次氯酸钠合成工艺方法的改进优化

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1、第24卷第4期镇江高专学报Vo1．24No．42011年10月JournalofZhenjiangCollegeOct．，2011次氯酸钠合成工艺方法的改进优化王宇庆(镇江高等专科学校化工系，江苏镇江212003)摘要：通过改进工艺方法，降低原料氢氧化钠溶液的浓度，可以有效抑制次氯酸钠合成反应中的副反应，减少副产物氯化钠的生成，从而合成出不合结晶盐且具有一定有效氯含量及氯碱比的次氯酸钠溶液。关键词：次氯酸钠；结晶盐；烧碱；浓度中图分类号：TQO2文献标识码：c文章编号：1008-8148(2011)0

2、4-0046-030引言江苏索普化工股份有限公司是国内生产ADC发泡剂产品的主要厂家之一，目前所采用生产工艺是尿素法。尿素法工艺以氯气、烧碱、尿素为基本原料，其生产过程主要由次氯酸钠合成、肼合成、缩合、氧化及干燥等工序组成。其中第一道工序是次氯酸钠合成，主要采用烧碱(NaOH)与氯气(cl)，反应得到中间产物次氯酸钠(NaC10)溶液，作为第二步肼合成反应的原料中间体。合成次氯酸钠溶液中间产物的工艺指标主要有2个：有效氯含量和氯碱比。目前，国内次氯酸钠合成的工业生产方法主要有2种，即间歇式和连续式。该

3、公司目前采用连续式的生产方法，其工艺过程为外循环连续塔式喷淋吸收法。按照目前的工艺方法操作，以隔膜碱为原料，生产所得到的次氯酸钠溶液中含有大约1％一2％的结晶盐(NaC1)固体。1)这些结晶盐固体颗粒的存在对下一道工序(肼合成工序)的生产不利；2)这些结晶盐颗粒非常细小，将它从溶液中分离存在一定难度；3)这些结晶盐的产生说明生产中存在较多的副反应，造成原料的转化率降低，生产效率下降。因此，需要找到一种更为合理的工艺方法，以减少合成反应过程中的副反应，从而获得含结晶盐较少甚至无结晶盐的次氯酸钠溶液。生产

4、过程的改进和优化主要可以从设备结构优化、生产工艺及操作方法优化等方面考虑。通过分析认为，可以改造设备结构，使反应温度更加平稳，从而减少副反应。但对现有设备改造需对设备重新进行设计、制造，资金投入量较大，周期较长，会对现有生产造成影响。所以，对生产工艺及操作方法进行改进优化更可行。1实验过程基于上述分析，笔者主要从优化生产工艺的角度寻找解决问题的方法。查阅相关资料[II6]，从副反应产生的条件入手，改变工艺条件和操作方法，有效抑制副反应的发生，减少结晶盐的产生。1．1实验仪器大烧杯、搅拌器、导管、胶管、

5、温度计、氯气钢瓶等。1．2实验试剂氢氧化钠溶液(30％隔膜法烧碱)、氯气(工业级)。1．3实验方法1)将原料氢氧化钠溶液(浓度为30％左右)加水稀释为浓度较低(19％一21％)的氢氧化钠溶液，置于收稿日期：2011—06—20作者简介：王宇庆(1969一)，男，广东东莞人，工程师，主要从事化学工程方面研究。·46·万方数据容器中。在充分搅拌的条件下通入氯气进行反应，控制反应温度<30℃，氯化率>80％。反应结束后将所得次氯酸钠溶液静置1h，观察有无结晶盐沉淀。对该溶液取样，分析其有效氯含量和游离碱含量

6、。根据生产中下道工序对有效氯含量和氯碱比的要求，在该溶液中补加一定量浓度较高(30％左右)的氢氧化钠溶液并充分搅拌，配制成符合要求的次氯酸钠溶液，观察溶液有无结晶盐析出。取样分析此时溶液中氯化钠的含量，记入表1。2)对照实验。按目前生产上所用氢氧化钠溶液(浓度为24％左右)，在相同条件下通人氯气进行反应，当达到实际生产所需的有效氯含量及氯碱比时，停止反应。将所得次氯酸钠溶液静置1h，观察溶液中有无结晶盐析出。取样分析该溶液中有效氯、游离碱、氯化钠的含量，记人表2。2实验结果及分析2．1实验结果实验结果

7、见表1和表2。表1碱浓度为20％左右时的实验结果％表2碱浓度为24％左右时的实验结果％从表1，表2可以看出，碱浓度为20％左右时溶液中均无结晶盐析出，碱浓度为24％左右时溶液中均有结晶盐析出。2．2结果分析氢氧化钠溶液和氯气合成次氯酸钠的主反应为2NaOH+C12==一NaCIO+NaCI+H20o同时，还存在以下副反应3NaCIO一,NaCIO3+2NaC1，2NaCIO一2NaC1+O2。副反应的发生，不但消耗了反应产物NaCIO，同时还生成了NaC1。如果减少副反应的发生，就可以有效减少溶液中N

8、aC1的含量，同时还可以减少对反应产物的消耗，提高生产收率，从而得到结晶盐相对含量较低甚至无结晶盐的次氯酸钠溶液。分析生产工艺过程可知，导致副反应增加的主要原因有2个：1)温度过高(>35℃)，工艺要求温度控制在<30。在生产中，温度可以通过低温进料和循环冷却得到有效控制。2)局部氯气过量。局部氯气过量现象，一方面取决于通人氯气的速度；另一方面，在通人氯气速度一定时，取决于氯气在氢氧化钠溶液中的分散速度。氢氧化钠溶液浓度越高，溶液的密度和粘度就越高，加入