153671. lajstromszámú szabadalom • Eljárás klórdioxid előállítására
153671 3 savat feleslegesnek és értéktelennek tekintik. Az 543 589 sz. kanadai szabadalmi leírásban javasoltak a reakcióedényből kifolyó oldatból a nátrium-szulfátnak szilárd alakban való viszszanyerését és a kapott anyalúg visszavezetését. A jelen találmány azon a felismerésen alapszik, hogy az alábbiakban Rapson-eljárásnak nevezett típusú eljárást, amelyet az említett kanadai szabadalom ír le, le lehet játszatni a generátorban jelenlevő NaC103 -hoz és NaCl-hez viszonyítva olyan kis víz- és H2 S0 4 -koncentrációk mellett, hogy a generátoron belül vízmentes nátrium-szulfát válik ki. Az említett kanadai szabadalomban a leírt minimális H2 S0 4 -koncentráció 2,5 molárisnak felel meg, és a Rapson-eljárás közzétett leírásaiban és kivitelezésekor a súlyt a nagy savasság és a 0,05 molárisnak, ill. 0,07 molárisnak megfelelő NaC103-, ill. NaCl-koncentrációk mellett végzett műveletre helyezték. Az eljárásnak a kanadai szabadalomban általánosan említett műveleti feltételek szélső határai mellett történő megvalósítását mostanáig nem tekintették gyakorlatilag lehetségesnek, mert azt gondolták, hogy ilyen esetekben túl nagy lenne az elfolyó oldatban a NaC103- és NaCl-veszteség. Azt is javasolták, hogy a C102 fejlesztésére használt reakcióelegyet le kell hűteni olyan feltételek között hogy Na2 SO 4 .10H 2 O kristályok keletkezzenek; ha azonban a reakciót a Rapson-eljárás szerint játszatják le, ez szükségessé teszi az elfolyó oldatnak külön kristályosító edénybe való adagolását, amelybe még külön kell vizet adagolni. Maximális gazdaságosság eléréséhez kívánatos a nátrium- és a szulfát-értékeket savas szulfát vagy hidratált Na2 S0 4 helyett Na 2 S0 4 -alakban visszanyerni. Azt találtuk, hogy ha a Rapson-típusú eljárást kellően alacsony saves víz-koncentráció mellett játszatjuk le, ilyen eredményez juthatunk. A találmány folytonos eljárás klór-dioxid és klór előállítására, amely abban áll, hogy alkálifém-klorátot, alkálifém-kloridot, kénsavat és vizet adagolunk be egy generátorba olyan arányban, amely ahhoz szükséges, hogy a generátorban így kapott reakcióelegyből klór-dioxid és klór fejlődjön, és a generátorból az oldatot olyan sebességgel vezetjük el, hogy a generátorban állandó állapotot tartsunk fenn, . és az oldatot közvetlenül vagy bepárló-kristályosító edényen keresztül vezetjük vissza a generátorba, mimellett a reakcióelegyet a generátorban olyan — legalább 30 C° — hőmérsékleten tartjuk, hogy a reakcióelegyből klór-dioxid és klór keletkezzen, a, generátorban . vagy az említett bepárló-kristályosító edényben olyan parciális vízgőz-nyomást tartunk, "hogy a víz elpárolgási sebessége elegendő legyen ahhoz, hogy a generátorban vagy az említett edényben vízmentes alkálifém-szulfát kristályosodását eredményezze, mimellett a generátorban a reakcióelegy savasságát 1,0—2,4 moláris értéken tartjuk, majd az így elpárolgott vízgőzt, valamint a reakcióelegyből képződött klór-dioxidot és klórt elvezetjük a generátorból vagy az említett edényből, és a kristályos szilárd fázist időszakonként vagy folytonosan elvezetjük a generátorból vagy az említett edényből, a hőmérsékletét pedig mindvégig a klór-dioxid lényeges bomlását előidéző érték alatt tartjuk. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy egyetlen edényben, nevezetesen az előző bekezdésben említett generátorban lehet lefolytatni, és az eljárás ilyen kivitelezése előnyösebb. A találmány azonban két edényből álló rendszerben, nevezetesen generátorban és bepárló-kristályosító edényben is foganatosítható. Ebben az esetben a generátorból kifolyó oldatot a bepárló-kristályosítóba folyatjuk, ahol a víz legnagyobb részét vagy legalább egy részét elpárologtatjuk, és a Na2 S0 4 részleges vagy teljes kristályosodása végbemegy. Megjegyezzük, hogy azt az edényt, amelyben a kristályosodási folyamat lejátszódik, nem hűtjük, míg dekahidrát termelése esetén hűtésre lenne szükség. Annak érdekében, hogy a Na2 SÖ 4 kristályosodása végbemenjen, a víz parciális nyomásának a generátorban az atmoszferikusnál lényegesen kisebbnek kell lennie. Ezt előnyösen úgy biztosíthatjuk, hogy a generátorban parciális vákuumot tartunk fenn. Erre a célra vízsugárszivattyút is használhatunk, amelyben a víz nemcsak a szükséges vákuumot létesíti, hanem kondenzálja a vízgőzt és oldja a klór-dioxidot és a klórt, aminek következtében olyan oldat keletkezik, amelyet közvetlenül fel lehet használni pépfehérítésre vagy egyéb célokra, így vízkezelésre. Az a vízgőz, amelyet a generátorban lehajtunk, a C102 hígítására és így robbanásszerű bomlás veszélyének minimálisra csökkentésére szolgál. Ahelyett, hogy a kívánt parciális vízgőz-nyomást részleges vákuummal állítanánk elő, inert gáz, így levegő vagy nitrogén árama is felhasználható lényegileg atmoszferikus nyomáson. Ennek a módszernek azonban hátránya, hogy a C102 -t az inert gáz erősen felhígítja. Egy harmadik lehetőség abban áll, hogy a kívánt parciális nyomást inert gázzal létesítjük atmoszferikus és olyan nyomás közötti nyomásértéken, amelyre akkor lenne szükség, ha inert gázt használnánk. Ebben az esetben fajlagosan kisebb mennyiségű inert gázra van szükség, arrrnek következtében a termelt C102 kisebb mértékben hígul fel. A v; zgőz parciális nyomásának beállítására szolgáló bármelyik módszer felhasználható a bepárló-kristályosító edényben is, ha ilyet használunk. Ebben az esetben előnyös a C102 -t és a CI2 -t a generátorból kivonni; erre a célra vákuumot vagy sztrippelő gázt lehet használni a generátorban és a bepárló-kristályosító edényben levő folyadék fölött. A nátrium-klorátot és a nátrium-kloridot e két reagenst bármilyen kívánt arányban tartalmazó vizes oldatként vagy a két anyag különálló oldataiként lehet beadagolni a generátorba. E sók száraz alakban is adagolhatok. 2
