Способ получения бисульфита натрия

Иллюстрации

Способ получения бисульфита натрия (патент 65177)
Способ получения бисульфита натрия (патент 65177)
Способ получения бисульфита натрия (патент 65177)
Способ получения бисульфита натрия (патент 65177)
Показать все

Реферат

 

Класс 121, 21

Мв 65177

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3Apechllllpflp06680 8 Б оро h3ucpell ся Й Госплйяй (.ССР г ° и м,з IL,,Д 1 сд :

И. Л. Гофман

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИСУЛЬФИТА НАТРИЯ

Заявлено б сентября 1943 года в Наркогяхнмпром за М 213-43 (322802!

Онублнковано 31 августа 1943 года

Известно полученке бисульфита натрия взаимодействием сульфата натрия с известью и сернистым газом. Для осуществления этого процесса имеется в виду смешение в зквкмолескулярных отношениях сульфата с известковым молоком и насыщение суспензии сернистым газо и пэ схеме:

1 1аЛО, + Ca(0H)ç -+ 2SO =

= 2NaHS0:+ Са$0,.

По окончании реакция предполагается отделение выпадавшего в осадок сернскислого кальция от раствора бисульфита !катр."я фильтрованием или другими известными в технике приеими.

Однако попытки !получен я указанным путем достаточно концен1грированного раствора бисульфита натрия, например, продукта с "одержанием не менее 22,5% $0, предусмотренного Государственным Об!цесоюзным Стандартом (ГОСТ 902-41), или близкого к нему, вст1эзча!от значительные препягстк .я, главным образом, кристаллохимического характера, закл!оча!о1циеся в том, что при воздействии сернистых газов на упомянутую выше сульфатно известковую суспензшо уже в l..:ëa.ü.iîÿ стадии праце=са имеет место образован не чр звыча!!но днсперсногс осадка, вследствие чего реакционная пульпа настолько загустевает, что дальнейшее насытцен;!е ее газом становится невозможиым, теченяе реакции прекращается и процесс получения бксульфита остается нессуществимь!м.

Даже Ilpa отказе от получен .я продукта с содержанием 22,5 ;, $0.

H Pa3oatB:: Hi1i1 iicxo3HoÉ ) .!ibôaTH0 звестковой суспензин значительHbIi, количеств м воды, рассчитанным На получение раствора бксульфита концентрацией не бог!ее 16—

17% SO2 — пе удас тся в сксльконибудь значительной степени избежать указанных выше трудностей.

В этом случае, хотя и удается избежать пс.вн!ого загустевания реакциснно!1 пульпы и прекращения р"акции, но пульпа получается весьма вязкой и малоподвижной, что затрудняет работу мешалки, резко ухудшает абссрбци!о сернистого газа, замедляет течение реакции, снижа!ет кс!нверси!о сульфата в бисульфит и, главь!зе, выпадаюшпй в результате реакции осадок сульфата кальция :казывается настолько

7 Ps> 65717 дисперсцьгм, что отделение его ог раствора бисульфитнатрия представляет исключв1тель ные трудности.

Указанный осадок не:поддается

HB отстаiиван(ию, ни сгущению, ни фильтрованию и промывке на вакуумфильтрах, центрифугах и других прсязводителнных аппаратах, применяемых в химической промышленности, вследствие чего и сам сульфатно-и звестковый метод получения бисульфита натрия оказывается гехнлчески нецелесообразным, нерентабельным и теряет прг ктнческий интерес.

В .предлагаемом способе производства бисульфита натрия на базе сульфата натрия, извести и сернистого ангидрида предусматривается осуществлять прэцесс так, чтобы при получении как относительны слабых растворов бисульфита натрия, например, концентрацией 16—

17% SO>, так и концентрированных, содержащих 22,5% SO> и выше, реакционная пульпа в течение всего пропесса н асыщения ее газом представляла собой жидкую, легкоподвижную массу, хорошо абсорбирующую сернистый ангидрид. Масса,должна давать возможность полпого завершения реакции образования бисульфита натрия, чтобы выпада сщий в результате осадок двухводнсго сульфата кальция (гипса) находился в фирме устойчивых крупнокристаллических образованийй, обеспечивающих отделение их от указанных, выше растворов бисульфита натрия с помощью весьма простых и производительных методов декантации и фильтрования под вакуумом, ила фугования.

Для этой цели реакция между сульфатом натрия, известью и сернистым газом разделяется на три отдельные стадии, каждая из которых производится в условиях, наиболее благоприятствующих течению охватываемых ими хВМр.ческих и к ристаллохимических процессов.

В первой стадии в реакцию вводят сульфат и известь в присутствии весьма зйачительного избытка воды, соответствующего возможносги получения сильно разбавленного раствсра, расчетная концентрация которого в результате первой и вгсрсй стадий прэцесса не должна превышать 12 — 13% SO . Пригоговленная таким образом суспензия обрабатывается сернистым газом в количестве 1 мол. $0 на

1 мол. СаО в условиях охлаждения реакционной пульпы до температуры не выше 35 С. В этой стадии процесса входящий в состав реакционной массы сульфат натрия не прийлмает непосредственного участия в реакции, и последняя сводится к нейтрализации известкового молока, согласно уравнению:

Са ОН)+ ЪО.,=Саau., + H.,O (1,: и образованию высокодисперсного легко разложимого сернистой Kvcлотой среднего сульфита кальция.

Бо второй стадии, осуществляемой без отнятия тепла, в процесс вводится вго1ээй моль SO>, результатом чего являются три одновременно протекаощие реакции: а) поглощение cep:-истого газа водой с образованием сернистой к скоты (2), б) разложение IIoследней среднего сульфита кальция с образованием в растворе кисло"0 сульфита (бисульфита) кальция (3) и в) обмен между бисульфитсм кальция и сульфатом натрия с образованием очень разбавленного, содержащего не более 12 — 13% SO раствора бисульфита натрия и крупнокристаллического д вухводного сульфата кальция (гласса), согласно уравнений.

SO,- — Н.,о = Н,Su,, (2)

Н SO,+ СаКО,.= Са(Н$0,,) (3)

Са(НЯО,),+Ха,$0,+2Н,О =

=2Хa HSC? I+ Ñè SÎ, . 2 Н.О (4)

В третьей стадии, не расфильтровывая пслучени(эй пульпы, .в нее вводят вторую порцию сульфата натрия в количестве, рассчитанном на повышение концентрации раст.— вора до 22,5 — 23,0% ЯО, или до любой другой заданной концентрацеи в этих пределах, после; чего, продолжая насыщение сернистым газом, вводят в реакци с в сухом виде измельченную известь или пушс нку в количестве 1 мол. СаО на

1 мол. введенного со второй порцией 1 о

М 65177

1 1а2$0 . При этом известь следует вводить возможно более мелкими дозами, осуществляя непрерывное питанке с таким расчетом, чтобы количесTBo поступающей в едкницу времени извести не превышало эквивалентного ему количества поглощаемого реакционной массой сернистого ангидрида, согла".íî реакц|ий:

2$0,- -2Н.О= — 2H,SO, 2Н S0,+СаО=Са1HSO,.), ( и далее:

Са(НЯ0.,1,-+- Ма.SO,+2Н„О ==2Х н1БО.,- - Са ЯО, ° "Н, О. т. е. чтобы процесс образования бксульфита натрия и гипса протекал при постоянной рН раствора, неносредст венно через растворимый кислый сульфит кальция, минуя Oбра зование осадка среднего сульф",— та кальция.

Полученный в указанных ус.-.овиях оcà ä îoêK, состоящий из круп нь. х устойчивых кристаллов гипса, легко отделяется от концентри", званного раствора бисульфита натрия декантациеи и фильтрованием на вакуумфильтре, центрифуге или :побом другсм известк1зм аппарате.

Влажнссть осадка не превышает

20 о/о гигроскопической H,О.

В течение L ñåõ трех стадий IIDQцесса получения бисульфита .натрия реакционная масса сохраняет жкдкое, легко подвиж".,"е :состояние.

Коэфициент конверсии сульфата натрия в бнсульфит ссставляет около 95 /о. При применении системы из 3 — 4 сатураторов багботажного типа достигается практ ичес:<и полное поглощение и использование сернистого ангидр1ида. Общая продолжительность процесса получения бисульфита натрия:концентрацией

22 — 23% $0 составляет 6 — 7 часов.

По предлагаемому способу используют обычный сернистый газ, концентрацией 7 — 9% $0, применяемый и при производстве солей сульфитиого ряда содовым методом.

Пример. Получение 22, 52процентного раствора бисульфита натрия.

В реактор барботажного типа с мешалкой и водяным охлаждением загружается:

230 кг воды или промывного раствора, 100 кг сульфата натрия, содержащего 96", Ха.$04, и

310 кг известкового молока концентрацией 13,5Я> СаО.

Суспензия насыщается 8-процентным сернистым газом в количестве

43 кг $0, при температуре 30—

35 (охлаждение водой) в течение

45 минут (1-ая стадия) и в количестве 43 кг $0 при температуре 35 и выше (без охлаждения водой) в течение 2 час. 15 мин. (2-ая стадия).

Далее в реактор добавляется:

93 кг сульфата натрия, содержащег o 96 N à. SO „— единовременно и

56 кг пушонкн, содержащей 71 Я, СаО, — непрерывно в течение 4 часов при одновременном насыщении пульпы сернистым газом в .оличест1ве 40,5 кг (3-я стадия).

Реа кцкскная пульпа отстаивается в течение 1,5 часа, раствор бису IIфита декантируется, сгущенный осада.< отфильтровывается на нутчфильтре и про гывae.ся 250 л воды.

Раствор бисульфита натрия содер,кн r; 22,; "";„, ; общ.-го SO, 22,5ОО бисульфитного $0.

Осадок гипса содержит 17,5 "/о Н О и следы вюдорастворимсго $0 .

Промывной раствор содержит

5,8ОО бисульфитного SO>, он возвращается в процесс и служит для приготовления сульфатнo-известковой сунензии в первой стадии.

Предмет изобретения

1. С-,oñño получения бисульфита натрия взакмодействием сульфата натрия с известью и сернистым газом, отличаю щи и с я тем, что, с целью получения концентрированного раствора бисульфита и легко фильтрующегося гкпса, процесс проводят в три стадки: первую введением 1 мол. сернистого газа на 1 мол. юкиси кальция,при температуре не выше 35, вторую — введением второй молекулы сернкстого газа без отнятия тепла, а третью—

- х"- б5177

Отв. редактор д. А. Михайлов Техн. редактор iN. В. Сжольикова

Л43624. Подписано к печати !8/11 !947 г. Тираж 503 зкз Цена 63 коп. Зак. 35!.

Типографии Госпланиадата, и » Воровского, Калуга доведением раствора бисульфита до заданной концентрации добавлением требуемого количества сульфата натрия с непрерывной подачей извести и пропусканием сернистого газа при постоянной рН раствора.

2, Прием выполнения способ» по и. 1, отличающийся тем, чч о процесс ведут в присутствии такого количества воды, чтобы концентрац ия раствора по ЬО в ко|нце ВТорой стадии не превышала !2 — l3",.