Способ получения бисульфита натрия

Класс 12, 21 РЙ 65177 СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ифе 1 ьсфнроьаяо д Бюро зсревсниЙ Госглани С.СС ии 1.Аа НИЛ. Гоф ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИСУЛЬФИТА НАТ явлено б сентября 1943 года в Наркогяхнмпром за М 213.43 (322 Опублнковано 31 августа 1943 годаИзвестнатриянатриягазом.процессав зквБУсульфатанасыщенгазом пэ но полученке бивзаиыодействиемс известью и сДля осушествлениимеется в видуолекулярных отнс известковым моие суспензии ссхеме: суль фита сульфата ернистымя этого смешение ошениях лском и ернистым г 1 а 504+ Са(ОН)а + 250 а== 2 ХаНЮа+ СаЯОПо окончании реакции предполагается отделение выпадавшего в осадок сернскислого кальция от раствора бисульфита катр:я фильтрованием илл другими известными в технике приемами.Однако попытки полученя указанным путем достаточно концедгрированного раствора бисульфита натрия, например, продукта с содержанием не менее 22,57 а с 10 г, предусмотренного Государственным Общесоюзным Стандартом (ГОСТ 902-41), или близкого к нему, встречают значительные препягстгзя, главным образом, кристаллохимического характера, заключасщиеся в том, что при воздействии сернистых газов на упомянутую выше сульфатно;известковую суспензшо уже е 1,3 1.1 ьои стадии процесса имеет место образование чрезвычано дисперсного осадка, вследствие чего реакционная пульпа настолько загустевает, что дальненшее насыщение ее газом становитсяневозможиым теченае реакции прекращается и процесс получения бксульфита остается нессущестеимьм.Даже при отказе от получения продукта с содержанием 22,5 Ь ЯОв и раЗбавления исходной сульфатнс; звестковой суспензи значительным количеств м воды, рассчитанным на получение раствора бксульфита концентрацией не богее 16 - 17% ЯОв - пе удастся в сксльконибудь значительной степени избежать указанных выше трудностей. В этом случае, хотя и удается избежать пс.оного загустевания реакцис 1 нной пульпъ и преяращения акции, но пульпа получается весьма вязкой и малоподвижной, что затрудняет работу мешалки, резко ухудшает абсср" цпо сернистого газа, замедляет течение реакции, снижает кснеерсцо сульфата в бисульфити, главсе, выпадавший в результате реакции осадок сульфата кальция сказывается настолькодиоперсцьгм, что отделение его ог раствора бисульфитнатрия представляет исключИтельные трудности.Указанный осадок не поддается ни отстаиванию, ни сгущению, ни фильтрэванкю и промывке на вакуумфильтрах, центрифугах к других проязводителцных аппаратах, применяемых в химической промышленност, вследствие чего и сам сульфатно-известковый метод получения бксульфита натрия оказывается гехнкчески нецелесообразным, нерентабельным и теряет пргктнчеокий интерес.В прэдлагаемом способе производства бисульфита натрия на базе сульфата натрия, извести и сернистого ангидрида предусматривается осуществлять прэцесс так, чтобы при получении как относитель зэ слабых растворов бисульфита натрия, например, концентрацией 16 - 17% ЗО, так и концентрированных, содержащих 22,5% 302 и выше, реакционная пульпа в течение всего процесса насыщения ее газом представляла собой жидкую, легко подвижную массу, хорошо абсорбирующую сернистый ангидрид. Масса,должна давать возможность полного завершения реакции образования бксульфита натрия, чтобы выпада 1 ощкй в результате осадок двух- водного сульфата кальция (гипса) находился в форме устойчивых крупнокрксталлических образований, обеспечивающих отделение их от указанных, выше растворов бисульфкта натрия с помощью весьма простых и производительных методов декантацки и фильтрования под вакуумом, илв фугования.Для этой цели реакция между сульфатом натрия, известью и сернистым газом разделяется на три отдельные стадии, каждая кз которых производится в условиях, наиболее благоприятствующих течению охватываемых ими химических и кристаллохимических процессов.В первой стадии в реакцию вводят сульфат и известь в присутствии весьма значительного избытка воды, соответствующего возможносги получения сильно разбавлецного раствсра, расчетная концентрация которого в результате первой и второй стадий прэцесса не должна превышать 12 - 13% Ю 2. Пркгоговленная таким образом суспензия обрабатывается сернистым газом в количестве 1 мол. Ю 2 на 1 мол. СаО в условиях охлаждения реакционной пульпы до температурыне выше 35 С. В этой стадии процесса входящий в состав реакционнок массы сульфат натрия не прийлмает непосредственного участия в реакции, и последняя сводится к нейтрализации известкового молока, согласно уравнению:Са ОН), + ЪО.,=СаЬО., + Н.,О (1, и образованию высокодисперсного легко разложимого сернистой ккслотой среднего сульфита кальция.Бо второй стадии, осуществляемой без отнятия тепла, в процесс вводится вго 1:эй моль ЯО 2, результатом чего являются грк одновременно протекающие реакции: а) поглощение серик стого газа водой с образованием сернистой к скоты (2), б) разложение последней среднего сульфита кальция с образованием в растворе кислого сульфита (бисульфита) кальция (3) и в) обмен между бисульфитом кальция и сульфатом натрия с образованием очень разбавленного, содержащего не более 12 - 13% ЯОя раствора бксульфита натрия и крупнокристаллического двухводного сульфата кальция (гвпса), согласно уравнений.ЯО,+ НО = Н:О (21 Н,БО + СаКО= СаНЯО)(3)Са(НЯО),+Ха,80,+2 Н,О = - =2 Ха НЯО+ Са ЬО, 2 Н,О (4)В третьей стадии, не расфильтровывая полученной пульпыв нее вводят вторую порцию сульфата натрия в количестве, рассчитанном на повышение концентрации раствора до 22,5 - 23,0% ЯО, клк до любой другой заданной концентрацеи в этих пределах, после чего, продолжая насыщение сернистым газом, вводят в реакцию в сухом виде измельченную известь клк пушонку в количестве 1 мол. СаО на 1 мол. введенного со второй порцией11 а 2 ЯО. При этом известь следует вводить возмояио более мелкими дозами, осуществляя непрерывное питанее с таким расчетом, чтобы количество поступающей в единицу времени извести не превышало эквивалентиого ему количества поглощаемого реакционной массой сернистого ангидрида, согласно реакций:2 ьО,-+2 Н.О= - 2 Н.,ЯО,2 Н,Ю,+СО - Са 1 НЯО,.1 1 и далее:Сл(НЯО.,1,+ Ма.Ю,+2 НО =- =2 Х 1 БО, Са 80,"Н, О.т. е. чтобы процесс образования бисульфита натрия и гипса протекал при постоянной рН раствора, неносредственно через растворимый кислый сульфит кальция, минуя образование осадка среднего сульфнта кальция.Полученный в указанных условиях осадок, состоящий из крупнь.х устойчивых кристаллов гипса, легко отделяется от концентрированного раствора бисульфита натрия декантациеи и фильтрсванием на вакуум- фильтре, центрифуге или :побом другсм известн 1 эм аппарате.Влажнссть осадка не превышает 20 фо гигрооколической Н,О.В течение всех трех стадий процесса получения бисульфита натрия реакционная масса сохраняет жидкое, легко подвижное состояние. Коэфициент кснверсии сульфата натрия в бисульфит ссставляет около 95%. При применении системы из 3 - 4 сатураторов барботажного типа достигается практически полное поглощение и использование сернистого ангидр 1 ида. Общая продолжительность процесса получения бисульфита натрия концентрацией 22 - 23% ЯО. составляет 6 - 7 часов.По предлагаемому спссобу испоечьзуют обычный сернистый газ, концентрацией 7 - 94 Ю 2, применяемый и при производстве солей сульфитиого ряда содовым методом.Пример. Получение 22, 52- процентного раствора бисульфита натрия. В реактор бар 5 отажного типа с мешалкой и водяным охлаждением загружается:230 кг воды или промывного раствора,100 кг сульфата натрия, содержащего 9 бооо ХаЯО 4, и310 кг известкового молока концентрацией 13,5 "о СаО.Суспензия насыщается 8-процентным сернистым газом в количестве 43 кг ЯО., при температуре 30 - 35 (охлаждение водой) в течение 45 минут (1-ая стадия) и в количестве 43 кг ЯО при температуре 35 и выше (без охлаждения водой) и течение 2 час, 15 мин. (2-ая стадия).Далее в реактор добавляется: 93 кг сульфата натрия, содержащего 96% Ма ЯО - единовременно и 56 кг пушснкн, содержащен 71 СаО, - непрерывно в течение 4 часов при одновременном насыщении пульпы сернистым газом в количест 1 ве 40,5 кг (3-я стад;ия).Реакциснная пульпа отстаивается в течение 1,5 часа, раствор сисульфита декантируется, сгущенный осадок отфильтровывается на нутчфильтре и промывается 250 л воды. Раствор бисульфита натрия содер,р.н г; 22,.;"; общего ;О22,5 оо бисУльфитного 5 СЬОсадок гипса содержит 17,5% НО и следы вюдорастворимсго 50 .Промывной раствор содержит 5,8 оо бисульфитного 50; он возвращ",ется в процесс и служит для приготовления сульфатнс-известковой супензии в первой стадии. Предмет изобретения1. Спсссб получения бисульфита натрия взаимодействием сульфата натрия с известью и сернистым газом, отличаю щи й с я тем, что, с целью получения концентрированного раствора бисульфита и легко фильтрующегося гипса, процесс проозодят в три стадии: первую введением 1 мол. сернистого газа на 1 мол. юкиси кальция,при температу 1 ре не выше 35, вторую - введением второй молекулы сернистого газа без отнятия тепла, а третью -а 65177 Отв. редактор Д. А. Михайлов Техн. редактор М. В. СжольиковаЛ 43624. Подписано к печати 18/11 1947 г. Тираж 503 зкз Цена 63 коп. Зак. 351. Типографии Госпланиздата, ич, 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 спосооа по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чч о процесс ведут в присутствии такого количества воды, чтобы концентрация раствора по ЬО в конце второй стадии не превышала 2 - 13", .