亚氯酸钠生产基本知识

1亚氯酸钠生产基本知识一、概述：亚氯酸钠在氯在含氧酸中占距中间位置，由此决定了它的的各种物性。亚氯酸钠的活泼性和化学稳定性都介于NaClO和NaClO3之间，在氯酸盐系列产品中，具有独特的重要的位置。早在19世纪40年代就有美国、日本等国的一些公司相继投入工业化生产，产量和规模不断扩大，基本都在年产亚氯酸钠4000吨以上。如美国的Vulcam公司，年生产能力达10000吨，还有加拿大的Sterlins公司、法国的Atochem公司的生产能力也都是5000吨，目前世界上亚氯酸钠年总产量在25000~30000吨，主要分布于亚欧、中北美。亚氯酸钠产品分固体和液体两种。不管固体还是液体，其中都含有少量的碱，对固液两个品种，国家经贸委在2002年1月批准并颁布了《工业亚氯酸钠化工行业标准HG3250-2001》，标准规定了工业亚氯酸钠的要求、试验方法、检验规则以及标志、标签、包装、运输、贮存。对两种产品的主含量要求规定，固体产品亚氯酸钠含量不小于78.0%，液体产品亚氯酸钠含量不大于50%。我国亚氯酸钠生产起步较晚，参与研制单位不多。近年来人们逐渐认识到了氯用于漂白、消毒杀菌，会有残留物，氯能与一些有机物以及氨等生成有害于人类健康的物质，甚至会致癌。世界上许多国家和地区已经开始颁布法律法规，禁止氯漂，提倡使用新型漂白剂，二氧化氯已成为氯的首选替代产品，其应用领域也在逐渐地扩大，不仅用于纸桨、织物漂白，饮用水的消毒杀菌，工业及生活污水的环保处理等，还可用于水果蔬菜保鲜、水产养殖等，这些都促进了我国亚氯酸钠的发展。虽然有些地方不是直接应用亚氯酸钠，而是用二氧化氯，但是多数地方二氧化氯是用亚氯酸钠来制取的，所以说亚氯酸钠在我国发展前景广阔。亚氯酸钠，是一种高效的漂白剂和氧化剂，其用途主要用于纸桨和各种纤维的漂白，如棉、麻、蚕丝、芦苇、粘胶纤维等合成纤维，最大优点是不伤害织物。亚氯酸钠也可用于某些食品的漂白，象砂糖、面粉、淀粉、油膏、蜡和油脂等等，同时也用于皮革业的脱毛，某些金属的表面处理，目前人们逐渐认识到了亚氯酸钠用于饮用水消毒杀菌的优越性，不但效果好，而且不残留气味，2不与其它物质生成含氯有害物质，对处理生活污水也非常有效。另外，在钢铁工业及合成氨工业中，用亚氯酸钠净化焦炉尾气中微量的一氧化氮。近年来，随着二氧化氯的杀菌消毒应用方面的异军突起，对二氧化氯需求不断增加，但二氧化氯不易运输和储存，而亚氯酸钠则比较稳定是二氧化氯最好的载体。用亚氯酸钠做原料生产二氧化氯发生设备就方便可行，目前市面上销售的二氧化氯发生器，多数是以亚氯酸为原料设计的，如德国普罗名特公司制造的二氧化氯发生器系列产品，就是以亚氯酸钠为原料。4HCl+5NaClO2=4ClO2+5NaCl+H2O二、亚氯酸钠的基本物性：亚氯酸钠分子式为：NaClO2，相对分子质量：90.44，外观要求：固体产品为白色或微带黄绿色结晶粉末或颗粒，液体产品为浅黄色溶液。亚氯酸钠有轻微的吸湿性，易溶于水，其溶解热随结构的不同而不同：1摩尔无水亚氯酸钠NaClO2溶于1摩尔的水中，为0.8374kJ/mol1摩尔三水合亚氯酸钠NaClO2·3H2O摩尔水中，则为28.47kJ/mol亚氯酸钠溶解度及比重见表1、表2表1亚氯酸钠在水中的溶解度温度℃51720253040455060溶解度%343940.543.64650.75353.755Mol水/mol溶液9.77.8————5.8——4.1——4.1表2亚氯酸钠在水溶液中的比重NaClO2克/升5010015020025030033025℃1.03361.06771.10241.13511.6831.19991.217250℃1.02771.05641.09071.2341.15511.18471.202175℃1.00451.04261.07691.10951.14101.17041.18783在通常的情况下，亚氯酸钠有无水物和三水物两种形式，二者之间的相互转变温度为38℃，亚氯酸钠的生成热为-304.18kJ/mol。表3NaClO2-H2O二元体系温度饱和液组分水合度固相NaClO2（摩尔）H2O（摩尔）比重5(9.6)NaClO2·3H2O150.10020.8201.3278.18NaClO2·3H2O17(7.8)NaClO2·3H2O250.08640.5621.3756.51NaClO2·3H2O30(5.8)NaClO2·3H2O350.14560.7201.4604.94NaClO2·3H2O40(4.5)NaClO2450.15960.6841.5014.25NaClO260(4.1)NaClO2亚氯酸钠在常温下比较稳定，稳定性介于次氯酸钠与氯酸钠之间。无水亚氯酸钠，加热到350℃开始分解，三水合亚氯酸钠加热到135℃，便开始分解放出氯，甚至发生爆炸，亚氯酸钠的稳定性及分解形式与其含水情况和溶液的酸碱性有关，如一些固体产品因含有水分而使其分解温度降低，约在130~140℃，即开始分解，亚氯酸钠在碱性溶液中，对光、热稳定，加热到175℃以上才会分解，而在酸性水溶液中受光则会发生爆炸性分解，放出二氧化氯：11HClO2-4ClO2↑+4ClO3-+3Cl-+7H++2H2O而在中性溶液，热分解温度为150℃。3NaClO22NaClO3+NaClANaClO2NaCl+O2BA、B两式的反应速度常数：温度℃A式B式光41030.65×10-61.2×10-7831.6×10-70.2×10-8亚氯酸钠在酸性溶液中的分解速度见表4表4亚氯酸钠在酸性溶液中的分解序号分解前NaClO2mol/l酸浓度N分解后NaClO2mol/l10.52.5HCl——20.52.5H2SO4——30.52.5HClO4——40.52.5H2SO40.2550.55.0HClO40.25亚氯酸钠具有强氧化性，与有机物、木屑尘埃及还原性物质磷、炭、硫等接触，受撞击或摩擦时，容易发生爆炸或燃烧，应贮于冷暗处。亚氯酸钠对铁铜等金属及制造的设备有严重的腐蚀性，在选设备时应考虑材质的耐蚀性，当然还是有很多材料可耐亚氯酸钠的腐蚀，像钼、钛、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、玻璃、搪瓷、陶瓷等。亚氯酸钠对人体毒性很大，口服量5~6克就会中毒，超过10克就会致死。能被皮肤吸收危害血液，也会刺激粘膜，操作时应注意防护。三、亚氯酸钠的生产方法：1、生产工艺与主要反应式：亚氯酸钠的生产工艺分为电解法与还原法。电解是一种新工艺，目前国内不掌握这项技术。国内生产厂家均以还原法生产。还原法生产工艺可以分为两步，第一步是在酸性介质中还原氯酸钠，发生出二氧化氯气体，第二步是在还原剂作用下，用烧碱溶液吸收二氧化氯气体制得液体亚氯酸钠。本工程采用还原法生产亚氯酸钠，还原剂采用二氧化硫，又称“新马蒂逊法”。发生出的二氧化氯气体在碱性介质中与双氧水作用制得亚氯酸钠，其主要反应式如下：2NaClO2+SO2+H2SO4=2ClO2+Na2SO4+H2SO452NaOH+ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑2、工艺流程简图：3、工艺过程描述：亚氯酸钠生产可分为两个工段，一是二氧化氯生产工段，二是亚氯酸钠制备工段。二氧化氯生成工段将氯酸钠溶液（600g/l）与硫酸连续定量地送入反应器，与经空气稀释后的5~8%二氧化硫气体进入反应器进行反应。反应器有两个，反应大部分在第一反应器内完成，使用第二个反应器可以提高硫酸和氯酸钠的的利用率，反应器产生的气体送到洗气器中，氯酸钠溶液从洗气器上部进入，除去二氧化氯气体中所夹带的硫酸和未起反应的二氧化硫气体后进入第一反应器，二氧化氯气体送入亚氯酸钠制备工段。第二反应器溢流出的废酸液送到AC车间废酸贮槽。亚氯酸钠制备工段：二氧化氯生成工段来的二氧化氯气体很快在负压条件下被吸收进吸收器H2O2废酸供AC车间用蒸发结晶分离干燥液体成品包装固体成品包装H2SO4NaClO3稀释溶解混合NaOH溶解反应吸收SO2空气汽化缓冲SO2稀释6内，向吸收器中送入浓度为27.5%或35%的过氧化氢和浓度为210g/l的烧碱溶液，反应温度控制在35℃以下，吸收器内设有蛇管冷却器。吸收完成液经澄清后，一部分直接包装成液体亚氯酸钠产品，另一部分送入蒸发锅内蒸发结晶，再经离心分离，气流干燥得到固体亚氯酸钠产品。四、有关原辅物料：生产亚氯酸钠的主要原辅材料有：氯酸钠、硫酸、二氧化硫、双氧水、烧碱等。其技术特性请参考有关专业标准。五、主要工艺控制点：1、发生器酸当量为7~10N。2、主发生器、次发生器温度控制在45~55℃。3、主发生器中氯酸钠含量在30g/l左右。4、次发生器氯酸钠含量在2~6g/l左右。5、吸收液中碱控制在1~6g/l。6、吸收器中温度不超过35℃。7、蒸发锅内温度不超过80℃。六、分析与检测：详见《亚氯酸钠分析与检验方法》、《亚氯酸钠生产过程中控分析一览表》。七、主要设备：详见《主要设备一览表》八、产品包装：工业亚氯酸钠包装容器上应在牢固清晰的标志、内容包括生产厂名、厂址、产品名称、商标、净含量、批号或生产日期、标准编号及GB190中规定的“氧化剂”标志和GB191中规定的“怕热”标志。每批出厂的工业亚氯酸钠都应附有质量证明书，内容包括生产厂名、厂址、产品名称、商标、净含量、批号或生产日期等，工业亚氯酸钠固体产品采用内衬塑料袋的铁桶包装，要求桶内有塑料袋两层，桶口应密闭不漏，铁桶厚度不小于0.5mm；液体产品采用聚氯乙烯塑料桶包装，每桶净含量25kg、40kg、50kg或根据用户要求。工业亚氯酸钠在运输过程中应有遮盖物，避免阳光直接照射，不得与酸、7还原性物质混运；应贮存在阴凉干燥处，也不得与酸、还原性物质混贮。九、经济技术指标：详见《经济技术指标》一览表。亚氯酸钠生产过程中控分析项目一览表名称分析项目分析次数目标值备注稀硫酸酸浓度每配制一次分析一次16N浓硫酸稀释后测定是否准确氯酸钠溶液氯酸钠含量每配制一次分析一次600g/l配制的氯酸钠溶液是否准确烧碱溶液氢氧化钠含量每配制一次分析一次210g/l配制的烧碱浓度是否符合要求发生器料液酸浓度氯酸钠含量每班1次每班4次，每2小时一次7~10N35g/l主发：35g/l次发：2~6g/l吸收液氢氧化钠亚氯酸钠每半小时一次，每班16次每4小时一次，每班2次1~6g/l25%以上开车时取样次数较多正常开车后，可根据情况适当减少。成品亚氯酸钠根据国家行业标准要求测定成品亚氯酸钠有液体和固体两种1亚氯酸钠生产安全操作规程一、原辅物料配制安全操作规程：（一）氯酸钠溶液的配制1、配制氯酸钠水溶液时，水不能加的太多，以免搅拌时溢出；2、用于搅拌的空气阀门要缓慢打开；3、用于加热的蒸发阀门要缓慢打开；加热至氯酸钠全部溶解即可。4、氯酸钠的加入要均匀。（二）浓硫酸的稀释：1、配制硫酸水溶液时，必须先放水后放酸。2、配制时必须控制小流量酸加入水中混合，以免大量酸流入时炸出酸液溅出伤人。3、配制时搅拌器必须要打开搅拌，冷却水必须及时打开冷却。（三）混酸的配制1、混酸配制必须先放氯酸钠水溶液，后放硫酸水溶液。2、混酸配制时，搅拌器必须先打开搅拌。3、放硫酸时须控制小流量。4、混酸配制前，打开去尾气系统的阀门。5、混酸配制前，必须将以前混酸液抽尽，以防满溢流出。（四）碱液的配制：1、碱液配制时，注意防止碱液贱出伤人。2、用固体碱配制液碱时，固体要均量加入严防灼伤人。3、碱液配制时，要开动搅拌器。二、液体工段安全操作规程：1、主、次发生器温度不准超过55℃。2、吸收罐温度不准超过35℃。3、二氧化硫和二氧化硫混合气流量要按规定控制，不能突然调大。4、遇到突然断电，应迅速大开放空阀门，关闭二氧化硫流量计阀门，然后关闭各种流量计阀门，关闭二氧化硫钢瓶阀门。25、各种物料组分的分析应严格按《分析检验方法》进行，确保分析结果准确无误。分析要及时，操作控制要认真参考分析数据及时记录。6、生产过程不得停吸收罐循环泵，对该泵要重点保修，不得带病使用。7、亚氯酸钠生产过程中的原料、中间产品和成品大多数是有毒、易燃易爆及