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二氧化氯的制备

来源:  发布时间:2018-08-31   点击量:257

由氯酸钠与硫酸和甲醇作用或由氯酸钠与二氧化硫作用而制得。以氯酸盐为原料,在酸性(硫酸)介质中还原制得二氧化氯。工业上采用的还原剂主要为二氧化硫,此法称之为马蒂逊法,具体工艺过程为:将含约600g/L氯酸钠溶液与工业浓硫酸连续定量地送入主反应器,经空气稀释的5%~8%二氧化硫气体通过气体分布板分别进入主、负反应器进行反应。反应所产生的气体经洗涤塔洗涤,除去夹带的泡沫和酸雾,所产生的二氧化氯气体送入后续工序使用。负反应器溢流出的废液进入气提塔,从塔底通入少量空气,,气提出溶解在溶液中的二氧化氯,汇入主反应器。

二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,在生产和使用时必须尽量用稀有元素气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。因此,二氧化氯的制备方法一直是科学家长期寻求解决的问题。世界常用的二氧化氯制备方法主要集中为三种。

1.氯酸钠与浓盐酸反应法(Kestiog法)

欧洲一些国家主要采用氯酸钠(NaClO3)氧化浓盐酸的制备方法,化学反应方程式为:2NaClO3+4HCl(浓)=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。此法的缺点主要是同时产生了大量的氯气,不仅产率低,而且产品难以分离,同时很有可能造成环境污染。

2.亚氯酸钠与氯气反应法

我国的科学家经过科学探索,发现一种优于欧洲的制备方法,将经干燥空气稀释的氯气通入填充有固体亚氯酸钠(NaClO2)的反应柱内制得。化学反应方程式为:2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2。此法的特点是安全性好,没有产生毒副产品。

3.草酸还原法

科学家又研究出的一种新的制备方法,在酸性溶液中用草酸(H2C2O4)还原氯酸钠,化学反应方程式为:H2C2O4+2NaClO3+H2SO4 == Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O和2KClO3+H2C2O4=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O此法的最大特点是由于反应过程中生成的二氧化碳的稀释作用,大大提高了生产及储存、运输的安全性。

4.亚氯酸钠与盐酸反应法

制取二氧化氯的装置

制取二氧化氯的装置

常用的制备高纯二氧化氯的方法,化学反应方程式为:5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O,此工艺产物中纯度一般高达95%以上,需要现场制备现场使用。运用高耐腐材料制作的二氧化氯发生器能够满足应用。

5.氯酸钾与二氧化硫反应法

优点是可以利用二氧化硫减少空气污染,化学反应方程式为:2KClO3+SO2=2ClO2+K2SO4

6.氯酸钠与亚硫酸钠反应法

实验室常用氯酸钠(NaClO3)和亚硫酸钠(Na2SO3)用硫酸酸化,加热制备二氧化氯,化学反应方程式为:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4==△==2ClO2↑+2Na2SO4+H2O




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