ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

     2.2.8 Производство химикатов для отбелки

На российских сульфат-целлюлозных заводах наиболее широко используемыми химикатами для отбелки целлюлозы являются хлор, диоксид хлора, кислород, пероксид водорода, гипохлорит натрия.

Диоксид хлора, гипохлорит натрия, кислород производятся на промышленной площадке предприятия.

Пероксид водорода, хлор и гидроксид натрия в основном доставляются на завод от производителей.

На одном предприятии хлор и диоксид хлора производятся на промплощадке.

2.2.8.1 Получение диоксида хлора

В связи с термодинамической неустойчивостью диоксид хлора обычно производится на месте потребления.

На целлюлозных заводах диоксид хлора получают восстановлением хлорат-иона (CIO) в кислой среде. Источником получения хлорат-иона, используемым в промышленном масштабе, является хлорат натрия.

Большое значение имеет выбор восстановительных реагентов с точки зрения экономичности процесса и получаемых при этом побочных продуктов. В качестве восстановителя для получения диоксида хлора на отечественных предприятиях используют диоксид серы, пероксид водорода или хлорид-ионы. На зарубежных предприятиях применяют также метанол.

В общем виде процесс получения диоксида хлора можно представить в виде формулы:

хлорат + восстанавливающий агент + кислотадиоксид хлора + побочные продукты

Развитие технологий в течение многих лет было направлено на то, чтобы максимально увеличить выход диоксида хлора из хлората, минимизировать образование побочных продуктов при гарантированно устойчивом и легком управлении процессом. Добиваются этого работая при стехиометрическом избытке кислоты и восстанавливающих агентов (см. таблицу 2.5).

В технологиях, которые идут при кипящих вакуумных условиях, потребление кислоты меньше, поскольку единственным выделением из реакционного раствора является газ ClO, который в дальнейшем поглощается водой в абсорбционной башне, и побочный продукт - кислый реакторный остаток (соль натрия и серной кислоты), который формируется в реакционном растворе, после чего выводится из процесса.

В процессах, которые ведут под атмосферным давлением, соли побочных продуктов смешиваются с избыточной кислотой и выводятся из процесса вместе с "отработанной кислотой".

В таблице 2.5 приведены наиболее значимые современные мировые технологии производства диоксида хлора.

На российских предприятиях двуокись хлора в основном производят на установках по методу Метисона. Кроме того, в настоящее время на одном предприятии диоксид хлора производится по технологии НР-А, на другом - по методу SVP-Classic и еще на одном - по интегрированной технологии Chemetics R6.

Таблица 2.5 - Наиболее распространенные технологии получения диоксида хлора

В таблице 2.6 приведены показатели потребления сырья и образования побочных продуктов при разных способах производства диоксида хлора (в т/т CIO).

Основным методом, по которому производится минимальное содержание свободного хлора в растворе диоксида хлора в виде побочного продукта, является процесс Метисона, а более высокое - по методам серии R, например, R8, R10, R11, НР-А или процессам SVP.

Образование побочных продуктов важно и для экономики процесса и по качеству произведенного ClO.

В таблице 2.6 приведены для сравнения показатели потребления сырья и образования побочных продуктов при разных способах производства диоксида хлора (в т/т CIO). Эта таблица также показывает, что главным методом, который производит минимальное содержание свободного хлора в растворе диоксида хлора в виде побочного продукта, является процесс Метисона, а более высокое - методы серии R, например: R8, R10, R11, НР-А или процессы SVP.

Таблица 2.6 - Потребление сырья и выход побочных продуктов при получении двуокиси хлора по наиболее распространенным технологиям

Принципиальная схема технологии Метисона и технологии НР-А представлена на рисунке 2.4 и в таблице 2.7, характеристика основного и природоохранного оборудования технологии по технологиям - в таблице 2.8.