ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РОНГАЛИТА Советский патент 1971 года по МПК C07C145/00 

Изобретение относится к способу получения ронгалита (NaHSO2-CH2O), применяемого в текстильной промышленности при отделке тканей, в производстве синтетического каучука в качестве инициатора полимеризации, при получении оксалата урана, а также в фармацевтической и других отраслях промышленности.

Промышленные способы получения ронгалита основаны на химической реакции восстановления цинковой пылью сернистого ангидрида, бисульфита натрия в присутствии формальдегида или формальдегидбисульфита цинка. Недостаток этих способов заключается в большом расходе цинковой пыли, достигаюшем 140-180% от стехиометрического количества. Это заметно удорожает продукт, поскольку затраты на цинковую пыль составляют 70% от его себестоимости.

Известен электрохимический способ получения ронгалита, исключающий расход цинковой пыли. По этому способу в результате катодного восстановления сернистой кислоты с последующим введением формальдегида образуется диформальдегидсульфоксиловая кислота, которую в дальнейшем перерабатывают в ронгалит. Образующаяся при электролизе диформальдегидсульфоксиловая кислота находится в растворенном состоянии. Кроме нее, раствор электролита содержит большие

количества исходных веществ, а также тиосульфат, образующийся в качестве побочного продукта. Концентрация целевого продукта в растворе электролита невелика, так как получение концентрированных растворов невозможно ввиду окисления продукта на аноде. Все это услол няет выделение продукта из раствора электролита и исключает возможность промышленного применения такого метода.

Для устранения этих недостатков предлагается способ, по которому формальдегидбисульфит цинка восстанавливают при значении рН электролита 5 - 6, плотности тока 5 -

10 fl/di 2 концентрации сырья не менее 2 г-моль/л (на SO2) при температуре 85- , образующийся при этом формальдегндсульфоксилат цинка переводят в целевой продукт пзвестны.ми приемами.

Образование формальдегндсульфоксилата в виде осадка исключает его окисление на аноде и обеспечивает возмолсность выделения из раствора электролита путем фильтрации пли цеитрифугпровання. Полученный продукт переводят в ронгалит обработкой его раствором едкого натра.

Способ состоит на следующих основных операций. Через суспензию гидрата окиси цинка вводном растворе формальдегида нри комнатной температуре, шеремегцнвая, пропускают газообразный сернистый ангидрид до момента осветления раствора. Компоненты дозируют в стехиометрических количествах, необходимых для получения раствора, содержащего 2 г-моль л SO2 в виде 7п(Н5ОзСН20)2. Раствор должен иметь рН 5,5. В случае необходимости корректировку рН осуществляют введением иебольщого избытка гидрата окиси цинка или формальдегида. II.Электролиз формальдегндбисульфита цинка. Процесс ведут но двум вариантам: с инертным и растворимым анодом. По первому варианту при.меняют графитовый анод, отделенный от катодного иространства диафрагмой из алунда с пористостью 62%. В катодное и анодное пространство заливают раствор формальдегидбисульфита цинка концентрацией 2,0 г-моль/л. Процесс электролиза проводят при катодной плотности тока 8 а1дм и температуре 95°С. Раствор в катодном пространстве перемещивают пропеллерной мещалкой, еоверщающей 390 об/мин. В этих условиях при расстоянни между электродами 4,5 см и толщине диафрагмы 4 мм устанавливают иаиряжение 3,9 в. Для предотвращеиия нежелательного снижения рЫ раствора, обусловлениого протеканием реакции иа аиоде, в анодное пространство вводят гидрат окиси циика в количестве, эквивалентном количеству образующейся «а аиоде кислоты в расчете на 100%-иый выход по току. В указанных выще условиях получают основной формальдегидсульфоксилат цинка с выходом по току 65-70 %. По второму варианту процесс проводят в электролизере без диафрагмы с анодом из компактного металлического цинка. Процесс осуществляют нрн параметрах, указанных выще. Па электролизере устанавливают напряжение 3,2 в. Получают продукт с выходом но току 76-80% и гидроокись циика, образующуюся в качестве иобочиого продукта вследствие растворения анода. III.Отделение твердой фазы от раствора электролита и получения раствора ронгалита. Поеле превращения в сульфоксилат не менее 15% формальдегидбисульфита от исходного количества реакционную массу сливают из электролизера, охлаждают до 20°С и фильтруют. Фильтрат используют для приготовления раствора электролита, а твердую фазу обрабатывают при температуре 60°С 15%-ным раствором NaOn ири неремещивании в течение 60 мин. Щелочь добавляют до появления розового окрашивания пробы раствора с фенолфталеином. При этом в растворе образуется формальдегидсульфоксилат натрия (ронгалит ЫаПЗО2-СП20), а в осадке - гидрат окиси цинка. Осадок направляют для получения исходного раствора электролита и (по получения цинковых белил в качестве нобочиого продукта. Отфильтрованный 40%-ный раствор ронгалита упаривают и кристаллизуют известными способами. Пример. Процесс проводят в лабораторном электролизере цилиндрической формы, в центре которого иомещают графитовый анод в виде стержия высотою 70 мм и диаметром 17 мм или анод из металлического цинка той же формы и размеров. Катод из цинковой пластинки, изогнутой в виде боковой иоверхиости цилиндра, располагают коаксиально аноду. Мелчду электродами устанавливают диафрагму из алунда в форме стакана. В электролизер заливают 400 мл раствора формальдегидбисульфита цинка концентрацией 2,0 г-моль/л (в расчете на S02). В условиях, указанных в разделе II, нроцесс электролиза проводят 2 час, после чего электролит отфильтровывают на воронке Бюхнера. Осадок с фильтра количественно иереносят в стакан, в котором его обрабатывают раствором NaOH. Количество получаемого ронгалита определяют иодометрическим методом. Результаты определений нриведены в табл. 1 и 2. Таблица 1 Получение ронгалита в электролизере с графитовым катодом Таблица 2 Получение ронгалита в электролизере с цинковым анодом Пз данных, нриведенных в таблицах, видно, что предлагаемый метод позволяет получать ронгалит с выходом по току 65-70% по первому варианту и 75-80%-но второму. Анализ осадка, отделяемого от раствора электролита (первый вариант), показал, что содержание в нем формальдегидсульфоксилата цинка составляет 97,0±1,1% (среднее арифметическое из трех определений). Анализом

но, что содержание NaHSO2-CH2O в них составляет 4,0 г-моль л, что соответствует концентрации ронгалита 40,0 вес. %, иричем на долю ронгалита приходится 96,0% от всего количества растворенных веществ.

Предмет изобретения

Электрохимический способ получения ронгалита с применением катодного восстановления, отличающийся тем, что, с целью усовершенствования процесса, увеличения выхода и улучшения качества целевого продукта, формальдегидбисульфит цинка восстанавливают

при значении рН электролита 5-6, плотности тока 5-10 а/Ли2, концентрации сырья не менее 2 г-моль л на SO2 при температуре 85- 100°С и образующийся при этом формальдегидсульфоксилат цинка переводят в целевой

продукт известными приемами.