[发明专利]制备含氯化合物的方法

说明书

本发明涉及一种由含有至少100g/l氯化钠和杂质量的多价阳离子的盐 水溶液制备含氯化合物的方法。

在来自天然源的含有至少100g/l氯化钠的盐水溶液中，存在多种阴离 子和阳离子如镁、钙、锶、铁以及硫酸根离子。在盐的制备方法和其中盐 为原料的产品的制备方法中，这些阴离子和阳离子的绝大部分有待除去。 迄今为止，通常不可能在显著程度上从盐水溶液中除去多价离子如钙、镁、 锶、铁和/或硫酸根离子，除非通过如下方法：将大量纯碱和浓NaOH溶液 加入盐水溶液，对溶液进行多重沉淀步骤，随后对盐水溶液进行多重蒸发 步骤。如此生产的较纯的盐可以直接出售并构成其它方法的合适原料，其 中主要的方法为生产含氯化合物如氯气和氯酸钠。对于这些含氯化合物的 生产方法，将盐再次溶解于水中并使氯离子通过氧化步骤如通过电解方法 反应生成含氯化合物。

上述制备含氯化合物的工艺方法包括许多要求大型反应器和沉降器的 步骤，因此降低了经济吸引力。还需要大量化学品如纯碱和不希望的腐蚀 剂。此外，所述工艺方法要求污染不太严重的盐水溶液作为原料，因为已 经清楚的是使用所述工艺方法不可能将包含大量杂质的盐水溶液提纯至足 够程度。

另外，如果可从含有至少100g/l氯化钠的盐水溶液中基本除去多价离 子，则不再要求仅为了可将其再溶解于水中以在随后步骤中进一步加工而 首先制备干燥的盐。如果还可在更大程度上从含有至少100g/l氯化钠的水 溶液中除去多价离子，则该水溶液可具有较低质量，即可含有较高量的不 希望的多价离子，但仍保持适合于生产含氯化合物。

因此，市场上需要一种制备含氯化合物的方法，其中将包含至少100g/l 氯化钠的盐水溶液，尤其是浓盐水提纯至从中基本除去多价离子，随后该 提纯溶液可进一步反应生成含氯化合物。

US 5,858,240公开了一种氯碱方法，其中将包含至少50g/l氯化钠的盐 溶液通过纳滤步骤从中除去不希望的离子而提纯，并随后通过电解步骤使 其反应得到氯气或氯酸钠。然而，在该文献中公开的钙和镁的保留仍需改 进。尤其是如该参考文献的实施例所说明，当盐水溶液中氯化钠的量增加 时，钙的保留显著降低，其中当氯化钠浓度为139.6g/l时钙的保留为56.3％， 而当氯化钠浓度增至288.7g/l时只有12.3％。因此随盐浓度增加，从盐水 溶液中除去这些不希望离子的提纯步骤变得更加麻烦，因为在较高盐浓度 时与提纯的盐溶液一起(不希望地)通过纳滤膜的钙离子显著增加。

GB2,395,946涉及一种其中通过对所述溶液进行纳滤步骤而提纯海水 的方法。将海水送至与钠离子或氯离子相比对硫酸根离子具有较高排斥的 纳滤工艺。随后，将纳滤工艺的渗透物送至热脱盐工艺以增加水中的氯化 钠浓度。最后，在结晶器中沉淀出氯化钠。可将纳滤步骤后所得渗余物排 至出口，或可将其送至用于诸如镁、硫酸盐或钙的组分的矿物回收的工艺。 还提及了在纳滤工艺中必须确保足够低的盐水浓度以防止碳酸钙的沉淀。 GB 2,395,946没有公开浓氯化钠料流，即包含至少100g/l氯化钠的盐水溶 液的纳滤。

US 4,176,022描述了一种在通过半渗透挡板使阳极液室与阴极液室分 开的电解池中电解碱金属氯化物盐水的方法，该方法包括(i)保持含钙离子的 盐水为碱性，(ii)将选自如下的磷酸化物加入所述碱性盐水形成具有化学计 量式(CaX₂)·(Ca(PO₄)₂)₃的不溶性沉淀物：磷酸、正磷酸钠、偏磷酸钠、聚 磷酸钠、聚磷酸钾及其混合物，其中式中的X选自F、Cl和OH，(iii)使沉 淀物与盐水分离，(iv)将含有小于20ppb钙离子的盐水供入电解池的阳极液 室中，和(v)使电流通过电解池。总之，该参考文献公开了一种从盐水中除 去钙的方法，其中将添加剂加入盐水，其中添加剂与存在于其中的钙离子形 成不溶性化学计量配合物，随后通过过滤除去沉淀物并丢弃。因此该参考文 献不涉及其中添加剂可再循环的方法，这使得该方法具有较小的经济吸引 力。另外，已发现公开于US 4,176,022的进料不适合进行纳滤步骤，因为纳 滤膜对由存在于进料中的任何固体造成的顶层的机械损害敏感。