二氧化氯的性质_制备及应用_李克华

172ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O2NaClO3+2NaCl+2H2SO430ClO2+6HCOOH+10Na3H(SO4)2+CO2+23H2O30NaClO3+20H2SO4+12CH3OH二氧化氯的性质、制备及应用李克华(江汉石油学院化工系,湖北荆州434102)[摘要]概述了二氧化氯的性质及其制备方法,对二氧化氯在工业水处理、消毒、漂白及油田增产增注中的应用进行了综述。[关键词]二氧化氯;制备;应用[中图分类号]TQ124.4+3[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2000)02-0017-021二氧化氯的性质ClO2在标准状态下为黄绿色气体,具有刺激气味,易挥发,易爆炸,受光或热易分解。ClO2易溶于水,溶解度相当于Cl2的5倍。ClO2以分子的形式溶解在水中,不易发生水解反应,在高温及光照射下会生成ClO2-或ClO3-,故应放在阴冷避光处保存。加稳定剂的ClO2水溶液是一种无色、无味、无毒、无腐蚀、不易燃、不活泼的惰性溶液,在-5～95℃时质量稳定,不易分解,有效期达一年以上。2二氧化氯的制备ClO2的制备方法主要分为两大类,即电解法和化学法。2.1电解法[1,2]电解法制备ClO2装置复杂,对设备要求高,在一定程度上限制了它在我国的应用。电解法制备ClO2的电解液有食盐溶液、亚氯酸盐溶液和氯酸盐溶液。其中以食盐溶液和亚氯酸盐溶液为原料制备ClO2是基于Cl-和ClO2-的电化氧化,以氯酸盐为原料制备ClO2是基于ClO3-的电化还原。2.2化学法[3～7]用化学法生产ClO2比较普遍,以下介绍几种主要的化学制备方法。2.2.1H2SO4NaClONaCl3法反应方程式:2ClO2+Cl2+2H2O+2NaCl2NaClO3+4HCl该法称为R2法。2.2.2NaClO3HCl法反应方程式:该法亦称R5法。2.2.3H2SO4CH3OHNaClO3法反应方程式:该法亦称R8法,是目前制备ClO2的主要方法。2.3稳定性二氧化氯的制备稳定性ClO2于70年代由美国百合兴有限公司开发,80年代末进入我国市场。目前国内只有少数厂家能生产稳定性ClO2溶液,产量不大,主要是通过用过碳酸钠、过硼酸钠或其它碱金属、碱土金属的[收稿日期]2000-01-16[作者简介]李克华(1964-),男,副教授,现从事油田化学方面的科研工作。过氧化物溶液吸收ClO2来得到稳定性ClO2,其浓度可达40000～60000mg/L,商品浓度一般为20000mg/L。其浓度的测定多采用碘量法。3二氧化氯的应用3.1二氧化氯在工业水处理中的应用[8～12]ClO2在工业水处理中得到了广泛的应用。ClO2作为消毒杀生剂,效果好,用量少且作用快,在较宽的pH值范围内均有很强的杀生能力。ClO2不与氨和胺基化合物反应,不与水中的酚类产生有怪李克华:二氧化氯的性质、制备及应用18河北化工2000年第2期从表1可以看出,使用ClO2比使用Cl2杀菌,平均残留菌数相对减少69%,费用降低20%。3.2二氧化氯在油田增产增注中的应用[13,14]ClO2是一种强氧化剂,对消除铁硫化物、微生物及聚合物对油水井的堵塞,经室内模拟和现场实验证实是十分有效的。表2列出了使用ClO2解除注聚合物井堵塞的效果[14]。项目Cl2ClO2杀菌剂用量/kg·月-1665800非氧化杀菌剂用量/kg·月-1772费用/元·月-113915.911200平均残留菌数/个·mL-14.12×1041.21×104表1Cl2与ClO2两种杀菌法效果的比较酚,非常适用于合成氨厂和炼油厂的冷却水处理。另外,ClO2能迅速杀灭大肠杆菌、沙氏门菌、军团菌、金黄葡萄球菌、真菌、硫酸盐还原菌、藻类等,杀生效果持久且微生物对ClO2的耐药性亦较差。因此,ClO2可广泛应用于工业循环水处理、油田注水处理、饮用水处理、屠宰厂废水处理、医药卫生部门及餐饮业的消毒灭菌等许多领域。由于其经济实用又对人体无害,已被世界卫生组织列为IA级安全消毒剂。此外,ClO2能有效除去色素和杂质,用于纸浆和其它纤维的漂白。表1列出了扬子石油化工股份有限公司使用Cl2与ClO2处理炼油厂循环水的效果比较[8]。从表2可以看出,使用ClO2解堵后,注入量都有不同程度的增加,有效期最短为3个月,长的在16个月以上。4结束语二氧化氯应用领域广泛,无毒,无污染,目前已在水处理、消毒、漂白等领域得到大量应用,在油田增产增注中也将得到更为广泛的应用。[参考文献][1]李伯骥.化学工程师[J],1997,(3):45.[2]GrieseMH.JAWWA[J],1991,85(5):56.[3]刘佩珠.现代化工[J],1991,11(1):33.[4]黄仕华.化工时刊[J],1992,(6):2.[5]何贤江,等