次氯酸钠溶液生产工艺规程.doc

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1 范围
本标准规定了由工业用氢氧化钠与氯气合成而制次氯酸钠的生产工艺规程。
本标准适用于次氯酸钠的生产工艺。

2 产品说明
2．1产品名称及学名
产品名称: 次氯酸钠溶液。
学名: 次氯酸钠
2.2物理性质
分子式: NaClO
分子量: 74．448
外观为浅黄绿色的透明液体。
浓度及相对密度见表1
表1
浓度(18℃)％
10
14
18
22
密度(18℃)g/L
1068．1
1097．8
1128．8
1161．4
生成热: 118．52kJ／mol
2．3化学性质
2．3．1次氯酸钠在常温下不稳定, 在保存中易分解, 具有强氧化性。从而产生副反应生成氯酸钠。
2NaClO+2H20=2NaOH+2HClO
2HClO+NaClO=NaCl03+2HCl
2HCl+2NaOH=2NaCl+2H20
3NaCIO=NaClO3+2NaCI
上述反应在40℃以上剧烈进行而且PH值显著下降, 为防止这副反应, PH值必须在11以上。
2．3．2过氯化反应
NaClO+CL2+H20=NaCl十2HClO
NaClO+2HClO=NaCl03+2HCl
NaClO+2HCl=NaCl+H20+CL2
3NaClO=NaClO3+2NaCl
次氯酸钠生产中, 氯化反应超过终点会引起连锁反应, 使次氯酸钠全部分解。
2.3.3光化学分解
2NaClO=2NaCl+02↑
NaClO+02=NaClO3
2NaClO+O2=2NaCl+202↑
日光照射后, 将分解90％的有效氯, 为了防止这种现象, 添加明胶酪脘、 糖类等保护胶体是有效的。
2．3．4加热分解
2NaClO=2NaCl+202↑
NaClO+O2=NaCl03
随温度上升, 分解率上升。
2．3．5酸分解
NaClO+HCl=NaCl+HClO
2HClO=2HCl+O2↑
HClO+HCl+H20+C12↑
PH值小于7时, 分解反应迅速进行, 并产生氯气。
2．3．6由重金属(M)催化剂引起的反应
2MO+NaClO=M203+NaCl
M203+NaClO=2MO+02↑+NaCl
2.3.7由PH值降低而引起有效氯的降低
2NaClO=2NaCl+O2↑
3NaClO=NaCl03十2NaCl
2HCIO=O2↑+2HCl
2．4产品标准
产品标准符合HG门2498-93标准, 具体数据见表2
表2
项 目
指 标
I型
Ⅱ型
m型
有效氯(以CI计％)≥
13．0
10．0
5．0
游离碱(以NaOH计％)
0．1～1．0
0．1～1．0
0．1～1．0
铁％ ≤
0．010
0．010
0．010
2．5产品的主要用途
2．5. 1用于纺织、 造纸工业的漂白作用。
2．5．2用于民用物品的消毒杀菌作用。

3 原料与辅助材料的性质及规格
3．1氯气
3．1．1物理性质
分子式: Cl2
相对分子质量: 70．91
相对密度: 1．4685(0℃)
沸点: -33．9℃(标准大气压下)
固态氯的熔点: -100．5℃
临界压力: 0．761MPa(7.61大气压)
汽化热: 20．42KJ／mol
0．101MPa下氯在水中的溶解度见表3
表3
温度(℃)
0
6
10
15
20
溶解度g／100g
1．46
1．08
0．9969
0．8493
0．7291
温度(℃)
25
30
35
40
50
溶解度S／100g
0．7291
0．5722
0．5130
0．4589
0．3827
温度(℃)
60
70
80
90

溶解度g／100g
0．3294
0．2792
0．2226
0．1208

3．1．2化学性质
氯气是比较活泼的物质, 能与许多物质反应生成氯化物。
3．1．2．1氯气与水反应
C12+H20=HCI+HCl0+25.121KJ/mol
→HCI+[O]
3．1．2．2氯气与氢气反应
C12+H2=2HCl+184KJ/mol
3．1．2．3氯气与氨气反应
6C12十12NH3=NCl3+9NH4Cl十N2↑
3. 1．2．4氯气与碘化钾反应
CL2+2KI=2KCI+I2↓
3．1．2．5氯气与铁的反应
高温
3C12+2Fe→2FeCl3
3．1。2．6氯气与碱类的反应
C12+NaOH=NaCl+NaCl0+H20
3．1．2．7氯气与有机物的反应
FeCl2
C12+C6H6→C6H6C16+HCl ↑
光
3C12+ C6H6→C6H6C16+6HCl
3．2工业用氢氧化钠溶液( 注)
3．2．1物理性质
化学式: NaOH
相对分子质量: 39．997
相对密度: 2．13(20℃/4℃)
生成热: 427．01kJ/mol
溶解热: 42．29kJ/mol
熔点: 318．4℃(标准大气压下)
沸点: 1390℃
比热容: 1.58kJ/kg℃(19—100℃平均值)
3．2．2化学性质
3．2．2．1 NaOH能溶解某些单质
2Al+2NaOH+6H20=2Na[AL(OH)4]+3H2 ↑
Zn+2NaOH+2H20=Na2[Zn(OH)4]+H2↑
3．2．2．2同非金属硼和硅反应
2B+2NaOH+6H20=2Na[B(OH)4]+3H2↑
Si+2NaOH+2H20=Na2[Si2(OH)2+2H2 ↑
3．2．2．3同卤素发生歧化反应
C12+2NaOH=NaCl+NaCIO+H20
3．2．2．4能同酸进行中和反应生成盐和水
NaOH十HCl=NaCl十H20
3．2．2．5能和酸性氧化物进行反应生成盐和水
2NaOH+C02=Na2CO3+H20
2NaOH+Si02=Na2[Si02(OH)2]
因此盛放NaOH的瓶子, 要用橡皮塞, 而不用玻璃塞。
3．2．2．6与盐反应生成新盐和新碱
NaOH+NH4Cl=NaCl+NH3 ↑+H20
3. 2．2. 7 NaOH是强碱, 腐蚀性很强, 能严重侵蚀皮肤、 衣服、 玻璃、 陶瓷以及稳定的金属铂。
注: 物理、 化学性质以100％氢氧化钠叙述。
3. 3氯水
3. 3. 1化学性质
氯水是氯气溶解在水中的产物, 化学性质与氯气基本相同, 因氯气和水反应, 其中多了部分HCl和HClO的成分。
3. 3. 2物理性质
氯水因为含氯量不同, 相对密度也有差异。
4 生产基本原理及化学反应式
本工艺是采用氯气在工业用氢氧化钠水溶液中, 反应生成氯化钠, 次氯酸钠和水。
其反应过程如下:
C12+2NaOH=NaCI+NaCIO十H20+106KJ
(Cl2+20H-=Cl-+C10-+H20)
加入的必须是冷的稀碱, 因为在较高的温度下, C10-离子不稳定, 发生歧化反应。
3CIO-=2C1-+C103-
该歧化反应的平衡常数很大, 反应的产物取决于歧化反应的反应速度和温度。
氯气和工业用氢氧化钠溶液反应, 当在室温或低于室温时, 得到的是次氯酸盐, 在75℃左右或高于75℃得到的是氯酸盐。
5 生产过程的叙述
5．1废氯气进入一级废氯气吸收塔下部, 与它上部喷淋的循环冷却碱液( 15~20%) 逆流接触吸收, 塔顶排除的低浓度氯气连续进入二级废氯气吸收塔下部与塔上部喷淋的碱液( 15~20%) 逆流接触吸收, 二级塔出来的尾气被引风机抽出排空。
5．3异常现象产生原因及事故处理方法见表5
表5
序号
异常现象
原 因
消除方法

1

成品颜色异常

1反应太快
2反应温度高
3釜内有铁杂质
关小进氯阀
开大冷却水量
槽内氢氧化钠浓度调整定期清洗管道、 釜。
2
氢氧化钠含量太高
反应尚未结束
继续通入少量氯气
3
釜内料液象小柱一样喷出
控制失误, 反应液PH值<7
报废, 放掉。
4
含氯化钠量高
釜内反应初期氢氧化钠含量高
加入水稀释
5．5次氯酸钠的贮运
次氯酸钠存放须用陶瓷制品或硬聚氯乙烯板或其它耐腐蚀材料制成的贮槽。贮运时应在避光、 阴凉、 周围环境通风良好的条件下进行。

6 生产工艺控制
6.1 原料控制见表6
表6
序号
原料名称
取样时间
控制项目
控制指标
分析方法
分析次数
1
氯气
入口管
纯度
≥65％
吸收法
1次／班
2
工业用氢氧化钠
反应釜内
浓度
≥30％
中和法
1次／班
6.2 操作控制见表7
表7
序号
控制项目
控制指标
控制方法
操作时间
l
碱含量
0．1％～1％
中和法
不定期分析
2
冷却水进口温度
≤36℃
测量
定期测定
表8
序号
名称
单位
规格
计划定额
1
氯气
Kg
≥65％
165
2
工业用氢氧化钠
Kg
30％
520

8 安全生产技术与规定
8．1氯气
氯气为窒息性气体, 有毒, 如有漏氯现象, 须戴防毒面具处理, 如来不及戴防毒面具, 在浓度低时, 用湿毛巾等捂在嘴鼻上能维持几分钟。
8．2次氯酸钠溶液．
8．2．1次氯酸钠氧化性强, 能灼伤眼睛, 接触时须戴防毒面具及胶皮手套, 若溅入眼睛, 须立即用净水冲洗, 然后再送医务室治理。
8．2．2报警时, 首先关闭进氯阀, 等氯气散掉后才能对现场进行处理。
8．2．3次氯酸钠生产时, 装容量不得超过80％, 以防碱液外溅。
8．2．4开启进氯总阀时, 要缓慢开启, 同时注意氯气压力, 控制进氯总阀的开启度, 以防进氯压力过高, 冲击反应釜。
8．2．5应定期检测岗位中空气含氯量, 杜绝氯气外溢及阀门泄漏现象。
8．2．6岗位上须备有消防器材及解氯药品, 以防万一。
8．2．7严禁明火, 动火必须切断气源放空放压并在分析合格后进行。
9 生产设备一览表9
表9
序号
名称
规格
数量
材质
备注
1
一级废氯气吸收塔
Φ73×27×3梅花环, H=5000mm, 填料体积: 30.8 m3
1
硬PVC+FRP

2
二级废氯气吸收塔
Φ73×27×3梅花环, H=5000mm, 填料体积: 7.7 m3
1
硬PVC+FRP

3
一级碱液循环槽
立式, V=141 m3
2
PVC+FRP

4
二级碱液循环槽
立式, V=141 m3
2
PVC+FRP

5
碱液高位槽
立式, V=38.6 m3
1
Q235-A

6
次钠成品泵
离心式Q=50 m3/h, H=30m
2
CS/PTFE

7
一级碱液吸收循环泵
离心式Q=180 m3/h, H=30m
2
CS/PTFE

8
二级碱液吸收循环泵
离心式Q=60 m3/h, H=30m
2
CS/PTFE

9
事故风机
离心式, Q=3000m3/h, H=-0.005MPa
2
Ti

10
一级碱液冷却器
板式F=120 m2
1
Ti

11
二级碱液冷却器
板式F=45 m2
1
Ti

12
碱液配置泵
离心式Q=100 m3/h, H=30m
2
304SS

13
碱液配制槽
立式, V=50 m3
1
Q235-A

10 环境保护与”三废”处理
10．1氯气具有腐蚀性、 有毒气体, 在空气中允许浓度lmg／m3。
10．2氯水尽量供聚氯乙烯厂使用, 余下供本厂使用, 严禁直接排放。
10．3严格执行操作法, 防止跑氯事故发生。