Procedimiento para la producción de dióxido de cloro.

Procedimiento para la producción de dióxido de cloro, que comprende generar dióxido de cloro en un medio de reacción acuoso en un reactor mantenido a presión súper-atmosférica

, extraer dióxido de cloro gaseoso de dicho medio de reacción, llevar el dióxido de cloro gaseoso extraído a un medio de absorción acuoso y extraer el dióxido de cloro gaseoso de dicho medio de absorción, y donde se insufla un gas inerte a través del reactor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/059052.

Solicitante: AKZO NOBEL N.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: VELPERWEG 76 6824 BM ARNHEM PAISES BAJOS.

Inventor/es: BURKE, MICHAEL, SOKOL, JOHN, C.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA INORGANICA > ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos... > Oxidos u oxácidos de halógenos; Sus sales > C01B11/02 (Oxidos de cloro)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producciïn de diïxido de cloro La presente invenciïn se refiere a un procedimiento para la producciïn de diïxido de cloro que permite la recuperaciïn de diïxido de cloro gaseoso.

Existen numerosos procedimientos diferentes para la producciïn de diïxido de cloro. La mayor parte de los procedimientos a gran escala en uso comercial se realizan en fïbricas de pasta de papel e implican la reacciïn en continuo de un clorato de metal alcalino en un medio de reacciïn ïcido con un agente reductor tal como perïxido de hidrïgeno, metanol, iones cloruro o diïxido de azufre, para formar diïxido de cloro que se extrae como un gas del medio de reacciïn y luego se absorbe en agua. Una visiïn de conjunto de tales procedimientos puede encontrarse en “Pulp Bleaching – Principles and Practice”, TAPPI PRESS 1996, Section II: Raw Materials, Chapter 2. Bleaching Chemicals: Chlorine Dioxide, p. 61-69.

En una serie de procedimientos, el medio de reacciïn se mantiene en un ïnico reactor en condiciones de ebulliciïn a presiïn sub-atmosfïrica, donde la sal de metal alcalino del ïcido se precipita y se extrae como una torta de sal. Ejemplos de tales procedimientos se describen en las patentes de EE.UU. 5091166, 5091167, 5366714 y 5770171, y en el documento WO 2006/062455.

En otra serie de procedimientos el medio de reacciïn se mantiene en condiciones que no producen cristalizaciïn, en general presiïn sustancialmente atmosfïrica. En la mayor parte de los casos, el medio de reacciïn agotado de un primer reactor se lleva a un segundo reactor para reacciones adicionales que producen diïxido de cloro. El medio de reacciïn agotado extraïdo del reactor final, usualmente denominado ïcido residual, contiene ïcido, una sal de metal alcalino y, normalmente, un clorato de metal alcalino sin reaccionar. Ejemplos de procedimientos de generaciïn de diïxido de cloro en condiciones que no producen cristalizaciïn se describen en los documentos EP 612686, WO 2006/033608, JP 03-115102 y JP 88-008203.

Tambiïn se ha descrito la generaciïn de diïxido de cloro a presiïn sïper-atmosfïrica para mantener el diïxido de cloro en disoluciïn acuosa, como se describe en las patentes de EE.UU. 4534952 y 5061471, y en el documento EP 275246.

El diïxido de cloro se usa normalmente como una disoluciïn acuosa obtenida en el procedimiento de producciïn, particularmente en el blanqueo de la pasta de papel. Tambiïn se ha descrito el uso de diïxido de cloro en fase gas, por ejemplo para separar la lignina de astillas de madera como se describe en las patentes de EE.UU. 6569285 y 6752904, o para el tratamiento de gases de combustiïn como se describe en, por ejemplo, la patente de EE.UU. 3023076.

Sin embargo, no hay ningïn procedimiento conocido que sea atractivo para producir diïxido de cloro que se use en fase gaseosa. Debido a problemas de estabilidad, es difïcil almacenar diïxido de cloro gaseoso y los procedimientos en los cuales se extrae diïxido de cloro del medio de reacciïn como un gas son difïciles de controlar con la suficiente rapidez para ajustarse a las variaciones de la demanda.

Es un objeto de la invenciïn proporcionar un procedimiento para la producciïn de diïxido de cloro que sea adecuado para aplicaciones en las que se usa diïxido de cloro gaseoso.

Un aspecto de la invenciïn se refiere a un procedimiento preferiblemente continuo para la producciïn de diïxido de cloro, que comprende generar diïxido de cloro en un medio de reacciïn acuoso en un reactor mantenido a presiïn sïper-atmosfïrica, extraer diïxido de cloro gaseoso de dicho medio de reacciïn, llevar el diïxido de cloro gaseoso extraïdo a un medio de absorciïn acuoso y extraer el diïxido de cloro gaseoso de dicho medio de absorciïn, y donde se insufla un gas inerte a travïs del reactor.

El diïxido de cloro se genera preferiblemente reduciendo iones clorato, por ejemplo electroquïmicamente o por medio de un agente reductor quïmico. Cualquier agente reductor conocido puede usarse solo o en mezclas, tales como al menos uno de iones cloruro, diïxido de azufre, metanol y perïxido de hidrïgeno, de los cuales el perïxido de hidrïgeno, solo o en mezcla con uno o mïs de otros agentes reductores, es particularmente preferido.

El medio de reacciïn acuoso en el reactor es preferiblemente ïcido, que por ejemplo tiene una acidez de aproximadamente 0, 5 a aproximadamente 14N o de aproximadamente 4 a aproximadamente 12N. La acidez puede proporcionarse alimentando un ïcido adecuado, preferiblemente un ïcido mineral. Ejemplos de ïcidos incluyen ïcido sulfïrico, ïcido clorhïdrico, ïcido fosfïrico y ïcido clïrico, de los cuales el ïcido sulfïrico es particularmente preferido.

La concentraciïn de clorato en el medio de reacciïn en el reactor estï preferiblemente por debajo de la saturaciïn y puede, por ejemplo, ser de aproximadamente 0, 05 moles/L a saturaciïn, o de aproximadamente 1 a aproximadamente 3, 5 moles/L. El clorato puede suministrarse como un clorato de metal alcalino, tal como clorato de sodio, como ïcido clïrico, o como cualquier mezcla de los mismos. La acidez y concentraciïn de clorato ïptimas dependen del agente reductor usado y de otras circunstancias de cada montaje individual.

El medio de reacciïn acuoso en el reactor se mantiene preferiblemente a una temperatura por debajo del punto de ebulliciïn de la presiïn que prevalece. En la mayor parte de los casos, una temperatura preferida es de aproximadamente 35 a aproximadamente 100ïC, o de aproximadamente 65 a aproximadamente 85ïC. La presiïn absoluta es preferiblemente de aproximadamente 105 a aproximadamente 230 kPa, o de aproximadamente 120 a aproximadamente 210 kPa, o de aproximadamente 125 a aproximadamente 195 kPa.

El gas inerte se insufla a travïs del reactor para aumentar la agitaciïn y diluir el diïxido de cloro hasta una concentraciïn segura. El gas inerte tambiïn contribuye a extraer el diïxido del medio de reacciïn. Puede usarse cualquier gas inerte disponible, tal como nitrïgeno u oxïgeno, pero por razones de coste usualmente se prefiere el uso de aire.

El medio de reacciïn acuoso en el reactor se mantiene preferiblemente en condiciones que no producen cristalizaciïn. El medio de reacciïn agotado puede extraerse y usarse para, por ejemplo, controlar el pH o acciones semejantes, o eliminarse.

En una realizaciïn en la que se alimentan un clorato de metal alcalino y un ïcido al medio de reacciïn, el medio de reacciïn agotado puede extraerse del reactor y llevarse a un cristalizador en el cual la sal de metal alcalino del ïcido se precipita y se extrae como una torta de sal, mientras que la fase lïquida puede recircularse al reactor. La cristalizaciïn se realiza preferiblemente a presiïn sub-atmosfïrica y lo mïs preferiblemente en condiciones de ebulliciïn. La presiïn puede, por ejemplo, ser de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 kPa o de aproximadamente 20 a aproximadamente 80 kPa. En el caso de que se usen clorato de sodio y ïcido sulfïrico para la generaciïn de diïxido de cloro, el lïquido en el cristalizador puede, por ejemplo, contener de aproximadamente 400 a aproximadamente 550 g/L de ïcido sulfïrico, de aproximadamente 200 a aproximadamente 300 g/L de clorato de sodio y de aproximadamente 15 a aproximadamente 35% en peso de sïlidos, principalmente en forma de sesquisulfato de sodio. La torta de sal puede usarse para varias aplicaciones o simplemente eliminarse. Si la torta de sal es ïcida, tal como hidrïgeno-sulfato de sodio o sesquisulfato de sodio, puede neutralizarse parcial o totalmente por tratamiento con agua u otro disolvente, como se describe en, por ejemplo, las patentes de EE.UU. 5674466 y 6585950. Tambiïn es posible disolver la torta de sal... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producciïn de diïxido de cloro, que comprende generar diïxido de cloro en un medio de reacciïn acuoso en un reactor mantenido a presiïn sïper-atmosfïrica, extraer diïxido de cloro gaseoso de dicho medio de reacciïn, llevar el diïxido de cloro gaseoso extraïdo a un medio de absorciïn acuoso y extraer el diïxido de cloro gaseoso de dicho medio de absorciïn, y donde se insufla un gas inerte a travïs del reactor.

2. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 1, donde el diïxido de cloro se genera reduciendo iones clorato por medio de un agente reductor quïmico.

3. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 2, donde el agente reductor quïmico es al menos uno de iones cloruro, diïxido de azufre, metanol y perïxido de hidrïgeno.

4. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 3, donde el agente reductor quïmico es perïxido de hidrïgeno, sïlo o en mezcla con uno o mïs de otros agentes reductores.

5. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde el medio de reacciïn acuoso en el reactor se mantiene a una presiïn absoluta de 105 a 230 kPa.

6. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, donde el medio de reacciïn acuoso en el reactor se mantiene a una temperatura por debajo del punto de ebulliciïn a la presiïn existente.

7. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 6, donde el medio de reacciïn acuoso en el reactor se mantiene a una temperatura de 35 a 100ïC.

8. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 7, donde el medio de reacciïn acuoso en el reactor se mantiene a una temperatura de 65 a 85ïC.

9. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, donde el medio de reacciïn en el reactor se mantiene en condiciones que no producen cristalizaciïn.

10. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, donde el medio de absorciïn acuoso se mantiene en un recipiente.

11. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 10, donde el nivel de lïquido del medio de absorciïn acuoso en el recipiente sustancialmente corresponde a la presiïn del reactor.

12. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, donde el medio de absorciïn acuoso estï sustancialmente saturado con respecto al diïxido de cloro.

13. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, donde la temperatura del medio de absorciïn acuoso es de 0 a 35ïC.

14. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, donde el gas inerte se insufla a travïs del medio de absorciïn acuoso.