亚氯酸钠+盐酸二氧化氯生产方法
一、亚氯酸钠+盐酸分解法:
5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O (反应方程式)
① 优点:工艺简单,设备容易操作及维护。产生物中二氧化氯纯度高的优点。
② 缺点:(1)成本较高。
(2)为达到95%的高产率,盐酸过量,使出口药液的pH值小于1。
(3)盐酸需要大量储备。
产生1吨ClO2理论上需 NaClO2 1.67吨 纯盐酸 0.53吨。
亚氯酸钠酸化法发生CIO2 的机理是酸分解需要CIO2一质子化形成亚氯酸H ClO 2;N aCIO2在酸性条件下,CIO 2一以可测量的速率稳定的分解成C I O2 ,其分解速率是温度和p H值的函数。酸化法发生CIO2的设备有法国德格雷蒙公司的二氧化氯发生器、德国普罗名特二氧化氯发生器等; 我国有清华同方股份有限公司的亚氯酸钠法二氧化氯发生器等。
盐酸—亚氯酸盐法(亚氯酸盐自身氧化法)在PH值低于3.5的条件下,亚氯酸会产生岐化反应而生成二氧化氯。常用盐酸与亚氯酸钠制取,反应式如下:
5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O
上式中将亚氯酸钠中的氯转化成二氧化氯的理论转化率为80%,但是按照实际反应获得的二氧化氯计算产率,往往可以超过该理论值。制取二氧化氯时,要注意盐酸与亚氯酸钠的浓度控制。反应物浓度过高(如何使32%的浓盐酸和高于24%的亚氯酸钠)会发生爆炸。常用的盐酸浓度为9%,亚氯酸钠的浓度7.5%。二氧化氯的生成速度和产率与pH值有很大关系,当pH值分别为2和5时,二氧化氯的产率分别为70%和85%,但pH值较高时的反应速度却很慢,发生器转换效率还与反应时间和温度有关,一般约10—20min、19–26℃。通常要求使用的盐酸过量,实践中使用的盐酸常常是化学计算值的3—4倍,也有观点认为过量27%。即可获得约95%的产率,通常本法反应速度较慢酸用量大,产品中常常带有一定量的剩余盐酸,还可能因副反应产生氯酸。
二、在采用亚氯酸盐法时应严格注意:
1、 **进料,如果酸计量过量引起酸浓度过高,结果二氧化氯溶液浓度降低,反应速度下降。如果亚氯酸盐过量,二氧化氯溶液浓度降低,二氧化氯测量值不准,增加水中亚氯酸盐含量。
2、 环境和原料温度不许低于10℃,当满负荷运行时环境温度不许低于15℃。
3、 应定期清洗发生器。
4、严格控制二氧化氯发生器内反应时间
特别高浓度的二氧化氯溶液是极为不稳定尤其在酸性反应液中,它有可能在反应器里发生了歧化反应:
2ClO2十H2O=ClO2一十ClO3-十2H十歧化反应的产物C102-会和过量的盐酸迅速反应:
5ClO2一十4H Cl=4ClO2十5Cl-十2H2O
高纯二氧化氯发生器运行不应低于50%负荷。以免因在发生器停留时间过长,造成二氧化氯的分解。
普罗名特发生器
三、亚氯酸钠的使用:
亚氯酸钠是一种雪片状的盐,有强氧化性,存放在密闭的铁筒内亚氯酸钠在封闭或溶液状态下是稳定的,但在有机物存在时十分易燃,因此不能允其溶液在地上干燥,必须用水冲洗,尽量不溅起水花,不能与木屑、有机物、磷、炭、硫等物质接触。
工业用亚氯酸钠的纯度为50%—80%是橙褐色溶液20℃时*大溶解度约为550g/L,但水溶液浓度超过30%也会爆炸,亚氯酸钠溶液在常温常压下具有化学稳定性(微碱)具有稳定性,工业用的亚氯酸钠溶液的浓度约24%—25%(300 g/L左右)。 (亚氯酸钠在水中的溶解度)
雪片状松散的亚氯酸钠可以刮刨,称量,操作接触无健康危险(但有毒不能入口)操作者应使用橡胶的手套和工作服,如亚氯酸钠落入衣物或其他可燃物中时,应立即将其浸入水中,或马上移到空旷处烧掉。
亚氯酸钠固体或溶液可储存在用环氧树脂,聚丙烯、乙烯基酯、聚氯乙烯、聚乙烯、玻璃、陶瓷或钼不锈钢制造的容器内。决不允许亚氯酸钠粉末与纤维、纸和木材等有机物质接触,未稀释的亚氯酸钠溶液不能与浓酸混合。
亚氯酸钠的库房应避光,通风干燥,设置有快速冲洗设施,不允许有高温源和明火,也不能从事维修工作。
各药剂应分别设置单间存放,严禁混合存放。
在商业亚氯酸盐产品,一般都含有一定数量的氯酸盐杂质,亚氯酸盐的不适当储存方式以及过长的储存时间,都会增加原料中的氯酸盐的含量。
NaClO2=NaClO3+O2或2NaClO2=NaClO3+NaCl
浓硫酸分解法
原理:
NaClO3+1/2H202+H2SO4=ClO2+NaHSO4+H2O+1/2O2
在酸度不同时,反应后硫酸盐副产物不同及二氧化氯产量也不同。
2-5N 2NaClO3+H2SO4+H2O2=2ClO2+Na2SO4+2H2O+O2
5-11N 2NaClO3+H2SO4+H2O2=6ClO2+2Na3H(SO4)2+6H2O+3O2
11N以上2NaClO3+H2SO4+H2O2=2ClO2+2NaHSO4+2H2O+O2
过氧化氢(H2O2)主要性质及危害
过氧化氢又称双氧水,是氢的过氧化物。纯过氧化氢是一种不可燃的油状无色液体,相对密度1.4067(25℃),熔点—0.43℃ ,沸点150.2℃;30%过氧化氢溶液的密度为1.11g/cm3,熔点—0.89℃ ,沸点为151.4℃。
过氧化氢溶于水,醇与醚,在常温时可以与水以任意比例混合;从一般意义上讲过氧化氢对人体无害。
过氧化氢是比原子态氧更强的氧化剂,当pH较高时,其氧化势甚至高于臭氧。
浓过氧化氢是与易燃物,有机物接触能一起剧烈的燃烧,与金属物(如铜,铁等)接触。受热或日光暴晒时会分解爆炸。
过氧化氢溶液为无色透明液体,很不稳定,放置时渐渐分解为氧及水。影响氧化氢分解的因素主要如下:
a) 温度 过氧化氢在较低温度和较高纯度时比较稳定。但是纯过氧化氢加热到153℃或更高温度时,便会发生猛烈爆炸性分解。在较低的温度下,分解作用平稳进行:
b) pH 介质的酸碱性对过氧化氢的稳定性有很大的影响。酸性条件下过氧化氢性质稳定,氧化速度较慢;在碱性介质中过氧化氢很不稳定,分解速度和作为氧化剂的反应速度都很快。
c) 杂质 金属催化杂质是影响过氧化氢分解的重要因素。很多金属离子如Fe2+、Mn2+、Cu2+、Cr3+等都能加速过氧化氢的分解。二氧化锰与高浓度过氧化氢作用能引起爆炸。工业级过氧化氢中含有较多的金属杂质,必须加入较大量的稳定剂来还原和络合金属离子,抑制杂质的催化作用。
d) 光波长为320~~~380nm的光能使过氧化氢分解速度加快。
市售的过氧化氢是它的30%或3%的水溶液。可应用于医药卫生、食品、电子、电镀、化工合成等领域。
高浓度的过氧化氢是有腐蚀性;例如30%的过氧化氢对皮肤有强烈刺激性,使表皮起泡、严重损伤眼睛和黏膜,产生漂白作用和灼烧感觉。过氧化氢蒸汽进入呼吸系统后会刺激气管和肺部,引发炎症,可导致器官严重受损。从消化道摄入过氧化氢会产生胸**,呼吸困难,呕吐,发热、结膜皮肤出血等症。个别人摄入过氧化氢会产生视力障碍、痉挛和清度瘫痪。
硫酸
硫酸为透明、无色、无嗅的油状液体,有杂质颜色会变深甚至发黑,分子式H2SO4,分子量98.08。相对密度凝固点也随其含量变化而不同。相对密度1.841(96-98%)凝固点10.35℃(100%)、3℃(98%)、-32℃(93%)、-38℃(78%)、-44℃(74%)-64℃(65%)。沸点290℃��蒸气压0.13KPa(145.8℃),对水有很大亲和力。从空气和有机物中吸收水分。与水、醇混合产生大量热,体积缩小。加热到340℃分解成三氧化硫和水。
车间空气标准:中国MAC硫酸及三氧化硫2mg/m3
危害:硫酸GB8.1类81007原铁规:**无机酸性腐蚀物品。
储运条件:单独通风,干燥和阴凉的地方,避免日光直射,远离火源罐区四周有围堤,防止泄漏。
工作人员必须穿戴橡皮围裙、长筒靴,手套及防护眼睛。
仓库附近有水源。