高純度次氯酸鈉五水合物和次氯酸鈉水溶液的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高純度次氯酸鈉五水合物(NaCl0.5H20)的制造方法和次氯酸鈉水溶液的制造方法，特別是涉及以高收率、工業(yè)上效率良好地制造作為雜質(zhì)所含的氯化鈉和其它雜質(zhì)的濃度低的高純度次氯酸鈉水溶液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在次氯酸鈉水溶液中，被稱為一般品的次氯酸鈉水溶液，有效氯濃度為10質(zhì)量％以上時(shí)，氯化鈉濃度超過(guò)4質(zhì)量％。與此相對(duì)，低鹽次氯酸鈉水溶液，一般而言氯化鈉濃度為4質(zhì)量％以下，具有削減運(yùn)輸成本、抑制由鹽析出導(dǎo)致的堵塞、低分解性這樣的優(yōu)點(diǎn)。并且近年來(lái)，需求運(yùn)輸、保存時(shí)具有優(yōu)異的低分解性，且在使用于自來(lái)水管道的殺菌、消毒等時(shí)雜質(zhì)濃度低的高品質(zhì)的高純度次氯酸鈉水溶液。特別是在自來(lái)水管道的殺菌、消毒等用途上，大多需求在有效氯濃度為12質(zhì)量％以上的水溶液中，氯化鈉濃度低于2質(zhì)量％的高純度次氯酸鈉水溶液。
[0003]并且，作為制造這樣雜質(zhì)濃度極低、具有規(guī)定的有效氯濃度的高純度次氯酸鈉水溶液的方法，已知以次氯酸鈉五水合物的形態(tài)作為結(jié)晶析出，將所得到的次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶溶解于水的方法。
[0004]作為高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，已知一些方法，在工業(yè)上，一般是向氫氧化鈉的高濃度水溶液導(dǎo)入氯氣，進(jìn)行由下述式表示的氯化反應(yīng)的方法。
[0005]2NaOH+Cl2— NaC10+NaCl+H 20
[0006]副生成的氯化鈉，如果NaClO-NaCl-H2O的三組分體系超過(guò)一定區(qū)域則開(kāi)始從反應(yīng)液析出。反應(yīng)結(jié)束后，如果將析出的NaCl進(jìn)行固液分離并除去，則能夠得到高濃度的次氯酸鈉水溶液。接著，如果將所得到的次氯酸鈉水溶液冷卻，則次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶析出，因此能夠?qū)⒃撐龀鼋Y(jié)晶進(jìn)行固液分離并取出。
[0007]另外，在專利文獻(xiàn)I中，作為得到次氯酸鈉五水合物的方法，記載了「一種次氯酸鈉五水合物的制造方法，其特征在于，在氯化工序中向38?60重量％的氫氧化鈉水溶液導(dǎo)入氯而在25?30 °C的反應(yīng)溫度下進(jìn)行氯化，將析出的副產(chǎn)氯化鈉的結(jié)晶分離除去并回收次氯酸鈉濃度為30?38重量％的高濃度次氯酸鈉水溶液，在析晶工序中，在冷卻器與結(jié)晶器成為一體的析晶槽中，將上述高濃度次氯酸鈉水溶液在次氯酸鈉五水合物的晶種的存在下冷卻至10?22°C的冷卻溫度為止而使次氯酸鈉五水合物析出，接著進(jìn)行固液分離而得到次氯酸鈉五水合物」。
[0008]但是，在專利文獻(xiàn)I所述的方法、和一直以來(lái)所實(shí)行的將氯化鈉從進(jìn)行了氯化工序的反應(yīng)液中除去了的濾液進(jìn)行冷卻而使次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶析出的方法中，存在根據(jù)析晶前的次氯酸鈉濃度和冷卻溫度，確定所得到的結(jié)晶的收率和產(chǎn)量這樣的課題。另外，如果將對(duì)次氯酸鈉五水合物進(jìn)行固液分離并回收的濾液在氯化工序中循環(huán)，則雜質(zhì)濃縮，因此通過(guò)使濾液循環(huán)來(lái)增加結(jié)晶的產(chǎn)量是不現(xiàn)實(shí)的。另一方面，如果為了增加次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶產(chǎn)量而增加原料量，則存在通過(guò)析晶而同時(shí)生成的濾液的產(chǎn)量也增加這樣的課題。
[0009]作為增加次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶的產(chǎn)量的另一方法，一般而言，可以采取進(jìn)一步提高冷卻前的次氯酸鈉濃度、或進(jìn)一步降低冷卻溫度這樣的方法。在此，為了提高冷卻前的次氯酸鈉水溶液濃度，需要提高氯化工序中的氫氧化鈉的濃度。但是，在制造高濃度的次氯酸鈉的情況下，一般使用30?48%的氫氧化鈉水溶液，因此為了形成其以上的氫氧化鈉濃度需要使用固體的氫氧化鈉等，其結(jié)果，運(yùn)轉(zhuǎn)變得復(fù)雜。另外，如果降低冷卻溫度，則漿液濃度增大而容易發(fā)生結(jié)垢(scale)等的問(wèn)題，因此操作變得困難，并且需要大的冷凍器，不經(jīng)濟(jì)。
[0010]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2000-290003號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種能夠以高收率且效率良好地工業(yè)化制造高純度次氯酸鈉水溶液的方法。
[0013]本發(fā)明人認(rèn)真研討的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過(guò)向氫氧化鈉水溶液導(dǎo)入氯氣而進(jìn)行氯化反應(yīng)，將析出的副產(chǎn)氯化鈉從反應(yīng)液中分離后，組合2個(gè)從所得到的濾液中使高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶析出并進(jìn)行回收的工序，并使用回收的高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶，能夠解決上述課題，以至于完成了本發(fā)明。本發(fā)明涉及例如以下的事項(xiàng)。
[0014][I] 一種高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，其特征在于，包括:氯化工序，該工序向氫氧化鈉水溶液導(dǎo)入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)；分離工序(I)，該工序?qū)⒃谒雎然ば蛑形龀龅母碑a(chǎn)氯化鈉從反應(yīng)液中分離得到濾液I ;析晶工序(I)，該工序?qū)⑺鰹V液I冷卻而使高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶I析出；分離工序(2)，該工序從經(jīng)過(guò)所述析晶工序(I)的反應(yīng)液中將所述結(jié)晶I分離回收，并且得到濾液2;析晶工序(2)，該工序?qū)⑺鰹V液2在次氯酸鈉五水合物的晶種的存在下進(jìn)行冷卻而使高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶2析出；和分離工序(3)，該工序從經(jīng)過(guò)所述析晶工序(2)的反應(yīng)液中將所述結(jié)晶2分離回收，并且得到濾液3。
[0015][2]根據(jù)事項(xiàng)[I]所述的高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，將所述氯氣用惰性氣體稀釋并導(dǎo)入。
[0016][3]根據(jù)事項(xiàng)[I]或[2]所述的高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，所述氯化反應(yīng)在18?50°C的范圍進(jìn)行。
[0017][4]根據(jù)事項(xiàng)[I]?[3]的任一項(xiàng)所述的高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，所述析晶工序(I)中的冷卻溫度為5?25°C的范圍。
[0018][5]根據(jù)事項(xiàng)[I]?[4]的任一項(xiàng)所述的高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，所述析晶工序(2)中的冷卻溫度為O?15°C的范圍。
[0019][6]根據(jù)事項(xiàng)[I]?[5]的任一項(xiàng)所述的高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，還包括將所述濾液3用水稀釋而得到次氯酸鈉水溶液的工序。
[0020][7] 一種高純度次氯酸鈉水溶液的制造方法，其特征在于，包括將采用事項(xiàng)[I]?
[6]的任一項(xiàng)所述的制造方法得到的高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶I和結(jié)晶2溶解于水的工序。
[0021][8]根據(jù)事項(xiàng)[7]所述的高純度次氯酸鈉水溶液的制造方法，所述高純度次氯酸鈉水溶液的有效氯濃度為5?20質(zhì)量％。
[0022][9]根據(jù)事項(xiàng)[7]或[8]所述的高純度次氯酸鈉水溶液的制造方法，所述高純度次氯酸鈉水溶液的氯化鈉濃度低于2質(zhì)量％。
[0023][10] 一種次氯酸鈉水溶液的制造方法，所述次氯酸鈉水溶液的有效氯濃度為5?20質(zhì)量％，且氯化鈉濃度為2?20質(zhì)量％，所述制造方法的特征在于，包括:氯化工序，該工序向氫氧化鈉水溶液導(dǎo)入氯氣而進(jìn)行氯化反應(yīng)；分離工序(I)，該工序?qū)⒃谒雎然ば蛑形龀龅母碑a(chǎn)氯化鈉從反應(yīng)液中分離而得到濾液I ;析晶工序(I)，該工序?qū)⑺鰹V液I冷卻而使高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶I析出；分離工序(2)，該工序從經(jīng)過(guò)所述析晶工序(I)的反應(yīng)液中將所述結(jié)晶I分離回收，并且得到濾液2 ;析晶工序(2)，該工序?qū)⑺鰹V液2在次氯酸鈉五水合物的晶種的存在下進(jìn)行冷卻而使高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶2析出；分離工序(3)，該工序從經(jīng)過(guò)所述析晶工序(2)的反應(yīng)液中將所述結(jié)晶2分離回收，并且得到濾液3 ;和將所述濾液3用水稀釋的工序。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠效率良好地以高收率得到雜質(zhì)濃度低的高品質(zhì)的次氯酸鈉水溶液，因此能夠提供一種工業(yè)上有利的次氯酸鈉水溶液的制造方法。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示氯化鈉相對(duì)于次氯酸鈉濃度的飽和溶解度曲線的圖。
[0026]圖2是表示NaClO-NaCl-H2O的三組分體系的共晶線的圖。
[0027]圖3是表不本發(fā)明的制造工藝的一例的制造工序圖。
[0028]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0029]Al:低鹽次氯酸鈉水溶液
[0030]A2:低鹽次氯酸鈉水溶液
[0031]A3:次氯酸鈉水溶液(一般品)
[0032]B1:高純度次氯酸鈉水溶液
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，對(duì)本發(fā)明涉及的高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法、高純度次氯酸鈉水溶液的制造方法、以及次氯酸鈉水溶液(一般品)的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0034][高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法]
[0035]如圖3所示，本發(fā)明的高純度次氯酸鈉五水合物的制造方法，其特征在于，包括:氯化工序，該工序向氫氧化鈉水溶液導(dǎo)入氯氣而進(jìn)行氯化反應(yīng)；分離工序(I)，該工序?qū)⒃谒雎然ば蛑形龀龅母碑a(chǎn)氯化鈉從反應(yīng)液中分離而得到濾液I ;析晶工序(I)，該工序?qū)⑺鰹V液I冷卻而使高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶I析出；分離工序(2)，該工序從經(jīng)過(guò)所述析晶工序(I)的反應(yīng)液中將所述結(jié)晶I分離、回收，并且得到濾液2 ;析晶工序(2)，該工序在次氯酸鈉五水合物的晶種的存在下將所述濾液2進(jìn)行冷卻而使高純度次氯酸鈉五水合物的結(jié)晶2析出；和分離工序(3)，該工序從經(jīng)過(guò)所述析晶工序(2)的反應(yīng)液中將所述結(jié)晶2分離、回收，并且得到濾液3。
[0036]<氯化工序>
[0037]在氯化工序中，通過(guò)向氫氧化鈉水溶液導(dǎo)入氯氣，進(jìn)行下述式的反應(yīng)，得到次氯酸鈉的水溶液。
[0038]2NaOH+Cl2—