Способ получения пиросульфита натрия Советский патент 1992 года по МПК C01D5/14 

Изобретение относится к химической технологии неорганических солей сульфитного ряда, в частности к способу получения пиросульфита натрия сухим методом, и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения пиросульфита натрия путем обработки сульфит-би- сульфитной пульпы сернистым газом с последующим отделением готового продукта от маточного раствора и сушкой пиросульфита натрия в токе сернистого газа, направляющего затем на обработку суль- фит-бисульфитной пульпы.

Недостатком метода является дополнительный расход сернистого газа на восполнение его потерь во время сушки кристаллов пиросульфита натрия в токе сернистого газа.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения пиросульфита натрия путем взаимодействия увлажненной соды до 14-16% с сернистым газом (сернистый газ должен быть также увлажнен).

Недостатком указанного способа является необходимость растворения увлажненной соды для уничтожения образовавшихся комков. Комкование соды производит в результате взаимодействия жидкой воды с карбонатом натрия с образованием кристаллогидрата N32C03 Н20.

Цель изобретения - упрощение процесса.

Поставленная цель достигается спосо- б.ом получения пиросульфита натрия, включающим обработку увлажненной кальцинированной соды сернистым газом при нагревании, в котором кальцинированную соду используют с содержанием влаги 23- 26 мае. %, а обработку ведут газом, содержащим 9-11 об.% диоксида серы, при 30-40°С в среде пара.

VI

ю ел VI ел

Подача острого пара способствует усилению гидролиза кальцинированной соды

Ма2СОз+Н20 №НСОз + №ОН, (1) образующиеся продукты гидролиза взаимодействуют с сернистым ангидридом, образуя пиросульфит натрия

2NaOH + 2S02 Na2S205 + H20, (2)

(А Н° - 254; Д G° - 141,5 );

моль

2№НСОз + 2S02 2С02 +

+ j N32S205 7Н20 + | N32S20 5, (3)

(А Н° - 63,48; AG° - 3,). vмоль

Температура реакционной смеси 30- 40°С способствует тому, что кристаллогидрат пиросульфита теряет воду в момент образования, так как N328205 -7Н20 разлагается при 5,5°С, безводный пиросульфит при 30-40°С совершенно устойчив и начинает частично разлагаться лишь при 60- 70°С. Таким образом, температура реакционной смеси и подача острого пара способствует образованию чистого пиросульфита натрия.

Пределы применяемой концентрации сернистого газа позволяют получить продукт, содержащий не ниже 92,5% пиросульфита натрия, что соответствует продукту второго сорта.

Согласно изобретению предлагается вести процесс в остром паре. Парообразная вода не вступает во взаимодействие с кальцинированной содой, в результате чего твердая фаза не ком куется.

Снижение концентрации сернистого газа до 8,5% приводит к увеличению реакционного времени и ухудшению качества продукта по содержанию пиросульфита натрия до 86,07%.

Пределы применяемой влажности соды позволяет поддерживать реакционную массу в полуподвижном состоянии, способствуют лучшему контакту газовой и твердой фазы при перемешивании и полноте протекания реакции, а также получению продукта, содержащего минимальное количество воды (0,06-0,60%) и практически не требующего подсушки.

Применение соды с более высокой влажностью приводит к увеличению содержания воды в продукте до 1,40% и к снижению содержания пиросульфита натрия в продукте до 91,71%.

Понижение влажности соды нарушает гидродинамический режим в реакторе, реакционная масса моментально высыхает,

сернистый газ контактирует с массой, не вступая в химические реакции из-за недостатка воды, требующейся для стехиомет- рического уравнения (1), поэтому идет

проскок сернистого газа и снижается содержание пиросульфита натрия в продукте до 80-88%.

Выдерживание температуры реакционной смеси в пределах 30-40°С позволяет

получить практически чистый пиросульфит без значительного присутствия примесей, как сульфата натрия получающегося как по реакциям взаимодействия соды с сернистым газом, так и при разложении пиросульфита натрия:

N32S205 N32503 + S02(4)

Хотя известно, что заметное разложение пиросульфита натрия начинается при 60-70°С, но даже повышение температуры в реакторе до 50°С приводит к снижению содержания активной двуокиси серы до 57,8%, вместо 62,3-62,5% при оптимальных температурах.

Снижение температуры до 20°С приводит к увеличению содержания воды в продукте до 4,5% и снижению содержания пиросульфита натрия до 83,1%, вместо 92,5- 92,7% при оптимальной температуре.

П р и м е р. 4 г твердой кальцинированной соды подают в реактор с пористым днищем и увлажняют соду острым паром, доводят влажность соды до 23%, в пересчете на жидкую воду подано 1,2 г, т.е. 30% от массы безводной соды. В течение 30 мин эта

влажность поддерживается периодической подачей острого пара, влажность измеряется влагомером. За 5 мин до окончания опыта подача пара прекращается. При 40°С в течение 35 мин после первоначального увлажнения соды идет взаимодействие карбоната натрия с 11%-ным сернистым газом. В результате выдерживания оптимальных условий получен продукт, содержащий 92,75% пиросульфита натрия,

Целевой продукт по предлагаемому способу содержит активную двуокись серы в массовых долях 62,3-62,5%, что в пересчете на пиросульфит натрия составляет 92,50- 92,75%. Рентгеноструктурный анализ

полученного продукта показал, то по положению интерференции рентгенограмма полученного продукта по предложенному способу идентична данным, имеющимся в справочнике.

Осуществление процесса получения пиросульфита натрия без стадии размола (растирания) увлажненной соды упрощает процесс, так как приводит к устранению дополнительного оборудования, снижению

энергетических затрат, сокращению суммарного времени.

Формула изобретения Способ получения пиросульфита натрия, включающий обработку увлажненной кальцинированной соды сернистым газом

при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, кальцинированную соду используют с содержанием влаги 23-26 мас.%, а обработку ведут газом, содержащим 9-11 об.% диоксида серы, при 30-40°С в среде пара.

Изобретение относится к химической технологии неорганических солей сульфитного ряда, в частности к способу получения пиросульфита натрия. Изобретение позволяет упростить процесс. Способ осуществляют путем обработки сернистым газом с содержанием диоксида серы 9-11 об.% увлажненной кальцинированной соды при 30-40°С в остром паре. Содержание влаги в кальцинированной соде составляют 23- 26 мас.%. Продолжительность процесса 35-55 мин. При этом получают продукт с содержанием N32820592,5-92,75%.