Quy trình sản xuất Chlorine – Calcium hypochlorite công nghiệp

 

Xem nhanh:

Sản xuất theo quy trình Calcium process

Sản xuất theo quy trình Sodium process

Yêu cầu thiết bị sản xuất Calcium Hypochlorite

An toàn sản xuất Calcium Hypochlorite

So sánh 2 quy trình Calcium process và Sodium Process

 

Có 2 phương pháp chính sản xuất Calcium hypochlorite là Calcium process và Sodium process.

• Quy trình sản xuất Calcium hypochlorite theo quy trình Calcium process bao gồm các bước sau:

Bước 1: Chuẩn bị Calcium hydroxite

Calcium hiđroxit (Ca(OH)2) được điều chế bằng cách cho Calcium oxit (CaO) phản ứng với nước (H2O) theo phương trình hóa học sau:

CaO + H2O → Ca(OH)2

Phản ứng tỏa nhiệt và Calcium hydroxit thu được là một loại bột màu trắng hoặc xám ít tan trong nước.

Bước 2: Clo hóa Calcium hydroxite

Calcium hydroxit sau đó được clo hóa bằng khí clo (Cl2) theo phương trình hóa học sau:

Ca(OH)2 + 2Cl2 → Ca(ClO)2 + 2H2O

Phản ứng tỏa nhiệt cao và phải được kiểm soát cẩn thận để tránh quá nóng. Hỗn hợp phản ứng được khuấy liên tục để đảm bảo trộn đều các chất phản ứng và duy trì nhiệt độ không đổi.

Bước 3: Sấy khô và đóng gói

Calcium hypochlorite thu được là một loại bột màu trắng hoặc xám nhạt, hút ẩm và có thể hấp thụ độ ẩm từ không khí. Nó được làm khô để loại bỏ nước còn sót lại và sau đó được đóng gói trong hộp kín để tránh tiếp xúc với hơi ẩm và ánh sáng mặt trời, những thứ có thể khiến hợp chất bị phân hủy.

• Quy trình sản xuất Calcium hypochlorite theo quy trình Sodium process bao gồm các bước sau:

Sodium process là một quá trình hóa học được sử dụng để sản xuất Calcium hypochlorite, một hóa chất công nghiệp quan trọng. Quá trình này bao gồm phản ứng của Sodium hydroxit (NaOH) với khí clo (Cl2) để tạo ra Sodium hypoclorite (NaClO) làm chất trung gian, tiếp theo là phản ứng của Sodium hypoclorit với Calcium hydroxite (Ca(OH)2) để tạo ra Calcium hypoclorite ( Ca(ClO)2) là sản phẩm cuối cùng. Quá trình này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất Calcium hypochlorite do tính đơn giản và hiệu quả về chi phí của nó.

Cơ chế phản ứng: Cơ chế phản ứng của Sodium process bao gồm hai phản ứng chính, đó là:

Phản ứng 1: Sản xuất Sodium hypoclorite

NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl

Trong phản ứng đầu tiên, Sodium hydroxit phản ứng với khí clo để tạo ra sản phẩm phụ là Sodium hypoclorite và Sodium clorua. Phản ứng này tỏa nhiệt và xảy ra ở nhiệt độ phòng. Sodium hypochlorite được tạo ra trong phản ứng này không ổn định và có thể bị phân hủy dễ dàng, đó là lý do tại sao nó được sử dụng làm chất trung gian trong quy trình.

Phản ứng 2: Sản xuất Calcium hypoclorite

2NaClO + Ca(OH)2 → Ca(ClO)2 + 2NaOH

Trong phản ứng thứ hai, Sodium hypoclorite phản ứng với Calcium hydroxit để tạo ra Calcium hypoclorite và Sodium hydroxite dưới dạng sản phẩm phụ. Phản ứng này cũng tỏa nhiệt và xảy ra ở nhiệt độ cao hơn phản ứng đầu tiên. Calcium hypochlorite được tạo ra trong phản ứng này ổn định và có thể được sử dụng làm sản phẩm cuối cùng.

 

Yêu cầu về thiết bị để sản xuất Calcium Hypochlorite

Việc sản xuất Calcium hypochlorite cần có thiết bị chuyên dụng để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Các thiết bị sau đây thường được sử dụng trong quy trình sản xuất:

• Bình phản ứng: Một bình bằng thép không gỉ hoặc có lót bằng thủy tinh được sử dụng để chứa hỗn hợp phản ứng và duy trì nhiệt độ không đổi.
• Máy khuấy trộn: Máy khuấy cơ học hoặc từ tính được sử dụng để khuấy hỗn hợp phản ứng và để đảm bảo trộn đều các chất phản ứng.
• Bình khí clo: Bình khí nén chứa khí clo dùng để cung cấp khí clo cần thiết cho phản ứng clo hóa.
• Thiết bị sấy khô: Tủ sấy hoặc máy sấy tầng sôi được sử dụng để loại bỏ nước còn sót lại từ bột Calcium hypochlorite.
• Thiết bị đóng gói: Một máy đóng gói được sử dụng để đổ đầy và niêm phong các hộp kín khí được sử dụng để bảo quản bột Calcium hypochlorite.

Cân nhắc về an toàn khi sản xuất Calcium Hypochlorite

Việc sản xuất Calcium hypochlorite là một quy trình nguy hiểm đòi hỏi các biện pháp phòng ngừa an toàn nghiêm ngặt để ngăn ngừa tai nạn và bảo vệ người lao động. Các cân nhắc về an toàn sau đây cần được tính đến:

• Thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE): Người lao động nên mặc PPE thích hợp, bao gồm kính bảo hộ, găng tay và mặt nạ phòng độc, để bảo vệ khỏi tiếp xúc với khí clo và các hóa chất độc hại khác.
• Thông gió: Khu vực sản xuất phải được thông gió tốt để tránh tích tụ khí clo và các hơi độc hại khác.
• Thiết bị khẩn cấp: Cần có sẵn vòi sen an toàn, trạm rửa mắt và bình chữa cháy trong trường hợp khẩn cấp.
• Đào tạo huấn luyện: Người lao động phải được đào tạo đầy đủ về cách xử lý và sử dụng an toàn các hóa chất nguy hiểm, bao gồm khí clo và Calcium hypochlorite.
• Bảo trì: Thiết bị phải được bảo trì và kiểm tra thường xuyên để đảm bảo hoạt động tốt và ngăn ngừa hỏng hóc hoặc rò rỉ thiết bị.

So sánh sản phẩm Calcium Hypochlorite được tạo ra bởi 2 quá trình Calcium process và Sodium process

 

Quá trình sản xuất		Quá trình Calcium	Quá trình Sodium
				Sản phẩm		Calcium hypocholorite
Công thức hoá học & Cấu trúc phân tử		Ca(CIO)2
		O-CI-Ca-Cl-O
Đặc điểm kỹ thuật	Hoạt tính Clo	60%-65%	65%-70%
	Độ ẩm	5%	5,5%-10%
Suy giảm tính hiệu quả Clo theo thời gian		Mất clo hiệu quả hàng năm dưới 10%	Mất clo hiệu quả hàng năm dưới 5%
				Tính chất vật lý		Dạng hạt màu trắng, có mùi clo mạnh, hòa tan trong nước	Dạng hạt trắng đồng nhất, mùi clo nhẹ, hòa tan trong nước
Khối lượng riêng		0,8-0,85	1,0-1,05
Nhiệt độ phân hủy		70-80°C	100-120°C
Phương trình phản ứng		2Ca(0H)2+2C12→CaCl2 +Ca(OCl)2+2H2O	Ca(OH)2+ 2NaOH+ 2Cl2
			→
			2NaCl + Ca(OC)2+ 2H2O
Độ ổn định		Đặc điểm của các sản phẩm quá trình canxi về cơ bản giống như bột tẩy trắng, đặc biệt là nồng độ CaCl2 cao, dễ hấp thụ độ ẩm và dẫn đến phân hủy. Trong phần đóng gói, việc sử dụng túi dệt cũng làm cho sản phẩm dễ bị rò rỉ và phân hủy. Quá trình sản xuất của nó là sử dụng khuôn nén trước khi sấy khô, dẫn đến sản phẩm lỏng lẻo và dễ phân hủy.	Các sản phẩm quá trình natri có ưu điểm là clo hiệu quả cao, độ trắng tốt, ít kết tủa…, giảm đáng kể khả năng hấp thụ độ ẩm, độ ổn định nhiệt cao hơn nhiều so với các sản phẩm xử lý canxi, nhiệt độ phân hủy nhiệt của nó là 100-120oC. là công nghệ sản xuất tiên tiến hạng nặng, sản phẩm đầu tiên khô và sau đó là độ chặt, mật độ cao và ổn định. Tất cả các bao bì được làm bằng túi nhựa PVC trong thùng nhựa, và các sản phẩm được niêm phong tốt.
Ứng dụng chính		Các sản phẩm xử lý natri có ưu điểm là clo hiệu quả cao, độ trắng tốt, ít cặn, độ hút ẩm giảm đáng kể, độ ổn định nhiệt cao hơn nhiều so với các sản phẩm xử lý canxi, các sản phẩm nhiệt của nó chủ yếu được sử dụng trong ngành xử lý nước, như: nuôi trồng thủy sản, y tế và phòng ngừa dịch bệnh.	Sản phẩm được ứng dụng chủ yếu trong ngành xử lý nước. Ngoài nuôi trồng thủy sản, vệ sinh và phòng chống dịch bệnh, nó còn được sử dụng trong các môi trường có yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng nước, chẳng hạn như nước uống, bể bơi và khử trùng tại nhà.