JPH10194707A - 二酸化塩素製造方法 - Google Patents

二酸化塩素製造方法

Info

Publication number
JPH10194707A
JPH10194707A JP9365536A JP36553697A JPH10194707A JP H10194707 A JPH10194707 A JP H10194707A JP 9365536 A JP9365536 A JP 9365536A JP 36553697 A JP36553697 A JP 36553697A JP H10194707 A JPH10194707 A JP H10194707A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystallizer
chlorate
evaporator
salt
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9365536A
Other languages
English (en)
Inventor
Pascal Dufour
デュフール パスカル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Elf Atochem SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elf Atochem SA filed Critical Elf Atochem SA
Publication of JPH10194707A publication Critical patent/JPH10194707A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02Oxides of chlorine
    • C01B11/022Chlorine dioxide (ClO2)
    • C01B11/023Preparation from chlorites or chlorates
    • C01B11/026Preparation from chlorites or chlorates from chlorate ions in the presence of a peroxidic compound, e.g. hydrogen peroxide, ozone, peroxysulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02Oxides of chlorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02Oxides of chlorine
    • C01B11/022Chlorine dioxide (ClO2)
    • C01B11/023Preparation from chlorites or chlorates
    • C01B11/025Preparation from chlorites or chlorates from chlorates without any other reaction reducing agent than chloride ions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04Chlorides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二酸化塩素を含むガス流と副生成物として得
られる強酸の塩の結晶流とが得られる条件下で蒸発−結
晶器4中で還元反応を行う、強酸中で塩素酸塩を還元し
て二酸化塩素を製造する方法の改良。 【解決手段】 蒸発−結晶器4で出来た塩の結晶流を水
柱脚部3中を落下させ、蒸発−結晶器4に導入すべき飽
和塩水の溶液をこの水柱脚部3中を向流として上昇させ
ることによって飽和塩水の溶液によって塩の結晶流を洗
浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塩素酸塩、特にアル
カリ金属塩素酸塩を強酸中で還元して二酸化塩素を製造
する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】上記反応は目的物質である二酸化塩素を含
むガス流と副生成物として得られる強酸の塩の結晶とが
得られる条件で蒸発−結晶器で行われる。強酸が塩酸の
場合には二酸化塩素は蒸発結晶器中で塩素との混合物の
形で得られるが、反応を過酸化水素の存在下で行うこと
によって塩素の量は極めて低レベルに抑えることができ
る。
【0003】上記の二酸化塩素製造方法はフランス国特
許第2,464,224 号または米国特許第4,178,356 号および
第 4,421,730号等に記載されている。この方法では反応
媒体を大気圧以下の圧力下で沸点に保持して二酸化塩素
または二酸化塩素+塩素を水蒸気(反応物によって供給
される水または反応で生じる水の蒸発によるもの)との
混合物の形で取り出し、塩(例えば塩化ナトリウム)は
結晶化させる。本発明はこの方法を改良したものであ
る。
【0004】二酸化塩素は紙パルプや織物繊維の漂白、
水の殺菌、脂肪の脱色等の分野で商業的に非常に重要な
気体であり、さらに、工業ガスの脱窒または産業排水の
フェノール破壊でも使用されている。二酸化塩素または
二酸化塩素/塩素混合物を爆発の危険なしに安全な運転
で発生させることができる信頼性の高いプロセスを確立
することは重要である。
【0005】強酸として塩酸を使用する方法では、二酸
化塩素/塩素混合物中の二酸化塩素濃度をできるだけ高
くし、用いたアルカリ金属塩素酸塩と生成する二酸化塩
素のモル比をできるだけ1に近づけ、例えばClO2/NaCl
3 のモル比を1にするようにしている。そのためには
触媒、例えば銀イオン、二クロム酸塩、砒素、タリウム
およびより効果的なパラジウムの使用が必要になる。
【0006】二酸化塩素の具体的な製造方法の例として
は、強酸中で還元剤を用いて塩素酸塩を還元する方法、
例えば還元剤であり且つ強酸でもある塩酸を用いた塩素
酸ナトリウムの還元がある: xNaClO3 + 2x HCl → xClO2 +x/2 Cl2 +xNaCl+x H2O (R1) yNaClO3 + 6y HCl → 3 yCl2 +yNaCl+y H2O (R2) (ここで、xおよびyは導入した反応物のモル数および
反応(R1)および(R2)で得られた生成物のモル数を表し、
x+y=1、0≦x≦1および0≦y≦1を満足する)
【0007】二酸化塩素は反応 (R1) で得られ、反応
(R2) では形成されない。従って、経済的な方法では反
応 (R1) のみを進行させ、反応 (R2) は回避するように
する。反応速度の比R1 /R2 は塩素酸塩/還元剤のモ
ル比が高い時および反応媒体の酸性度が高い時に高くな
ることは知られている。しかし、この2つの反応 (R1)
および (R2) を別々に制御するのは困難であり、その反
応設備は精密に設計し、管理する必要がある。
【0008】英国特許第 1,347,740号には、二酸化塩素
を発生させるための反応器(蒸発結晶器)を低い酸度
と、相対的に低い塩素酸塩/還元剤比(NaClO3/Cl- )
で運転する方法が開示されている。この操作条件下で高
いR1 /R2 比を得るように蒸発結晶器を運転するため
には反応 (R1) に対して非常に高い活性を有する可溶性
の触媒を選択する必要がある。そうすることによって、
二酸化塩素の生産性、換言すれば触媒を用いた場合に生
成する単位時間当りのClO2 のモル数が同条件で触媒を
用いない場合に比べて上昇し、選択性が向上する。しか
し、可溶性金属を用いた均質触媒を用いてClO2 を生成
するこの方法は使用する触媒が回収困難であったり、R
1 /R2 の選択性が十分でないため工業的には発展して
いない。
【0009】日本国特許第2645/1970 号には反応 (R1)
の触媒としてのパラジウムが開示されている。しかし、
貴金属であるPdをベースにした触媒を回収する簡単な方
法は開発されていない。この発見が基礎になって、その
後パラジウム塩に共触媒、例えば鉛イオン、砒素、マン
ガン、二クロム酸塩または酸化バナジウム(米国特許第
4 178 356 号参照)を添加することによってパラジウム
基触媒の効率を向上させるプロセスの研究が行われ、R
1 /R2 比は5〜10から25〜45になった。これらの触媒
開発の目的は回収不可能な触媒を用いて触媒使用量を減
少させることにある。
【0010】フランス国特許第 2,409,961号に記載のよ
うに、パラジウム(II)塩をアミノ酸タイプのリガンドと
錯体化させることによってパラジウム基触媒の効果を改
良するために、引続きプロセス研究が行われた。このフ
ランス国特許ではR1 /R2の比は最大で80に達する。
米国特許第 4,421,730号にはβ−ジケトンリガンドが開
示されている。可溶性パラジウム触媒を従来法で回収す
るのは困難であるため、有機リガンドとの錯体化によっ
て活性を高くしたパラジウム触媒を使用する方向で研究
が行われているが、大抵の場合、錯化パラジウム触媒は
塩素酸塩等の酸化媒体に対して非常に脆いため、触媒は
回収されない。
【0011】塩酸を用いて二酸化塩素を合成する方法で
は、パラジウム触媒を用いるものでもそうでなくても、
全て塩素が発生する。その最も好ましい場合、すなわち
反応(R1)のxが1で、反応(R2)のyが0の場合の二酸化
塩素の選択性は下記式に従って最大66.7%になる: = x ClO2(mol) ×100 /〔x ClO2(mol)+(x/2+3y)Cl
2(mol)〕=66.7%
【0012】しかし、反応(R1)および(R2)では塩素の生
は不可避である。最も好ましい場合すなわち反応(R
1)でx=1、反応(R2)でy=0の場合での塩素の生産性
は下記の式に従って最大33.3%である: = (x/2+3y)Cl2(mol) ×100 /〔x ClO2(mol) +(x/2+3y)Cl2(mol)〕 = 33.3 % 実際には、反応(R1)および(R2)での塩素の生成量は33.3
%を大きく上回ることが多い。
【0013】二酸化塩素と塩素とを分離する方法は下記
の2つである: (i) 水で洗浄して塩素を二酸化塩素から分離し、その
後、水溶性の二酸化塩素を空気でストリッピングする。
塩酸は反応(R1)および(R2)に再循環され、反応(R1)およ
び(R2)に必要な酸度を与える反応物の一部になる。この
方法は広く行われているが、分離手段および塩素を塩酸
に変換する手段が非常に高コストである。
【0014】(ii)反応(R1)および(R2)によって生成する
塩素を下記(R3)に従って過酸化水素によってその場で還
元する: H2 2 +Cl2 → 2 HCl+O2 (R3) この反応(R3)を高収率で首尾良く行うのに必要な実験条
件として要求されることは、過酸化水素の含有率を1%
(重量)以下に保ち、弱酸性媒体中で反応を行うこと、
すなわち塩酸含有率を一般に25g/l 以下にすることであ
るが、この実験条件では十分な生産性および選択性を有
する高活性のパラジウム触媒を使用しなければならな
い。
【0015】そのため、反応をパラジウム触媒を用いて
行い、塩素を過酸化水素を用いてその場で還元する方法
が開発された(上記米国特許第4,421,730 号参照)。し
かし、この方法および触媒を用いるその他全ての方法は
以下のような欠点を有している: (1) パラジウム(II)ベースの触媒は回収が困難である。
すなわち、PdCl2 濃度を低く(Pd2+濃度で50mg/lまたは
30mg/l付近)保ってPd2+の損失が最小限に抑えられるよ
うに反応器内の触媒量を連続的に調節する必要がある。
Pd2+は副生成物である塩と供に流出する。 (2) 母液を濾過して得られる塩化ナトリウムは乾燥後で
も1kg当たり5mgのPd2+を含む。これはNaClを塩素酸ナ
トリウム製造設備へ出発材料として再循環する上で不利
である。 (3) この方法ではパラジウム(II)ベースの触媒は副生成
物である塩と供に失われる消費材料である。 (4) 濾過後の母液の再循環によって装置の運転が複雑に
なり、二酸化塩素気体の発散物と接触した塩化ナトリウ
ムを安全に濾過するための投資が必要。 (5) 副生成物である結晶状塩化ナトリウムが酸性の母液
を含む。二酸化塩素発生装置から出る塩を塩素酸ナトリ
ウム製造設備(必ずしも同じ場所にあるとは限らない)
へ送る前にこの母液を中和または洗浄して除去しなけれ
ばならない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
欠点を無くすことにある。本発明者は、反応母液の再循
環を不要にすると同時に、簡単な方法で副生成物として
得られる塩を供給し、二酸化塩素(および塩酸を用いた
方法では塩素)の生成中常に可溶性触媒を蒸発結晶化反
応器内に閉じ込めておくことが可能であり、従って回収
に関する問題が存在しない方法を開発した。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は蒸発−結
晶器(reacteur evaporateur-crystallisoir)中で目的物
質である二酸化塩素を含むガス流と副生成物として得ら
れる強酸の塩の結晶流とが得られる条件下で還元反応を
行う、強酸中で塩素酸塩を還元して二酸化塩素を製造す
る方法において、蒸発−結晶器で生成した塩の結晶流を
水柱脚部(jambed'elutriation)中を落下させ、蒸発−結
晶器に導入すべき飽和塩水(saline)の溶液をこの水柱脚
部中を向流として上昇させることによって飽和塩水の溶
液によって塩の結晶流を洗浄する点に特徴がある。
【0018】
【発明の実施の形態】飽和塩水(saline saturee)の溶液
とは、塩化物の飽和水溶液または塩素酸塩の飽和水溶液
または塩素で飽和された塩素酸塩ブライン(saumure、塩
水)を意味する。この飽和塩水としては塩素酸塩ブライ
ンを選択するのが有利である。使用する塩素酸塩は一般
に塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸カルシウ
ムまたは塩素酸マグネシウムであり、特に塩素酸ナトリ
ウムにする。使用する強酸は一般に塩酸、硫酸およびこ
れらの混合物であり、特に塩酸にする。還元剤はCl-
オンにするのが好ましく、このイオンは塩化ナトリウ
ム、塩化カルシウム、塩化カリウムまたは塩酸から得る
ことができる。
【0019】蒸発−結晶器を用いた反応は一般に二酸化
塩素生成反応用の触媒を用いて行われる。本発明では蒸
発−結晶器から出た塩の結晶流は水柱脚部中で洗浄され
るので、触媒は常に蒸発−結晶器内に閉じ込められたま
まである。強酸中で塩素酸塩を還元して二酸化塩素を作
る公知の全ての触媒および共触媒を使用することができ
る。好ましい触媒としては反応媒体に可溶なパラジウム
(II)塩、マンガン塩またはパラジウム(II)またはマンガ
ンの有機金属錯体が選択される。その特殊例はフランス
国特許第 2,409,961号、米国特許第 4,178,356号および
第 4,421,730号に記載されている。パラジウム触媒を使
用する場合には、本発明では蒸発−結晶器内のPd2+濃度
を公知の方法よりも高くすることができ、0.3 ×10-3mo
l/l から0.017mol/lにすることができる。
【0020】本発明方法では、塩素酸塩は一般に塩素酸
塩の水溶液または塩素酸塩ブラインで供給され、例え
ば、塩素酸ナトリウムの電気分解槽で得られるNaCl/Na
ClO3ブラインから二クロム酸ナトリウムを除去した塩
素酸塩ブラインとして供給される。飽和塩水が塩素酸塩
で構成される場合には、塩素酸塩の一部、好ましくは全
部を水柱脚部中を向流として上昇する飽和塩水の溶液と
して蒸発−結晶器へ供給する。強酸が塩酸の場合には、
蒸発−結晶器内で副生成物として生じる塩素をその場で
塩化水素へと還元するために過酸化水素の存在下で反応
を行うことができる。その場合の過酸化水素は蒸発−結
晶器内に直接導入するか、水柱脚部を介して導入される
飽和塩水の溶液の流れと一緒に導入する。二酸化塩素流
中で酸素が発生し、その場で生成する塩素を考慮して蒸
発−結晶器に導入される塩酸の含有率は低く抑えられ
る。
【0021】本発明方法の1つの実施例では、水柱脚部
は塩回収容器中に浸漬されており、飽和塩水の溶液はこ
の塩回収容器の頭部へ供給される。水柱脚部は塩回収容
器の頭部を貫通している。飽和塩水の溶液を脱気するた
めに、塩回収容器の頭部はダクトを介して蒸発−結晶器
内の雰囲気と連通している。飽和塩水の溶液は塩回収容
器へ落下し、そこから水柱脚部(3) 中を上昇する。結晶
状の塩は蒸発−結晶器中で洗浄される。蒸発−結晶器の
寸法は飽和塩水の溶液の上昇流の速度が塩結晶の降下速
度(10-1〜10-3m/秒)よりもはるかに遅くなり、例え
ば10-3〜10-4m/秒となるように選択される。
【0022】塩回収容器中で沈降分離された塩の結晶は
飽和塩水から間欠的に分離して第2の容器へ移し変える
ことができる。この第2の容器には同じ飽和塩水を満た
し、好ましくはダクトを介して蒸発−結晶器内の雰囲気
と連通させる。懸濁液はフィルターへ送り、その濾液は
第2の容器へ戻すのが好ましい。また、この懸濁液を自
動排出機能を備えた遠心吸引フィルターからなる濾過回
路へ送ることによって上記容器中で沈降分離した塩の結
晶を連続的に飽和塩水から分離することもできる。容
器、濾過回路および吸引フィルターに含まれる液体の量
は一定であり、濾液は容器へ再循環させる。
【0023】一般に、フィルターを含む飽和塩水の供給
システムは−5℃から90℃の温度、好ましくは15〜70℃
の温度で使用され、蒸発−結晶器は25〜90℃に保たれ、
蒸発−結晶器内の圧力は20〜400mmHg (2666Pa〜53,329
Pa)に保たれる。濾過後の結晶の少なくとも一部は飽和
塩水の供給材料として再利用できる。強酸がHClで、塩
素酸塩がNaClO3 の場合、濾過後の結晶NaClは十分な純
度を有するので、塩素酸塩の電気分解槽へ送ることがで
きる。
【0024】二酸化塩素、生成する水蒸気および、必要
に応じて酸素を含むガス流は、凝縮器を通過させて水蒸
気の大部分を凝縮させることができ、凝縮液は空気でス
トリッピングした後に排出する。強酸として塩酸を使用
した場合にはガス流も塩素を含むことになる。このガス
流はClO2 /Cl2 分離操作で分離する。すなわち、塩素
の生産性が10%以上の場合にはClO2 を選択的に水に
溶解させ、溶解したClO2 をエアストリッピングする。
生産性が10%以下の場合には約0.5 〜1重量%に稀釈
した1mol/l 以下の塩酸を含む過酸化水素を用いてカラ
ムで処理し、カラムを出る流れを蒸発−結晶器へ導入す
るか、水酸化ナトリウム溶液を用いて中和し、飽和塩水
の供給材料と混合する。
【0025】本発明の方法は従来技術の全ての欠点を解
決する: (a) 可溶性触媒は常に二酸化塩素反応器内に閉じ込めら
れるので、触媒回収の問題がなくなる。 (b) 可溶性パラジウム塩またはマンガン塩の反応器内で
の濃度を低く抑える必要がなくなり、反応(R1)の選択性
は制限されない。 (c) パラジウム塩またはマンガン塩は、フィルタ─に達
する前に、蒸発−結晶器内で沈澱した塩化ナトリウムか
ら反応中に除去されるので、フィルター上で塩化ナトリ
ウムの圧縮ケーキを洗浄して触媒を除去する必要がなく
なる。 (d) 反応母液 (塩酸、塩素酸塩、塩化ナトリウムおよび
溶解しているCl2 およびClO2 ガスを含む母液) の再循
環が完全に無くなるので、二酸化塩素の合成法が簡単に
なる。 (e) 本発明の新規な二酸化塩素法では下記の特徴を有す
るNaCl副生成物を得ることができる: (a) パラジウム濃度は5ppm 以下、通常0.2ppmから2pp
m である。 (b) 同時生成物として含まれるのは最大15%の塩素酸ナ
トリウム、一般には10%以下の塩素酸ナトリウムのみで
ある。 (c) 酸や溶存毒性ガス、例えばCl2 やClO2 を含まな
い。
【0026】以下、図面を参照して本発明方法の具体例
を説明する。図1は本発明実施例の概念図であり、説明
を簡単化するために、アルカリ金属塩素酸塩としては塩
素酸ナトリウムを選択し、副生成物は塩化ナトリウムで
あるとして説明するが、例えば塩素酸カリウムを選択し
ても本発明の範囲を逸脱するものではない。導入する触
媒は塩化パラジウムPdCl2 にするが、パラジウムまたは
マンガンの有機金属錯体またはマンガン塩を使用しても
本発明の範囲を逸脱するものではないQ 本発明では、蒸発−結晶器内で副生成物として得られた
塩の洗浄と、結晶器へ飽和塩水を供給するためのシステ
ムと組み合わせた動作の単純なシステムを使用する。こ
の塩水は、塩素酸ナトリウムを含むのが好ましく、塩化
ナトリウム、必要に応じて塩素酸ナトリウムで飽和され
ており、蒸発結晶化反応器に供給される塩素酸塩の全量
を提供するのが好ましい。
【0027】塩素酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムの
混合物(NaCl/NaClO3 ブライン)はタンク1内で調製
される。本発明装置のスタートアップ時には、塩化ナト
リウムを供給するが、その後は上記の通り、フィルター
11aまたは11bの排出物から回収される。塩素酸ナトリ
ウムは供給装置から固体状態または濃縮溶液として供給
するか、塩素酸塩の電気分解槽からのものを二クロム酸
ナトリウムを除去して供給する。塩化ナトリウム/塩素
酸ナトリウム混合物の組成は、水柱脚部および以下で説
明するそのアクセサリー2および2の運転温度で塩
化ナトリウムの飽和溶液が得られるように選択される。
【0028】蒸発−結晶器4には供給パイプ14を備えた
ポンプを介して塩酸が供給される。本発明の変形実施例
では、反応器には供給パイプ15を備えたポンプを介して
過酸化水素が供給される。後で説明する供給システムに
よって供給される飽和塩水の溶液によって反応器中に塩
素酸ナトリウムが送られる。二酸化塩素+塩素の反応す
なわち二酸化塩素の生成は、攪拌反応器4内で従来の一
般的な方法に従って行われる。塩素酸塩供給システム(2
a、 2b、3) はダクト2bを介して蒸発−結晶器4内
の雰囲気と連通した容器の頭部2aを含む。この頭部2
aおよびダクト2bによってタンク1から送られてくる
供給ブラインは脱気され、水柱脚部すなわちパイプ3を
介してガスが上昇するのを防止する。水柱脚部3は容器
の頭部2aよりも下側に配置された容器9a中に浸漬さ
れている。
【0029】タンク1から送られてくるNaCl/NaClO3
ブラインは、ポンプによって頭部2aへ計量供給され、
容器9aで降下し、水柱脚部3中を上昇する。一方、蒸
発−結晶器4内で生成した塩化ナトリウムは反応器底部
に沈降し、細かい「雨」のようになって水柱脚部3内を
降下する。この塩化ナトリウム結晶は水柱脚部3内を向
流で上昇するNaCl/NaClO3 ブラインによって洗浄され
る。バッチ式運転では、ブラインの流速は水柱脚部 3内
を降下する塩化ナトリウム結晶の体積流量で置き換えた
ブラインの体積流量を考慮して調製される。蒸発−結晶
器の寸法および水柱脚部の温度が一定の場合、タンク1
からのブラインの流量はほぼ一定である。従って、水柱
脚部 3の寸法(直径および長さ)はブラインの上昇速度
がNaCl結晶の降下速度(10-1〜10-3m/秒)よりもはるか
に遅くなるように選択される。上昇速度は10-3〜10-4m/
秒の範囲であるのが好ましい。最終的長さと直径は後の
塩の洗浄度が最適になるように選択する。
【0030】塩は容器9a中で沈降する。容器9a中で
ブラインと接触した塩化ナトリウムの分離はバッチ処理
または連続法で行うことができる。 (a) バッチ処理の場合には、容器9a内で沈降した塩化
ナトリウムを分別システムを用いてタンク1のブライン
を満たした別の容器9bへと移す。塩の結晶が降下して
スクリーンが詰まった時のために必要に応じて、再循環
用ポンプ10cを設置する。容器9bは弁によって容器9
aと分離されている。容器9b内の懸濁液はポンプ10b
によって間欠的にフィルター11bへと運ばれる。濾液は
容器9bまたはタンク1へ再循環される。容器9bには
一杯になるまでタンク1の内容物が補充される。充填
中、容器9bは回路2cを介して脱気される。 (b) 連続法の場合には、ポンプ10aと自動排出型の遠心
吸水フィルター11aを備えた濾過回路とを容器9aに取
付け、容器9a、濾過回路およびフィルター11a内に収
容される液体の量が一定となるようにする。吸水フィル
タ11aはプロセスの運転に適した圧力ヘッドhの所に設
置される。
【0031】バッチ処理または連続処理でフィルターか
ら出る湿った固体状態の塩はタンク1からの塩素酸塩ブ
ラインに近い組成を有する少量の塩素酸塩ブラインを含
む。そのパラジウム含有率は0.2 〜2mg/kg であり、5
mg/kg 以下である。塩化ナトリウムの一部はタンク1に
戻され、残りの部分は処分するか、NaClをNaClO3 へと
変換するために塩素酸塩電気分解槽へと再循環13され
る。塩素酸は塩素酸塩電気分解槽での再生で障害にはな
らないので塩素酸ナトリウム含有率を低下させるために
塩を水で洗浄する必要は特にない。水酸化ナトリウムの
電気分解槽へ再循環する場合には、塩の洗浄水を用いて
1で塩酸塩ブラインを製造することもできる。塩と供に
失われる触媒の量が非常に少ないので、蒸発−結晶器に
添加すべき触媒の量はごくわずかでよい。蒸発−結晶器
内のパラジウム濃度は従来用いられる濃度よりもはるか
に高くすることができ、1リットル当たり数グラムにす
ることができる。
【0032】供給システム(2a、2b、3)は−5℃
〜90℃という非常に広い温度範囲で使用することがで
き、好ましくは15〜70℃で使用される。温度の選択とは
タンク1、9a、9b、フィルタ、供給システム2a、
2b、3および各種連結ダクトを所定温度に維持するこ
とを意味する。温度は便宜上室温近くに設定することが
多いが、経済的な理由から室温よりも高い温度、通常は
蒸発−結晶器の温度に近い温度で操作するのが有利であ
る。温度が上昇するとブライン中の塩素酸塩濃度が増加
し、密度が上昇する。これは本発明にとって好ましい。
蒸発−結晶器内の塩素酸塩濃度が一定とみなされる程度
まで十分高ければ、供給システムは反応の生産性および
選択性が損なわれ無いかぎり、その入口位置での塩素酸
塩ブラインの流速の変動は許容できる。
【0033】蒸発−結晶器4の温度は25〜90℃に選択す
ることができる。これは蒸発−結晶器内の圧力が20〜40
mmHg(2666Pa〜53,329Pa)に保たれることを意味する。
大抵の場合、50〜85℃の温度が好ましい。これは蒸発−
結晶器内の温度が100 〜300mmHg (13332Pa 〜39,997P
a)に保たれることを意味する。以上の蒸発−結晶器4
の運転条件下で、二酸化塩素、塩素および水蒸気の混合
物または二酸化塩素と水蒸気の混合物を空気16aまたは
スチームが供給される減圧ポンプ7または他の任意の従
来型エジェクターによって減圧して抜き出す。その上流
でガス流を凝縮器5へ送って、水蒸気の大部分を凝縮さ
せる。凝縮液6aはタンク6bに回収され、そこで空気
16bでストリッピングされる。6aと6bは等圧水柱脚
部で連結する。沸騰によって蒸発−結晶器から除去され
る水が反応物の供給によって導入される水と等しくなる
ように調節して、蒸発−結晶器4内部の反応媒体のレベ
ルをほぼ一定に保つ。蒸留された水および6bのストリ
ッピングで取り除かれた水は下水設備17で排出する。6
bに到達したガスはファン12によってカラム8へ抜き出
し、このカラム8でClO2 を亜塩素酸ナトリウムへ変換
する。
【0034】6bで抜き出したガスが過剰の塩素を含む
場合(P>10%)には、二酸化塩素を選択的に水に溶解
させ、溶解したClO2 をエアストリッピングすることに
よって一般的な方法でClO2 /Cl2 分離を行い、ストリ
ッピングによって除去されたClO2 をカラム8へ送る。
このカラムには水酸化ナトリウムおよび過酸化水素の溶
液が向流で供給される。ガスが塩素を大量に含まない場
合、好ましくはP<10%の場合には、カラム19(0.5 〜
1重量%以下に稀釈されて且つ1mol/l 以下の塩酸を含
む過酸化水素水を用いて操作)を用いて塩素を選択的に
除去することができる。カラム内で行われる補足的な反
応(R3)で選択性を99.9%以上にすることができる。カラ
ム19からの流れは蒸発−結晶器4へ運ぶか、水酸化ナト
リウム18で中和した後、蒸発−結晶器に供給される塩素
酸塩ブラインと混合される。蒸発−結晶器内の反応媒体
は塩素酸ナトリウム、飽和塩化ナトリウムおよび塩酸で
構成される。反応(R1)および(R2)で生成した塩素を還元
するために過酸化水素を導入することもできる。この場
合の蒸発−結晶器内の反応媒体の組成は上記のものに過
酸化水素を加えたもので、酸含有率が低い。
【0035】蒸発−結晶器中の塩素酸ナトリウムの濃度
は0.2 〜5mol/l 、好ましくは1〜4mol/l で変えるこ
とができる。塩酸濃度は0.01〜2mol/l 、好ましくは0.
02〜1mol/l で変えることができる。蒸発−結晶器内の
過酸化水素濃度を10g/l 、好ましくは5g/l にした場合
の塩酸濃度は0.01〜1mol/l 、好ましくは0.05〜0.20mo
l/l に下げる必要がある。本発明によって蒸発−結晶器
内のPd2+濃度は0.3 ×10-3mol/l 〜0.017 mol/l まで変
えることができ、塩のPd2+含有量は乾燥重量基準で塩化
ナトリウム1キログラムあたり5ミリグラム以下、一般
には約0.20〜2mg/kg に減る。
【0036】蒸発−結晶器に供給する原料はプロセスを
過酸化水素を用いて行うか否かによって異なる。過酸化
水素を用いたプロセスでは塩酸をタンクから供給し、過
酸化水素を用いないプロセスでは塩酸は反応(R1)で得ら
れた塩素を塩素酸塩の電気分解槽からの水素と燃焼させ
て生成することができる: Cl2 +H2 → 2HCl 触媒である PdCl2、MnCl2 あるいはこれらの有機金属錯
体のいくつかは市販されている。本発明方法では触媒は
導入後に蒸発−結晶器内に閉じ込められた状態に保たれ
る。これらの触媒は塩酸または水に溶解させることによ
って蒸発−結晶器中に容易に充填することができ、反応
媒体中1リットル当たり数グラム以下の濃度ではNi2+
Fe3+、Cr3+等の不純物の影響を受けない。
【0037】塩素酸ナトリウムは湿潤固体または乾燥固
体か、40〜50%濃度の溶液状態で発売元から供給され、
タンク1内で標準化される。塩素酸塩ナトリウムは塩素
酸塩電気分解槽から抜き出すのが有利である。この物質
は予め米国特許 4,268,486号に従ってヒドラジンを用い
て二クロム酸ナトリウムを沈澱・除去する。この方法で
抜き出される混合物の組成はNaCl 100g/l およびNaClO
3 600 g/l である。水柱脚部の運転温度が60℃の場合に
は、混合物に塩化ナトリウムと少量の水とを加えて標準
化する。
【0038】実施例に移る前に、クロロ硫酸または硫酸
プロセスで、水柱脚部中の上昇向流として塩素酸ナトリ
ウムおよび硫酸ナトリウム溶液を添加して蒸発−結晶器
に供給しても本発明の範囲を逸脱するものではないとい
うことを確認しておく。以下の実施例は本発明をより具
体的に説明するためのもので、本発明を限定するもので
はなく、本発明の利用に必須の方法を明確にするための
ものである。
【0039】
【実施例】実施例1 本実施例は、アルカリ金属塩素酸塩としてNaClO3 を用
い、強酸として塩酸を用し、さらに過酸化水素を用い、
生成する塩 NaCl を間欠的に抜き出してClO2を製造す
る方法を説明するものである。反応器(4) に供給した原
材料は以下のとおり: (a) 70重量%のH2 2 (b) 48重量%の塩素酸ナトリウム溶液 (c) 33重量%の塩酸 (d) 濾過で回収した下記組成を有する塩化ナトリウム: NaCl 88.5% NaClO3 3.6 % Pd2+ 1.5 ×10-5%=0.15mg/kg 水分 7.9 %〔水の重量/(水の重量+固体の重
量)の比〕
【0040】2リットル容のビーカーを用いて、48重量
%濃度の塩素酸ナトリウム溶液459gと、湿った状態で
回収された塩化ナトリウム144 gと、水242 gとから下
記組成を有する密度1.35の塩素酸ナトリウム/塩化ナト
リウム混合物溶液845 gを調製する: NaClO3 360g/l 25.70% NaCl 203g/l 15.10% 水 783g/l 58.20% Pd2+ 検出不可:溶液1kgあたり0.1 mg以下
【0041】タンク9aおよび貯蔵容器9bを備えた水
柱脚部3を20℃のこの混合物で満たす。3リットル容の
滴下漏斗1も実験室の室温20℃で、同じ混合物で満た
す。蠕動性ポンプで脱気システム2a、2bを滴下漏斗
1に連結する。水柱脚部3の頭部は水柱脚部3と同じ内
径を有する摺動弁で蒸発−結晶器から分離した。蒸発−
結晶器に下記組成を有するブライン786 g(60℃に予
熱)を充填して連続的に運転した: NaClO3 170g/l 13.3 % NaCl 250g/l 19.6 % 水 528g/l 67.1 %
【0042】塩化パラジウム(PdCl2)0.071gを含む33%
塩酸10cm3 は迅速に蒸発−結晶器に導入する。蒸発−結
晶器は15000 Paの減圧に調整し、ジャケット加熱システ
ムによって温度を61℃に維持する。過酸化水素および塩
酸を供給するための蠕動ポンプを始動して、容量1リッ
トルで有効容積0.615 リットルの反応器中に浸漬された
チューブにこれらの物質を注入する。同時に蒸発−結晶
器の底部分離弁を開放し、塩素酸塩ブラインを注入する
ためのポンプの作動を開始する。
【0043】蒸発−結晶器の組成が安定した後のポンプ
流速は以下の通り: 33%塩酸: :22.4g/時(19.2cm3 /時) 70%過酸化水素 :6.8 g/時(5.3 cm3 /時) NaCl/NaClO3 塩素酸塩ブライン:65.0g/時(48.3cm3 /時) 水柱脚部3を通過して塩が容器9aへ落下する時に、10
0 %のNaClの単位時間当たりの生産量を23.7g/時とし
た時のブラインの置換量は11cm3 /時(14.8g/時)と
見積もられる。従って、蒸発−結晶器に流入する塩素酸
塩の流量は水柱脚部3の頭部で79.8g/時(52.9cm3
時)である。蒸発−結晶器は約8時間運転した。3時間
経過後の蒸発−結晶器内の組成は一定で、その後の実験
時間中も一定を維持した。従って、蒸発−結晶器は安定
な運転状態にあった。
【0044】平衡状態での蒸発−結晶器の組成は以下の
通り: 塩酸 5.3g/l 0.4 % 過酸化水素 1.18 g/l 0.09% 溶存二酸化塩素 0.15 g/l NaClO3 184g/l 14.3 % NaCl 249g/l 19.4 % PdCl2 0.12 g/l 水 837g/l 65 % 60℃における密度は約1.28である。蒸発−結晶器内の液
体の有効容量は0.615リットルである。蒸発−結晶器か
らは (a)ガス流と(b) 固体の塩化ナトリウム流が出るの
で、これらを塩素酸塩ブラインから分離する必要があ
る。
【0045】(a) ガス流 このガス流は水蒸気と二酸化塩素とで構成され、ごく微
量の塩素を含有する。二酸化塩素および塩素はサーモス
タットで50℃に調節されたVoltalef 300(登録商標)/
Chromosorb T(登録商標)カラムを用いたガスクロマト
グラフィーで分析した。得られるガス流量は以下の通
り: ClO2 : 13.2g/時 Cl2 : 0.26 g/時 O2 : 4.5g/時 水蒸気:10.3+57.0=67.3g/時 蒸発−結晶器運転始動時の選択性Sは98.5%であり、平
衡状態で選択性Sは98%で安定化する。R1 /R2 比は
25以上である。過酸化水素の存在下では25以上のR1
2 比を正確に判定するのを困難である。蒸発−結晶器
の生産性は有効容量1リットルあたり9×10-5モルであ
る。
【0046】減圧ポンプの上流に配置した凝縮器を用い
てガス流の一部を凝縮させる。凝縮液は下記組成を有す
る: ClO2 0.1 % 0.07g/時 液体の水 99.9 % 57.0 g/時 ガス流の残りは紙パルプ繊維の脱色または水の殺菌で使
用できる。本実施例では、ガス流の残りを水酸化ナトリ
ウム溶液と過酸化水素溶液との化学量論量の混合物を通
した吸着カラムに通過した。この場合、下記式の反応が
おこる: 2 ClO2+ H2O2 + 2NaOH = 2NaClO2+ 2H2O +O2 (R4) Cl2 + H2O2 + 2NaOH = 2NaCl+ 2H2O +O2 (R5)
【0047】密度1.315 の下記組成を有する塩化ナトリ
ウム溶液が得られる: NaClO2 453g/l (34.5%) NaCl 10.5g/l 遊離NaOH 10g/l 遊離H2 2 なし
【0048】(b) 塩化ナトリウムの固体流 反応R1 およびR2 の進行によって塩素酸ナトリウムは
塩化ナトリウムに変換される。蒸発−結晶器内に存在す
る溶液は塩化ナトリウムで飽和される結果、塩化ナトリ
ウムが連続的に生成し、蒸発−結晶器内で結晶化する。
塩化ナトリウムの粒径は攪拌速度および蒸発−結晶器内
のブレードの位置で変化する。蒸発−結晶器内部が十分
攪拌され、しかも、蒸発−結晶器の底部に静止領域が確
保されるような攪拌器の構成を選択する。蒸発−結晶器
の底部には塩素酸塩ブラインが水柱脚部3を介して流入
する。蒸発−結晶器の直径は0.09mであり、水柱脚部3
の径は0.11mで、水柱脚部3の高さは0.30mである。蒸
発−結晶器3に導入する塩素酸塩ブラインの流量は59.2
cm3 /時であり、水柱脚部3内での塩素酸塩ブラインの
上昇速度は2〜2.6 ×10-4m/秒である。同じ時間内に
約100 μmの粒径を有する塩化ナトリウムの結晶が23.7
g/時(11cm3 /時)で生成する。塩化ナトリウムは水
柱脚部3内を0.6 〜0.7 ×10-2m/秒の速度で降下し、
容器9a中に沈降する。一日の終りに摺動弁を開放して
9a内の塩を別の容器9bへ移す。9bには予め塩素酸
塩ブラインを満たしておく。摺動弁が閉塞するのを防ぐ
ためにポンプで9aから9bへの閉回路で再循環して、
9aから9bへと降下する塩化ナトリウムのベッドを破
壊し、その流動性を向上させる。移送終了後に再循環ポ
ンプを止め、9aと9bの間の弁を閉じる。
【0049】容器9a中に存在する塩をブフナー漏斗を
用いて濾過し、洗浄せずに空気乾燥する。単位時間当り
の湿った塩の生成量は25.7g/時である。塩の組成は下
記の通り: NaCl 88.5% NaClO3 3.6% Pd2+ 0.15 mg/kg 水分 7.9% この品質の塩は塩素酸ナトリウムの電気分解槽へと再循
環供給できる。水で洗浄してその塩素酸ナトリウム含有
率を低下させることもできるが、塩素酸ナトリウムによ
ってその再利用が妨害されることはない。洗浄水は1で
塩素酸ブラインを製造するのに使用できる。容器9bに
は塩を間欠的に取り出すまでに相当する連続運転での1
8.5g/時の量の塩素酸ナトリウムブラインをタンク1
から再び入れる。容器9bを2cで脱気する。容器9b
は容器9aから次に来る分の塩化ナトリウムを受け取る
準備が整う。
【0050】比較例1 この具体例は米国特許 4,421,730号の実施例1をPdCl2
を触媒として繰り返したものである。2.5 リットル容の
ガラス蒸発−結晶器に、1mol/l の塩素酸ナトリウム
と、4.5 mol/l の塩化ナトリウムと、0.00047mol/lのPd
Cl2 とを含む水溶液 1.6リットルを導入し、150mbar (1
5,000 Pa)の減圧下で60℃で連続的に水を蒸発させた。
反応液の容量とその組成を一定に保つために、12mol/l
の酸、700 g/l の塩素酸ナトリウムおよび35%の過酸化
水素を連続的に反応器に導入した。蒸発−結晶器を安定
な状態で8時間運転させた。反応媒体を含む313 g/l の
塩化ナトリウムを得た。蒸発−結晶器内に塩の結晶が蓄
積して、蒸発−結晶器内の液体の量は1.6 リットルから
約1.7 リットルに変化する。
【0051】生成した二酸化塩素の純度は98%であり、
これは米国特許第 4,421,730号に準じた値である(この
特許には98.4%と記載されている)。313 g/l の未精製
塩をブフナー漏斗で濾過し、空気乾燥した。塩酸が抜け
てフィルター上の二酸化塩素の放出が終った後に25℃で
回収した塩を分析して下記組成を得た: NaCl 90.6% NaClO3 1.2 % HCl 0.05% H2 2 0.01g/l 以下 Pd2+ 5 mg/kg (5.5 mg/kg の乾燥未精製塩) 水 8.1 %
【0052】反応媒体中のPdCl2 (0.0085mol/l )を1.
5 g/l にして上記の実験を再び開始した場合の、湿った
未精製塩は90mg/kg のPd2+を含む。100 g/l の湿った未
精製塩を50cm3 の飽和 NaCl 溶液で洗浄すると、パラジ
ウム含有率は9mg/kg に減少し、塩素酸塩含有率は0.5
%に減少する。フィルター上での洗浄は本発明方法で行
われる洗浄に比べて効果が低い。洗浄によって洗浄濾液
の蒸発に要する余計なリサクルコストがかかり、蒸発−
結晶器への反応物の供給管理が複雑化する。塩素酸塩電
気分解槽にリサイクル可能なグレードの塩を得るには、
洗浄は依然として不十分である。反応媒体中に3g/l の
PdCl2 (0.017 mol/l)を用いた場合の未精製塩のパラジ
ウム含有量は183 mg/kg であった。
【0053】実施例2 スタートアップ時の蒸発−結晶器条件および水柱脚部3
の塩素酸ブラインフィードの組成(NaClO3 :26.6%;
NaCl :14.9%)は実施例1とほぼ同じにしたが、過酸
化水素を使用せず、HClの量を増やした。蒸発−結晶器
の組成を一定になった時から、ポンプの流量は以下の値
に保持した: 33.6%の塩酸 : 45.6g/時 (39.1cm3 /時) 70%過酸化水素 ; 0g/時 (流量なし) 塩素酸塩ブラインNaCl/NaClO3 : 65.0g/時 (48.3cm3 /時) 水柱脚部3を通過して容器9aへ落下する塩は、単位時
間あたりの23.7g/時の生産量に対して、100 %のNaCl
で11cm3 /時または14.8g/時のブラインと置換すると
見積もられる。従って、蒸発−結晶器に流入する塩素酸
塩の流量は水柱脚部3の頭部で79.8g/時または59.2cm
3 /時である。蒸発−結晶器を約8時間運転させた。2
時間30分経過後に蒸発−結晶器内の組成は一定になり、
残りの実験時間中も一定のままであった。従って、蒸発
−結晶器は安定な運転状態にあった。
【0054】平衡状態での蒸発−結晶器の組成は次のと
おりである: 塩酸 5.5 g/l 0.5 % 溶解二酸化塩素 0.15 g/l 0.01% NaClO3 156 g/l 12.3 % NaCl 269 g/l 21.1 % PdCl2 0.12 g/l 9.4 ×10-4% 水 840 g/l 66 % 60℃における密度は約1.272 である。蒸発−結晶器内の
液体の量は0.615 リットルである。蒸発−結晶器からは
(a)ガス流と、(b) 固体の塩化ナトリウム流がでる。こ
れらは塩素酸塩ブラインからの分離する必要がある。
【0055】(a) ガス流 ガス流は水蒸気と二酸化塩素とで構成され、大量の塩素
を含む。得られたガス流量は以下のとおりである: ClO2 :13.2g/時 Cl2 :8.0 g/時 水蒸気:12.3+67.9=80.2g/時 蒸発−結晶器の始動時の選択性Sは66.7%であるが、平
衡状態には選択性Sは63.5%で安定化する。R1 /R2
比は40付近である。同じ条件で触媒を用いない場合に
は、選択製Sは47.6%で安定し、R1 /R2比は4.5 付
近である。
【0056】凝縮器を用いてガス流の一部を凝縮させ
る。凝縮液は下記組成を有する: ClO2 0.1 % 0.08g/時 液体の水 99.9 % 67.9 g/時 ガス流の残りは水酸化ナトリウム溶液と過酸化水素溶液
との化学量論量の混合物を供給した吸着カラムに通す。
20℃における密度が1.269 で下記組成を有する塩化ナト
リウム溶液が得られる: NaClO2 254g/l 20% NaCl 200g/l 15% 遊離NaOH 10g/l 遊離H2 2 なし
【0057】(b) 塩化ナトリウム固体流 蒸発−結晶器3に導入する塩素酸塩ブラインの流量は5
9.2cm3 /時である。この蒸発−結晶器内での塩素酸塩
ブラインの上昇速度は 1.9〜 2.3×10-4m/秒である。
同じ時間内に約 100μmの粒径を有する塩化ナトリウム
の結晶が23.7g/時または11cm3 /時で生成する。塩化
ナトリウムは水柱脚部3内を0.65×10-2m/秒の割合で
降下し、容器9a内に沈降する。容器9a内の塩を別の
容器9bに移す。容器9b中の塩をブフナー漏斗で濾過
し、洗浄せずに空気乾燥する。湿った未精製塩の単位時
間当りの生成量は27.5g/時である。塩の組成は下記の
とおり: NaCl 88.5% NaClO3 3.6% Pd2+ 0.20 mg/kg 水分 7.9% この品質の塩は塩素酸ナトリウム電気分解槽の供給原料
として再循環することができる。
【0058】比較例2 米国特許第 4,421,730号の実施例1を繰り返したが、反
応媒体は 0.2 mol/lのHCl (7.3 g/l)と、0.00041 mol/
l の塩化パラジウムPdCl2 (0.00040 mol/lの代わりに)
とを含む。反応媒体は米国特許第 4,421,730号と同様
に、1.1 mol/l のNaClO3 と 4.8 mol/l の塩化ナトリ
ウムとを含有する。この特許には塩の品質については触
れられていない。4時間運転後、蒸発−結晶器中のレベ
ルは約1.7 リットルで、生成した塩の量は米国特許第
4,421,730号のそれに近い。
【0059】263.5 gの未精製塩をブフナー漏斗で濾過
し、空気乾燥した。塩酸の排気によってフィルター上で
の二酸化塩素の放出が終了した後の25℃で回収された塩
を分析したところ、下記組成を得た: NaCl 90.6 % NaClO3 1.1 % HCl 0.06% Pd2+ 5 mg/kg (5.5 mg/kg の乾燥未精製
塩) 水 8.3 %
【0060】米国特許第 4,421,730号によれば、二酸化
塩素に対する選択性Sは58.8%で、NaClO3 /ClO2
は1.69kg/kgという値が得られている。これに対して実
施例2では7.3 g/l のHClの代わりに5.5 g/l で操作を
行い、0.00041 mol/l の代わりに0.00068 mol/l のPdCl
2 を用いて、選択性Sが63.5%で、NaClO3 /ClO3
が1.66kg/kgを得ているので、実施例2の結果はかなり
良いものである。
【0061】実施例3 実施例1または2は、フィルター11aまたは11bからの
結晶した塩素酸塩および塩化ナトリウムを用いて製造さ
れた塩素酸塩ブラインを出発材料として用いて行うこと
ができる。2リットル容のビーカー内で、水分含有率が
1%の塩素酸ナトリウム結晶222gを4789gの水に溶解
する。実施例1の最後に記載の組成を有する塩化ナトリ
ウム144 gを添加する。20℃での混合物844 gの組成は
以下のとおりである: NaClO3 310g/l 26.70 % NaCl 203g/l 15.10 % 水 783g/l 58.20 % Pd2+ 検出不可:溶液1kgあたり0.1 mg以下 20℃における密度は1.346 である。この塩素酸ブライン
は実施例1および2において本発明システムの開始材料
として使用することができる。
【0062】実施例4 反応器内のパラジウム濃度を極端に高くして本発明方法
を行った。すなわち、蒸発−結晶器内のパラジウム濃度
を0.12g/l から3g/l に増加させること以外は実施例1
と同じ操作をした。選択性Sは99%である。未精製塩の
組成は以下のとおりである: NaCl 88.6 % NaClO3 3.7 % Pd2+ 2mg/kg 水分 7.7 %
【0063】実施例5 パラジウム塩の代わりに0.5 g/l のMnCl2 を使用した以
外は実施例2と同じ操作を行った。選択性Sは60%、未
精製塩の組成は下記の通り: NaCl 88.7 % NaClO3 3.6 % Mn2+ 4 mg/kg 水分 7.7 %
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明実施例の概念図。
【符号の説明】
1 タンク 3 水柱脚部 4 蒸発−結晶器 5 凝縮器 7 減圧ポンプ 8 カラム 12 ファン 14、15 原料
供給パイプ 19 カラム

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目的物質である二酸化塩素を含むガス流
    と副生成物として得られる強酸の塩の結晶流とが得られ
    る条件下の蒸発−結晶器(4) 中で還元反応を行う、強酸
    中で塩素酸塩を還元して二酸化塩素を製造する方法にお
    いて、 蒸発−結晶器(4) で生成した塩の結晶流を水柱脚部(3)
    中を落下させ、蒸発−結晶器(4) に導入すべき飽和塩水
    の溶液をこの水柱脚部(3) 中を向流として上昇させるこ
    とによって飽和塩水の溶液によって塩の結晶流を洗浄す
    ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 飽和塩水の溶液が塩素酸塩ブラインであ
    る請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 塩素酸塩として塩素酸ナトリウム、塩素
    酸カリウム、塩素酸カルシウムまたは塩素酸マグネシウ
    ムを用いる請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 強酸として塩酸、硫酸またはこれらの混
    合物を使用する請求項1〜3のいずれか一項に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 還元剤がCl- イオンである請求項1〜4
    のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 二酸化塩素を合成するための反応触媒の
    存在下で蒸発−結晶器(4) 中で反応を行い、蒸発−結晶
    器(4) から出た塩の結晶流を水柱脚部(3) 中で洗浄する
    ことによって触媒を蒸発−結晶器(4) 中に常に閉じ込め
    た状態にしておく請求項1〜5のいずれか一項に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 触媒として反応媒体に可溶なパラジウム
    (II)塩、マンガン塩またはパラジウム(II)またはマンガ
    ンの有機金属錯体を使用する請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 蒸発−結晶器(4) 中のPd2+濃度が0.3 ×
    10-3mol/l 〜0.017mol/lの範囲で変化する請求項7に記
    載の方法。
  9. 【請求項9】 蒸発−結晶器(4) への塩素酸塩が全て飽
    和塩水の溶液によって供給される請求項1〜8のいずれ
    か一項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 強酸として塩酸を用い、反応を過酸化
    水素の存在下で行い、蒸発−結晶器(4) 中に副生成物と
    して生じる塩素をその場で塩化水素へ還元し、この過酸
    化水素は蒸発−結晶器(4) へ直接導入するか、水柱脚部
    (3) を介して導入される飽和塩水の溶液と一緒に導入
    し、二酸化塩素ガス流中で酸素が発生し、生成する塩素
    を考慮して蒸発−結晶器(4) に導入する塩酸の含有率を
    低くする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法に
    おいて方法。
  11. 【請求項11】 塩素酸塩の供給流の上昇速度が塩の結
    晶流の降下速度よりもはるかに遅くなるように水柱脚部
    (3) の寸法を選択する請求項1〜10のいずれか一項に記
    載の方法。
  12. 【請求項12】 水柱脚部(3) の温度を−5℃〜90℃に
    し、蒸発−結晶器(4)を25〜90℃の温度に保って、蒸発
    −結晶器(4) 内の圧力を20〜400mmHg に保つ請求項1〜
    11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 【請求項13】 水柱脚部(3) 内で洗浄後の結晶状態の
    塩を濾過によって飽和塩水の溶液から分離する請求項1
    〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 【請求項14】 強酸がHClで、塩素酸塩がNaClO
    3 で、濾過後の結晶NaClを塩素酸塩の電気分解槽へ送る
    請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 二酸化塩素、生成した水蒸気および場
    合に応じて含まれる酸素からなるガス流を凝縮器(5) に
    通して水蒸気の大部分を凝縮させ、凝縮液(6a)を空気で
    ストリッピング(6b)した後、除去した水を排出(17)する
    請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 【請求項16】 強酸を塩酸とし、塩素を含むガス流を
    ClO2/Cl2 分離操作に送り、塩素の生産性が10%以上
    の場合にはClO2 を選択的に水に溶解させてから溶解し
    たClO2 を空気ストリッピングし、生産性が10%以下
    の場合には、1mol/l 以下の塩酸を含み且つ約0.5 〜1
    重量%に稀釈された過酸化水素を用いてカラム(19)内で
    処理し、このカラム(19)を出た流れを蒸発−結晶器(4)
    へ導入するか、水酸化ナトリウム溶液を用いて中和し、
    塩素酸塩の供給材料と混合する請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 塩素酸塩がNaClO3 であり、強酸がH
    Clであり、蒸発−結晶器(4) 中での塩素酸塩の濃度を
    0.2〜5mol/l とし、蒸発−結晶器(4) 中での塩酸濃度
    を過酸化水素を使用しない場合には0.01〜2mol/l と
    し、過酸化水素を使用する場合には0.01〜1mol/l と
    し、蒸発−結晶器(4) 中での過酸化水素の濃度を10g/l
    にする請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
JP9365536A 1996-12-23 1997-12-22 二酸化塩素製造方法 Pending JPH10194707A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9615872 1996-12-23
FR9615872A FR2757500B1 (fr) 1996-12-23 1996-12-23 Procede de fabrication de bioxyde de chlore

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10194707A true JPH10194707A (ja) 1998-07-28

Family

ID=9499016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9365536A Pending JPH10194707A (ja) 1996-12-23 1997-12-22 二酸化塩素製造方法

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0850875A1 (ja)
JP (1) JPH10194707A (ja)
KR (1) KR100257215B1 (ja)
BR (1) BR9706272A (ja)
CA (1) CA2222791A1 (ja)
CZ (1) CZ420397A3 (ja)
FR (1) FR2757500B1 (ja)
ID (1) ID19233A (ja)
PL (1) PL323982A1 (ja)
TW (1) TW375590B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330159A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 食塩から化学パルプの無塩素漂白用薬品の製造方法
JP2009533309A (ja) * 2006-04-10 2009-09-17 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 二酸化塩素の製造法
JP2013535085A (ja) * 2010-06-29 2013-09-09 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 燃料電池に酸素を供給するための塩素酸ナトリウム分解反応器を含む燃料電池を備えた電動乗り物

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417946C2 (ru) * 2006-04-10 2011-05-10 Акцо Нобель Н.В. Способ получения диоксида хлора
EP3585738B1 (en) 2017-02-27 2024-08-14 Ecolab USA, Inc. Method for onsite production of chlorine dioxide
WO2018175732A1 (en) 2017-03-24 2018-09-27 Ecolab USA, Inc. Low risk chlorine dioxide onsite generation system
TWI750356B (zh) 2017-08-17 2021-12-21 美商藝康美國公司 低風險二氧化氯現場產生系統
US11970393B2 (en) 2018-07-05 2024-04-30 Ecolab Usa Inc. Decomposition mediation in chlorine dioxide generation systems through sound detection and control

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4045542A (en) * 1974-12-13 1977-08-30 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Production of chlorine dioxide
US4049785A (en) * 1975-03-07 1977-09-20 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Production of chlorine dioxide with product slurry metathesis
US4178356A (en) * 1977-12-02 1979-12-11 The Japan Carlit Co., Ltd. Process for manufacturing chlorine dioxide
ZA786778B (en) * 1978-01-03 1980-07-30 Erco Ind Ltd Improved washing procedure in chlorine dioxide production
JPS5953205B2 (ja) * 1981-05-19 1984-12-24 日本カ−リツト株式会社 高純度の二酸化塩素を製造する方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330159A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 食塩から化学パルプの無塩素漂白用薬品の製造方法
JP2009533309A (ja) * 2006-04-10 2009-09-17 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 二酸化塩素の製造法
JP2013535085A (ja) * 2010-06-29 2013-09-09 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 燃料電池に酸素を供給するための塩素酸ナトリウム分解反応器を含む燃料電池を備えた電動乗り物

Also Published As

Publication number Publication date
CA2222791A1 (fr) 1998-06-23
CZ420397A3 (cs) 1998-07-15
FR2757500B1 (fr) 1999-01-22
EP0850875A1 (fr) 1998-07-01
KR19980064484A (ko) 1998-10-07
KR100257215B1 (ko) 2000-05-15
PL323982A1 (en) 1998-07-06
ID19233A (id) 1998-06-28
FR2757500A1 (fr) 1998-06-26
TW375590B (en) 1999-12-01
BR9706272A (pt) 1999-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3864456A (en) Manufacture of chlorine dioxide, chlorine and anhydrous sodium sulphate
JPH0742090B2 (ja) 二酸化塩素の製造方法
JPH075283B2 (ja) 二酸化塩素の製造方法
JPH10194707A (ja) 二酸化塩素製造方法
US9994448B2 (en) Iodine extraction processes
US6048513A (en) Method for synthesis of hypohalous acid
US4857295A (en) Process for the manufacture of iodine
JPS597642B2 (ja) 二酸化塩素の製造方法
AU748823B2 (en) Method for producing and shipping metal cyanide salts
US6531108B1 (en) Process for producing free hydroxylamine aqueous solution
EP0654013A1 (fr) Procede de preparation du chlorure ferrique.
JPH11255503A (ja) 低食塩次亜塩素酸ソーダ水溶液の製造方法
US20150259765A1 (en) Closed loop method for gold and silver extraction by halogens
EP0667835B1 (en) Metathesis of acidic by-product of chlorine dioxide generating process
JP2019019016A (ja) 次亜塩素酸ナトリウム水溶液、及びこれを得るための次亜塩素酸ナトリウム5水和物結晶、並びに次亜塩素酸ナトリウム水溶液の製造方法
BG66925B1 (bg) Метод със затворен цикъл за екстрахиране на злато и сребро чрез халогени
WO2011059438A1 (en) Iodine extraction processes
US4324665A (en) Process for recovering bromine from waste liquid
US4399117A (en) Production of neutral calcium hypochlorite from its dibasic salt
DE69703025T2 (de) Methode zur herstellung von hypohalogeniger säure
JP3568294B2 (ja) 塩水中の塩素酸塩の増加防止方法
EP0086914B1 (en) An improved process for calcium hypochlorite production
JP3949457B2 (ja) 1,2−ジクロロエタンの回収方法
JPH048363B2 (ja)
CA1181225A (en) High efficiency chlorine dioxide process

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010918