[发明专利]浓碱金属次氯酸盐溶液的制备方法

说明书

本发明涉及浓碱金属次氯酸盐溶液的制备方法。更具体地说，本发明用于制备浓次氯酸钠溶液，其含量可能超过100°氯量测量度，并且是氯化钠饱和溶液。次氯酸钠溶液是由氯与氢氧化钠溶液反应制备的，得到的次氯酸盐摩尔数与氯化钠摩尔数相同。超过某一浓度，部分NaCl沉淀。制备浓次氯酸钠溶液时，NaCl总是处于饱和状态，当时该溶液是不稳定的，分解反应之后总是生成NaCl晶体。这些晶体盐使这种溶液混浊，并且在容量方面也有所变化。此外，对于某些应用来说，盐的存在是有害的。

法国专利FR1352198曾提出先制备浓的次氯酸钠溶液，再将其溶液稀释得到比较稳定的溶液。这篇专利还描述了生产这种浓次氯酸钠溶液的装置，这种装置由垂直的圆柱形塔、圆锥形底座、带有泵和交换器的外循环回路组成。在塔的顶端倾析出次氯酸钠溶液产品，由循环回路从塔的上部取出次氯酸钠溶液，此次氯酸钠溶液经过泵和交换器后循环到处于锥形底部的塔下部。从塔的底部加入氯和氢氧化钠，并且倾析出次氯酸钠溶液中的NaCl晶体悬浮体。为了保持NaCl晶体悬浮体的流动状态就要调节塔中的流体速度，基本上是由于晶体长大而导致NaCl沉淀。大颗粒下降到处于锥形部分中的塔底，那么很容易将其除去。为了避免生成大量的晶粉，只需流化床(流动层)占住整个反应空间就够了，如果流动层没有充分扩展，则导致难于分离的细晶体。如果流动层过分扩展，NaCl晶体就会随同生成次氯酸钠溶液中的水一起流走。为了起动也有必要加入起初就对颗粒度进行适当挑选的氯化钠晶体悬浮体。

在US4428918中还提出一种现有技术，垂直的塔由泵经过交换器构成外部再循环。由循环回路从塔的上部提取次氯酸钠溶液，在经过泵和交换器后，这种次氯酸钠溶液循环到塔的底部。也是在该塔的底部加入氢氧化钠和氯，但与前述现有技术不同的是，在这种塔中配置一种导流筒，这种导流筒能够实现除外循环泵所产生的循环作用外的在氯流量作用下的气流排吸型内循环。在塔的上部，倾析出次氯酸钠水溶液产品，这种产品经过滤除去NaCl晶体，这样得到浓的次氯酸钠溶液。事实上，与该技术相反，FR1352198对整个塔充分搅拌，其塔中有NaCl晶体的次氯酸钠悬浮液。由于晶体不够大，并且颗粒大小相差很大，所以过滤是很困难的。

US4780303还提出一种使用两台分离设备的两步连续法。第一步终止于NaCl不沉淀的NaClO浓度，之后第二步添加氯和氢氧化钠，NaCl晶体沉淀，在该塔的上部回收浓的次氯酸钠溶液。这第二步是从塔的底部排出NaCl晶体。这种方法可有效地连续生产不再含NaCl晶体的浓次氯酸钠溶液。相反地，这种方法在投资与维修方面费用高，因要两台反应设备，每台设备配置一台泵和一台交换器。

现在已找到一种非常简便的浓碱金属次氯酸盐溶液的制备方法。本发明是一种在碱金属氯化物晶体存在下，由氯与相应的碱金属氢氧化物反应制备浓碱金属次氯酸盐溶液的方法，其特征在于，在一个基本上垂直的容器中进行，该容器的下部截面小于其上部的截面：

a)从下部加入氯和碱金属氢氧化物溶液，

b)从上部提取次氯酸盐溶液，(i)一部分为浓的次氯酸盐溶液产品，(ii)另一部分返回到该容器的底部，

c)在靠近该容器底部下端排出(纯化)碱金属氯化物晶体，

d)调整其循环和加入步骤a)的试剂，以便在该容器底部使碱金属氯化物晶体明显流化起来。

该反应可以使用纯的液态或气态氯，或含氯和惰性气体的气体，例如含氯的空气或氮气。氢氧化物溶液的浓度可根据所要制备的次氯酸盐溶液的浓度来选择。还可以使用氢氧化物浓溶液，可以添加水。其反应是完全的，并且是化学计算量的。其反应可在任何压力、下进行，但是在大气压下操作简单得多。该容器可以是敞开的，但最好使其密闭，并将它与吸收系统相连，以确信发生事故时没有氯漏入空气中，尽管总是使用稍微过量的氢氧化物进行操作。容器内和循环回路中溶液的温度保持在35℃以下，这样避免生成氯酸盐。最好将热交换器配置在循环回路上，或者将交换器配置在该容器中，或者使用具有低温下流体循环的双套式容器，或把这些方式组合起来。