SE453745B - Sett att framstella vesentligen klorfri klordioxid - Google Patents

Description

453 745 10. 15. 20. 25. 3D. 35. har emellertid uppkommit klorfri klordioxid Vid så-kallad för- Samma I massa och pappersindustri krav på klorfri eller väsentligen av andra ekonomiska och miljömässiga skäl. trängningsblekning, där de olika blekstegen sker i tvättning av massan, kommer klor att bl a genom ökad blekkemikalieåtgång på grund av blandning med alkaliska flöden. Ett klorfri klor- dioxid âr en nödvändighet är i produktionen av klorit från utrustning med mellanliggande klordioxidvatten innehållande orsaka problem, annat omrâde där klordioxid och alkalisk väteperoxid.

'Många försök har gjorts att så fullständigt som möj- ligt avlägsna klor från klordioxid. Ett fysikaliskt stripp- ingförfarande beskrivs t ex i det amerikanska patentet 3854901. Ett flertal av klor- dioxid från klor genom ke- I US patentet 2036311 föreslås till exem- patent föreslår även rening reaktion mellan klor och olika miska substanser. och karbonater De rening av klor- reaktioner med oxider, hydroxider av alkaliska jordartsmetaller. kanska patenten 2043284 och 2871097 anger dioxid från klor blandning av klorat och klorit. pel alkalimetaller och ameri- genom reaktion med klorit respektive en Betecknande för de angivna föreslagna reningsprocesserna år att man låter en gasström av klor-klordioxid reagera med kemikalierna. de att gasströmmen reagera bort dâ de uppvisar Ingen av föreslagna metoderna klor kan dock kommersialiserats ej och då de klordioxidförluster Ett ur har genomföras med god ekonomi även och på en sådan reaktion är att då en gasblandning av klordioxid får en vätska innehållande klorit en Komplexet [Cl02'Cl02]_ bildas som en brunfärgning av lösningen. klorit nackdelar i form av bireaktioner, hög åtgång av klor-reaktionskemikalier. exempel och klor erhålles och detta passera genom komplexbildning. kan iakttagas Komplexet sönderfaller eller ökar sönderfallet till framställes värdefull än denna, mängd klorit för att omvandla all klor från en klordioxid- av förluster. Eftersom klorit således ju också en oekonomiskt hög klorid och ger därigenom av klordioxid, och är ekonomiskt mer erfordras reaktor.

Det föreligger således behov av en process för rening 10. 15. 20. 25. 30. 35. 453 745 av klordioxid från klor som ger en produkt vilken år fri, eller väsentligen fri, från klor så att den kan utnyttjas t ex i förträngningsblekningsprocesser och vid kloritfram- sådan både vad gäller klordioxidframstâllningen, ger ökat klor- gåller kemikalieåtgången för att Föreliggande ställning och vidare en process som är ekonomisk dioxidutbyte, och vad klor.

Sättet avsett för rening av klordioxid framställd genom processer reagera bort uppfinning erbjuder en sådan process. enligt uppfinningen år speciellt där kloridjoner utnyttjas som det väsentliga reduktions- medlet, men kan även utnyttjas för borttagning av de mindre mängder klor som erhålles i processer där andra medel såsom svaveldioxid och metanol utnyttjas som det väsentliga re- duktionsmedlet. avser således ett sätt att klordioxid vilket erhållna erhållna restmängder av klor behandlas med uppfinning klorfri klorat Föreliggande framställa väsentligen enligt den från absorberas i klordioxid innehållande ett vattenlösligt klorit. reduktion av klordioxidströmmen vatten och den vattenlösningen av Utgående från kommersiella processer för klordioxid- framställning från klorat med kloridjoner som reduktions- medel skall således den från generatorn utgående produkt- strömmen av klordioxid och klor där molförhållandet klor- dioxid till klor är 2:1 klordioxiden först absorberas i vatten varvid absorberas medan huvudmängden klor på grund av dess lägre löslighet i kallt vatten avgår som gas. Den erhållna klordioxid innehålla ca 10 till 35% av ursprunglig klormängd, vilket innebär att vattnets klorhalt är ca 0,2 till 1,3 g per liter. Denna mängd klor avlägsnas enligt uppfinningen klorit, som ger klorid och klordioxid enligt formeln Clz + 2NaCl0¿-52NaCl + 2Cl02 klorbiprodukten omvandlas således till totalutbytet i klordioxidframställ- vattenlösningen av kommer dock att normalt genom reaktion med företrädesvis natriumklorit, Den oönskade klordioxid ökas. Det år i varigenom ningen och för sig möjligt att utnyttja annan vattenlöslig alkalimetallklorit eller klorit av al- kalisk jordartsmetall men, som även i själva klordioxidfram- 453 745 10. 15. 20. 25. 30. ställningsprocessen, utnyttjas helst natriumföreningar.

Dä klordioxidprodukten skall användas för blekning utnyttjas den i form av den efter behandlingen med klorit erhållna vattenlösningen och närvaro av natriumklorid i denna har, till skillnad från närvaro av klor, inga negativa effekter i t Om dukten skall användas för framställning av klorit så avlägs- ex förträngningsblekning. klordioxidpro- nas först klordioxiden frân vattenlösningen genom desorption med hjälp av luft eller annan inertgas varför den bildade kloriden ej heller här ger upphov till nâgra problem.

Föreliggande sätt ger sâledes.ett mycket gott total- utbyte av klordioxid och ger ej heller upphov till bipro- dukter efterföljande an- vilka kan ha negativ effekt vid vändning av klordioxiden. Sättet är vidare ekonomiskt med hänsyn till âtgâng av klorit för avlägsnande av klor då dels behandlingen med klorit göres efter det att huvud- mängden klor avlägsnats och då dels risken för komplexbild- ning mellan klordioxid och klorit och därav följande ökande och klor kloritbehov minimerats reaktion mellan klor klorit ett redan finns tillgänglig för reaktionen.

QEHOIII att genomföras i vätskefassystem, där inlöst I gasfas föreligger däremot ett transportmotstând för Clz som sänker hastigheten för den önskade reaktionen varigenom utbytet sänks. Synner- ligen värdefullt är sättet enligt uppfinningen vid befint- liga anläggningar där kapacitetsgränsen för klordioxidpro- duktion uppnåtts då man här med hjälp av reaktion med klorit kan öka klordioxid-produktionen 10-30% utan krav pâ komp- licerad, dyrbar apparatur.

Den faktiska behandlingen av vattenlösningar av klor- klorit kan reaktor efter klordioxid- Det ärlämpligast att behandla flödet frân absorp- dioxid med göras i en separat absorptionstornet eller i en Lagringstank för vattnet. tionstornet före lagringstanken och här kan t ex utnyttjas en en kärl Kloriten sättes till klordioxidvattnet som fast rördel med fördelningsanord- helst statisk blandare eller ning, eller vilket annat som som medger god omrörning. substans eller upplöst i vatten. Temperaturen vid reaktionen _med klorit bör liksom vid absorption av klordioxid ej hållas högre än 30°C med hänsyn till klordioxidens löslighet i 10. 15. 20. 25. 30. 35. 453 745 reaktionen är exoterm kan denna om så fordras Det är viktigt att god omrörning. pH bör 2 till 4 för bästa möjliga och reaktivitet. Vid Lägre pH värden ökar risken för sönder- Då genomföras Vattefi. under kylning. reaktionen ligga selektivitet genomföras under lämpligen inom intervallet fall av klorit på grund av instabilitet hos dess korrespon- derande syra, underklorsyra, och vid högre pH vården erhål- les klorat som biprodukt vilket utgör en förlust då denna klorit löst i Om den lösta kloren skall således för stökiometriska, klorit, saknar blekförmåga. Mängden beräknas med hänsyn till_mångden klor klordioxidvattnet som föreligger och med hänsyn till renhetskrav. avlägsnas fullständigt till klordioxid utnyttjas reaktionen klorid mängder och eller något medan mängder under klor klorit- över de tillåtas i satsningen är ca 1,9 kg Cl02_ per kg Clz. Koncentrationen stökiometriska, stökiometriska kan utnyttjas om viss mängd kan klordioxidvattnet. Den stökiometriska på den tillförda kloritlösningen bör vara hög, dels för att ej i onödan rubba vattenbalansen vid blekning eller kloritframställning men framför allt för att erhålla så hög selektivitet som möjligt. Koncentration i den tillförda vattenlösningen hålles därför lämpligen från 150 g/l, räknat som Cl02-, upp till mättad lösning. Då reaktionen enligt föreliggande uppfinning genomföres i ett homogent våtskefas- system erhålles en i det närmaste fullständig omsättning av tillförd klorit och erforderlig uppehâllstid för reak- tionens fullbordande år mindre ån en minut. första Föreliggande uppfinning år som ovan nämnts i hand vattenlösning av klordioxid i samband med klordioxidgenerering från klorat och härvid kan då så fullständigt av avsedd för framställning av en klorfri med kloridjoner som reduktionsmedel önskas eller erfordras ett avlägsnande klor erhållas ellt avlägsnande av klor i samtidigt som klordioxidutbytet ökar. Speci- låmpligt år att utnyttja föreliggande förfarande för samband med processer för framställ- ning av klordioxid av den typ som beskrives t ex i de ame- 3,563,702 3;864,456, härmed Dessa processer innefattar konti- rikanska patenten och vilka införlivas som referens. nuerlig tillförsel av alkalimetallklorat, alkalimetallklorid 453 745 10. 15. 20. 25. 30. 35. 6 och mineralsyralösningar till ett enda kärl, generator-för- förhållanden vilka är tillräckliga BV ângare-kristallisator, i för att alstra klordioxid och klor, vid en temperatur från 50 till 100°C, ca 2 till ca 12 N, med eller utan katalysator, avlägsnande av vatten 100 till 400 mm klordioxid och ca ca en aciditet av från genom vakuum-inducerad förångning vid ca Hg absolut, med samtidigt avlägsnande av klor, kristallisation av saltet av mineralsyran i generatorn och avlägsnande av kristallerna från kärlet. I dessa reak- där hâlles 2 och 4,8 kan reaktionen genomföras i närvaro av relativt tionssystem syranormaliteten mellan omkring små mängder katalysator, t ex sådana valda bland gruppen vanadinpentaoxid, silverjoner, manganjoner, dikromatjoner och arsenikjoner. Genom absorption av den från generatorn enligt ovan beskrivna förfaranden utgående strömmen av klordioxid och klor i vatten och efterföljande behandling erhållen klordioxid klorit avlägsnande av restmängder klor erhålles en klordioxidfram- av vattenlösning av med för ställningsprocess med totalt mycket höga utbyten.

Sättet dock helst de flesta sådana risk uppfinningen kan principiellt vilket enligt utnyttjas i anknytning till som förfarande för framställning av klordioxid då i föreligger att någon klor ändå alstras som oönskad biprodukt på grund av utbytesförluster. I vissa av dessa processer tillsättes även klorid i avsikt att nedbringa förluster vilket då ger upphov till viss klorutveckling.

Den enligt uppfinningen framställda klorfria eller väsentligen klorfria vattenlösningen av klordioxid kan direkt användas i massablekningsprocesser med höga krav på frihet från klor. Den kan vidare utnyttjas för fram- ställning av helt klorfri klordioxidgas ägnad för produktion I detta fall kan den klorit som erfordras för reaktion lätt erhållas liten del av framställd kloritprodukt. Givetvis kan klordioxidvattnet av klorit. med restklor ju som en även utnyttjas inom sedvanliga områden såsom vattenrening, fettblekning, textilblekning med mera.

Uppfinningen beskrives närmare i följande utförings- exempel, vilka emellertid ej är avsedda begränsa densamma.

Delar och procent avser volymdelar respektive volymprocent 1Ûfl 15. 453 745 såvida annat ej anges.

Exemgel En arbetade vid produktionsnivân 90 g Cl02/h trycket 235 mmHg absolut. En Lösning med S50 gll 3 och 97,8 g/l NaCl samt en blandning av saltsyra och svavel- klordioxidframställning vid 78°C och NaCl0 laboratoriereaktor för syra tillfördes kontinuerligt så att aciditeten i reaktorn var 3,5 N. En innehållande 4% 2% klor och 942 vattenånga bortfördes kontinuerligt från reaktorns topp, kyldes och fördes till ett absorptionstorn. gasblandning klordioxid, I detta absorberades klordioxiden i huvudsak kvantitativt tillsammans med en del av klorgasen sâ att en vattenlösning innehållande 8,5 g Cl02/l (aq) och 1,2 g Clzll erhölls.

Flödet 10,5 L/h 20°C. blandades i en statisk mixer med en vattenlösning av NaCl02 var vid temperaturen Lösningen i en koncentration av S30 g/l vilken tillfördes kontinuer- ligt med flödet 60 ml/h.

Det erhållna fanns innehålla <0,01 g Clz/l och 10,8 g ClO2/l. och be- klordioxidvattnet analyserades

Claims (4)

10. 453 745 8 Patentkrav

1. šïtt att framställa väsentligen klorfri klordioxid, k ä n n e t e c k n a t erhâllen klordioxidström absorberas i så erhållna klordioxid restmångder av klor behandlas med ett vattenlösligt klorit därav, att från reduktion av klorat vatten och att den vattenlösningen av innehållande för reaktion mellan klor och klorit i vätskefas.

2. att behandlingen göres med en vattenlösning av klorit med Sätt enligt krav 1, k å n n e t e c k n a t därav, en kloritkoncentration av minst 150 g/l.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav; att pH 2 till

4. vid behandlingen ligger inom intervallet