na qual o reator químico 100 e a fonte de vácuo 104 são substituídos por um edutor a vácuo 13 0. O dióxido de cloro gasoso condicionado no tubo 110 é fornecido ao lado gasoso do edutor 130 enquanto que a solução aquosa da reação de hidróxido de sódio e peróxido de hidrogênio no tubo 112 é fornecida ao lado líquido do edutor 130. Gás residual e produto de reação aquoso de clorito de sódio são passados do edutor pelo tubo 132 para uma etapa de desprendimento de gás 134 na forma de um separador de ciclone 136. O gás separado do desprendimento de gás do ciclone é encaminhado pelo tubo 138 para a torre de absorção (S3) do gerador de dióxido de cloro (vide Figura 1). O produto líquido separado é passado pelo tubo 140 para um recipiente coletor 142 a partir do qual a solução aquosa de clorito de sódio do produto passa pelo tubo 116 para armazenamento.
Exemplo Este Exemplo ilustra a preparação de clorito de sódio com baixo teor orgânico e de carbonato de acordo com o processo da invenção.
Um gerador comercial, sub-atmosférico, de C102 à base de metanol (R8) como mostrado na Figura 1 foi acionado na vizinhança da sua capacidade nominal (20 MTPD) e dentro da sua composição típica de licor e faixas de funcionamento de pressão/temperatura: acidez de 7,5 a 8,5 N, concentração de clorato de sódio de 1,8 a 2,2 M, pressão absoluta de 15,9 a 16,1 kPa e 69 a 71°C. O consumo de metanol foi 0,174 g/g C102, a temperatura de saída do ICC foi 10°C e a potência da solução do produto de C102 foi 12,5 g/1.
Depois de diversas horas de funcionamento estável, uma amostra de gás de exaustão começou a ser retirada continuamente a partir de uma porta na parte superior do tubo de saída do ICC (vide ponto A na Figura 1). Os gases foram encaminhados para uma garrafa de 150 ml de lavagem de gás (etapa de pré-tratamento) e depois para uma garrafa de reação de clorito cheia com 100 ml de água + 37 ml de NaOH a 50% + 17 ml de H202 a 50%. Foi usado um pequeno edutor laboratorial de água para extrair os gases através da montagem experimental.
Durante três testes separados realizados, deixou-se crescer a concentração de NaCl02 na garrafa de reação durante intervalos de tempo de 52 a 140 minutos. As etapas de pré-tratamento para os três testes individuais consistiram em água, solução de CaCl2 e uma combinação de ambas. A composição de solução de clorito do reator foi amostrada para análise no final de cada teste para encontrar que as composições médias eram: 269,3 g/1 de NaC102, 291,7 mg/1 de metanol, 2,19 g/1 de formato de sódio e 2.12 g/1 de Na2C03.
Portanto, os parâmetros relevantes de desempenho foram: Na2C03/NaC102 - 7,89 mg/1 (reduzido de 53,904 mg/g pela TABELA 2) Metanol/NaC102 - 1,08 mg/g (reduzido de 25,471 mg/g pela TABELA 2) NaC00H/NaCl02 - 8,14 mg/g (reduzido de 165,382 mg/g pela TABELA 2) Estes dados mostram um resultado inesperado em termos de uma pureza muito elevada do produto final.
Sumário da invenção Em resumo desta invenção, é produzido clorito aquoso de metal alcalino, a partir de dióxido de cloro produzido por um processo à base de metanol. São possíveis modificações dentro do âmbito desta invenção.
REIVINDICAÇÕES
Claims (5)
1. Método para produzir clorito de metal alcalino com uma maior pureza comparada com aquela esperada com base na composição de gás de exaustão de gerador de dióxido de cloro, o método compreende: realizar a produção de dióxido de cloro pela redução de clorato de sódio com metanol em um meio aquoso de reação ácida contendo ácido sulfúrico no ponto de ebulição do meio de reação em uma primeira zona de reação enquanto é aplicada uma pressão sub-atmosférica à primeira zona de reação para propiciar uma mistura gasosa de dióxido de cloro, vapor e sub-produtos voláteis de reação, reagir o dióxido de cloro com uma solução aquosa de hidróxido de metal alcalino e peróxido de hidrogênio em uma segunda zona de reação enquanto uma pressão sub-atmosférica é aplicada à segunda zona de reação, e recuperar uma solução aquosa de clorito de metal alcalino da segunda zona de reação, o método sendo caracterizado pelo fato de que: a pressão sub-atmosférica é fornecida por um edutor de líquido no qual a referida solução aquosa de hidróxido de metal alcalino e de peróxido de hidrogênio é alimentada a uma entrada de líquido enquanto que o dióxido de cloro é alimentado a uma entrada de gás, por meio do qual o edutor de líquido constitui a segunda zona de reação, e a referida mistura de dióxido de cloro, vapor e subprodutos voláteis de reação é resfriada para condensar o vapor, e pelo menos uma proporção significativa dos subprodutos voláteis fornece o dióxido de cloro para reação com a solução aquosa de hidróxido de metal alcalino e peróxido de hidrogênio.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oei^ íaLv de qae o dióxido de auto e submetido a uma ou mais etapas de condicionamento realizadas para: i) reduzir ainda mais o teor de orgânicos pela refrigeração do dióxido de cloro, ii) reduzir o teor de dióxido de carbono, e/ou iii) remover qualquer licor do gerador transportado.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, seguindo a reação no referido edutor de liquido, os produtos de reação são encaminhados de uma saída do referido edutor de líquido para um separador gás-líquido onde a solução aquosa de clorato de metal alcalino é separada dos gases residuais não-reagidos.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido hidróxido de metal alcalino é hidróxido aquoso de sódio.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 e 4, caracterizado pelo fato de que o metanol é substituído, pelo menos parcialmente, por etanol ou isopropanol.
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