亚氯酸钠生产基本知识

1 亚氯酸钠生产基本知识 一、概述： 亚氯酸钠在氯在含氧酸中占距中间位置，由此决定了它的的各种物性。亚 氯酸钠的活泼性和化学稳定性都介于 NaClO 和 NaClO 3 之间，在氯酸盐系列产品 中，具有独特的重要的位置。早在 19 世纪 40 年代就有美国、日本等国的一些 公司相继投入工业化生产，产量和规模不断扩大，基本都在年产亚氯酸钠 4000 吨以上。 如美国的 Vulcam 公司， 年生产能力达 10000 吨， 还有加拿大的 Sterlins 公司、法国的 Atochem 公司的生产能力也都是 5000 吨，目前世界上亚氯酸钠年 总产量在 25000~30000 吨，主要分布于亚欧、中北美。亚氯酸钠产品分固体和 液体两种。不管固体还是液体，其中都含有少量的碱，对固液两个品种，国家 经贸委在 2002 年 1 月批准并颁布了《工业亚氯酸钠化工行业标准 HG3250-2001》 ，标准规定了工业亚氯酸钠的要求、试验方法、检验规则以及标 志、标签、包装、运输、贮存。对两种产品的主含量要求规定，固体产品亚氯 酸钠含量不小于 78.0%，液体产品亚氯酸钠含量不大于 50%。 我国亚氯酸钠生产起步较晚，参与研制单位不多。近年来人们逐渐认识到 了氯用于漂白、消毒杀菌，会有残留物，氯能与一些有机物以及氨等生成有害 于人类健康的物质，甚至会致癌。世界上许多国家和地区已经开始颁布法律法 规，禁止氯漂，提倡使用新型漂白剂，二氧化氯已成为氯的首选替代产品，其 应用领域也在逐渐地扩大，不仅用于纸桨、织物漂白，饮用水的消毒杀菌，工 业及生活污水的环保处理等，还可用于水果蔬菜保鲜、水产养殖等，这些都促 进了我国亚氯酸钠的发展。虽然有些地方不是直接应用亚氯酸钠，而是用二氧 化氯，但是多数地方二氧化氯是用亚氯酸钠来制取的，所以说亚氯酸钠在我国 发展前景广阔。 亚氯酸钠，是一种高效的漂白剂和氧化剂，其用途主要用于纸桨和各种纤 维的漂白，如棉、麻、蚕丝、芦苇、粘胶纤维等合成纤维，最大优点是不伤害 织物。亚氯酸钠也可用于某些食品的漂白，象砂糖、面粉、淀粉、油膏、蜡和 油脂等等，同时也用于皮革业的脱毛，某些金属的表面处理，目前人们逐渐认 识到了亚氯酸钠用于饮用水消毒杀菌的优越性，不但效果好，而且不残留气味， 2 不与其它物质生成含氯有害物质，对处理生活污水也非常有效。另外，在钢铁 工业及合成氨工业中，用亚氯酸钠净化焦炉尾气中微量的一氧化氮。 近年来，随着二氧化氯的杀菌消毒应用方面的异军突起，对二氧化氯需求 不断增加，但二氧化氯不易运输和储存，而亚氯酸钠则比较稳定是二氧化氯最 好的载体。用亚氯酸钠做原料生产二氧化氯发生设备就方便可行，目前市面上 销售的二氧化氯发生器，多数是以亚氯酸为原料设计的，如德国普罗名特公司 制造的二氧化氯发生器系列产品，就是以亚氯酸钠为原料。 4HCl+5NaClO 2=4ClO2+5NaCl+H2O 二、亚氯酸钠的基本物性： 亚氯酸钠分子式为：NaClO 2，相对分子质量：90.44，外观要求：固体产品 为白色或微带黄绿色结晶粉末或颗粒，液体产品为浅黄色溶液。亚氯酸钠有轻 微的吸湿性，易溶于水，其溶解热随结构的不同而不同： 1 摩尔无水亚氯酸钠 NaClO 2 溶于 1 摩尔的水中，为 0.8374kJ/mol 1 摩尔三水合亚氯酸钠 NaClO 2·3H2O 摩尔水中，则为 28.47kJ/mol 亚氯酸钠溶解度及比重见表 1、表 2 表 1 亚氯酸钠在水中的溶解度 温度℃ 5 17 20 25 30 40 45 50 60 溶解度% 34 39 40.5 43.6 46 50.7 53 53.7 55 Mol 水/mol 溶 液 9.7 7.8 —— —— 5.8 —— 4.1 —— 4.1 表 2 亚氯酸钠在水溶液中的比重 NaClO 2 克/ 升 50 100 150 200 250 300 330 25℃ 1.0336 1.0677 1.1024 1.1351 1.683 1.1999 1.2172 50℃ 1.0277 1.0564 1.0907 1.234 1.1551 1.1847 1.2021 75℃ 1.0045 1.0426 1.0769 1.1095 1.1410 1.1704 1.1878 3 在通常的情况下，亚氯酸钠有无水物和三水物两种形式，二者之间的相互 转变温度为 38℃，亚氯酸钠的生成热为-304.18kJ/mol。 表 3 NaClO 2-H2O 二元体系 温度 饱和液组分 水合度 固相 NaClO 2 （摩尔） H 2O （摩尔） 比重 5 (9.6) NaClO 2·3H2O 15 0.1002 0.820 1.327 8.18 NaClO 2·3H2O 17 (7.8) NaClO 2·3H2O 25 0.0864 0.562 1.375 6.51 NaClO 2·3H2O 30 (5.8) NaClO 2·3H2O 35 0.1456 0.720 1.460 4.94 NaClO 2·3H2O 40 (4.5) NaClO 2 45 0.1596 0.684 1.501 4.25 NaClO 2 60 (4.1) NaClO 2 亚氯酸钠在常温下比较稳定，稳定性介于次氯酸钠与氯酸钠之间。无水亚 氯酸钠，加热到 350℃开始分解，三水合亚氯酸钠加热到 135℃，便开始分解放 出氯，甚至发生爆炸，亚氯酸钠的稳定性及分解形式与其含水情况和溶液的酸 碱性有关，如一些固体产品因含有水分而使其分解温度降低，约在 130~140℃， 即开始分解，亚氯酸钠在碱性溶液中，对光、热稳定，加热到 175℃以上才会分 解，而在酸性水溶液中受光则会发生爆炸性分解，放出二氧化氯： 11HClO 2 - 4ClO 2↑ +4ClO3 -+3Cl-+7H++2H 2O 而在中性溶液，热分解温度为 150℃。 3NaClO 2 2NaClO3 +NaCl A NaClO 2 NaCl+ O2 B A、B 两式的反应速度常数： 温度℃ A 式 B 式 光 4 103 0.65×10-6 1.2×10-7 83 1.6×10-7 0.2×10-8 亚氯酸钠在酸性溶液中的分解速度见表 4 表 4 亚氯酸钠在酸性溶液中的分解 序号 分解前 NaClO 2 mol/l 酸浓度 N 分解后 NaClO 2 mol/l 1 0.5 2.5HCl —— 2 0.5 2.5H 2SO4 —— 3 0.5 2.5HClO 4 —— 4 0.5 2.5H 2SO4 0.25 5 0.5 5.0HClO 4 0.25 亚氯酸钠具有强氧化性，与有机物、木屑尘埃及还原性物质磷、炭、硫等 接触，受撞击或摩擦时，容易发生爆炸或燃烧，应贮于冷暗处。亚氯酸钠对铁 铜等金属及制造的设备有严重的腐蚀性，在选设备时应考虑材质的耐蚀性，当 然还是有很多材料可耐亚氯酸钠的腐蚀，像钼、钛、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、 聚四氟乙烯、聚乙烯、玻璃、搪瓷、陶瓷等。 亚氯酸钠对人体毒性很大，口服量 5~6 克就会中毒，超过 10 克就会致死。 能被皮肤吸收危害血液，也会刺激粘膜，操作时应