ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение хлорноватистой кислоты в насыщенном хлоридом натрия щелочном растворе из "Безотходное производство хлоргидринов" Анализируя известные сведения о системе H20-H0 l-Na l, образующейся после пропускания хлора в водный раствор NaOH или Na2 03, мы пришли к выводу, что известное влияние хлорид-иона (Na l) на распад кислоты НСЮ ограничено. Действительно, уже при 25 С и pH = 5 (рис. 1.2.) кривые I и И сливаются, т. е. содержание НСЮ при концентрациях Na I 0.3 моль/л практически одинаково. [c.47] Следовательно, не исключается, что концентрацию хлорида можно довести до насыщения, не увеличивая в заметной степени скорость разложения кислоты, если использовать разбавленные растворы НСЮ, уменьшая последним влияние других факторов на неустойчивость кислоты. Использование же насыщенного по Na l раствора, как это будет показано Б дальнейшем, открывает возможности создания при получении кислоты замкнутого цикла по водно-солевому раствору с выводом твердой соли Na l и экстрагированной концентрированной НСЮ [192]. [c.47] Для поиска условий максимального выхода НСЮ использовали метод планирования эксперимента. [c.48] Предварительно установлено, что параметрами, наиболее ощутимо влияющими на процесс, являются температура и концентрация щелочного агента, которые и были взяты в качестве независимых переменных в следующих пределах изменения температура 0-ь20°С, концентрация 3 10% мае. Прочие факторы поддерживались на строго фиксируемых уровнях. [c.49] Поиск оптимальных условий был проведен отдельно для каждого щелочного агента. Оптимизацию проводили с помощью случайного симплекса с учетом веса функции в его вершине [195] и с последующей неполной достройкой до плана второго порядка. Критерий оптимизации — выход НСЮ от теоретически возможного в расчете на поданный хлор. Процесс характеризовали содержанием хлора, хлоратов, НСЮ в растворе после реакции, величиной pH и расходом хлора на хлорат-ион. [c.49] Концентрация щелочного агента, % мае. Темпе- ратура, °С Содержание в растворе, г/л pH Выход от теории, % мае. Расход хлора на хлорат-ион, % мае. [c.50] Функция отклика имеет экстремум (Уэ стр = 90.46%) при параметрах Xj = 4.08 Х2 = -2.7 и довольно широкое плато 90%-ного выхода кислоты, что говорит о технологичности процесса (рис. 2.1). Таким образом, в условиях периодического режима в интервале концентраций NaOH 2- 5% мае. и температур -15- -20°С при pH = 5-5-6 обеспечивается выход НСЮ 85 -90% мае. [c.51] На основании полученных результатов для дальнейших экспериментов выбран щелочной агент NaOH, так как он позволяет получить НСЮ с большим выходом. [c.52] Аналогичные зависимости получены и при непрерывном ведении процесса. В качестве щелочного агента использовали NaOH. За счет снижения времени пребывания НСЮ и других активных компонентов в зоне реакции и ликвидации проскока хлора в противоточной системе подачи компонентов характеристики процесса значительно улучшились. Выход нею удалось повысить до 98%. [c.52] В табл. 2.5 и 2.6 показаны зависимости выхода НСЮ и побочных продуктов от температуры в пределах от -10 до +26°С и от получаемой концентрации НСЮ в пределах от 0.12 до 0.94 моль/л. [c.52] Оптимальная область температур, в которой найдена возможность получения НСЮ с хорошим выходом при содержании Na l в растворе в пределах насыщения, — от 0°С и до -15°С. Понижение температуры ниже -15°С может приводить к замерзанию раствора из-за образования кристаллогидратов нею и хлора. [c.52] Как видно, наибольшие выходы НСЮ получены при pH раствора в пределах 5 6. Заметно (табл. 2.5, 2.6, 2.7) также влияние на характеристики процесса и других факторов. Например, при повышении температуры при том же. значении pH появляется хлор в растворе. Содержание хлоратов повышается с увеличением шелочности среды и ростом температуры. Колебания содержания хлоратов говорят в пользу каталитического влияния различных микропримесей на процесс разложения НСЮ и ЫаСЮ. [c.54] Полученные данные приведены в табл. 2.8. При сравнении данных, полученных при различной исходной концентрации, видно, что интенсивность разложения НСЮ тем больше, чем выше ее концентрация. Так, при начальной концентрации НСЮ 1.9 моль/л изменение концентрации от времени равно 0.275 моль/л ч, тогда как при начальной концентрации НСЮ 1.1 моль/л изменение ее концентрации от,времени равно 0.1 моль/л-ч. [c.55] Из полученных данных следует, что НСЮ в насьпценном Na lO растворе наиболее стабильна при сравнительна низком ее содержании. [c.55] Из побочных продуктов в реакционной смеси найдены хлораты, однако за время хранения раствора не обнаружено роста их концентрации, которая колебалась в пределах 0,0036-0.0072 моль/л. [c.55] Для выяснения влияния перемешивания на стабильность водного раствора НСЮ проведен эксперимент, результаты которого приведены в табл. 2.9. [c.57] Полученные данные свидетельствуют о том, что перемешивание при указанных температуре и концентрации практически не повлияло на скорость разложения НСЮ в водно-солевом растворе. [c.57] На основании экспериментальных данных выбраны следующие условия для получения насыщенного Na l водного раствора НСЮ pH раствора = 5.5-6.0 температура = -10 + 5°С концентрация исходного раствора NaOH = 2 + 3% мае. (для получения раствора НСЮ - 0.5 + 0.6 моль/л). Такие сравнительно низкие концентрации НСЮ в насыщенном Na l водном растворе выбраны для предотвращения значительного снижения выхода за счет ее разложения и с учетом возможности значительно повысить концентрацию кислоты при извлечении органическими растворителями, когда устойчивость ее существенно повышается. [c.57] Вернуться к основной статье