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" Procédé pour la préparation simultanée d'acide sulfurique, d'acide chlorhydrique et de chlorure de sodium".
Il est généralement connu qu'en faisant passer de l'acide chlorhydrique et de l'anhydride sulfureux dans de l'eau, il se forme de l'acide chlorhydrique et de l'acide sulfurique selon la réaction suivante :
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le Cl + SO + 2H 0 = H SO + 2HC1
2 2 . 2 4 Nos recherches ont démontré qu'il est possible d'opérer cette réaction non pas/seulement en présence d'eau, mais également
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dans des solutions de sulfate de sodium ou bisulfate de sodium.
L'acide chlorhydrique formé selon la réaction n I réagit immédiatement avec le sel suivant la formule : II. Na' 30 + 2HC1 = H SO + 2Na C1
2 4 2 4 En résumé la réaction se fait selon l'équation suivante : III. Na SO + 2H 0 + C1 + SO + 2H so + 2NaC1
2 4 2 2 2 4 Il ressort de l'équation II que deux molécules d'eau sont utilisées pour la réaction, toute l'eau en excès ne sert qu'à diminuer la concentration des acides sulfuriques etchlorhydri- queproduits.
Tour pouvoir précipiter la chlorure de sodium: il est indispensable d'augmenter la co'ncentrationd'acide chlorhydrique, dans la solution. La séparation du sel peut être réalisée .par n'importe quel moyen courant, tel- que décantation, filtration, etc.
La séparation de l'acide chlorhydrique en excès de l'acide sulfurique formé peut Être réalisée par exemple en concentrant l'acide sulfurique, ou par un barbotage à l'air, afin d'éliminer les dernières traces d'HC1. En opérant dans des conditions appropriées, il est possible d'obtenir les deux acides à l'état pur. Il a été reconnu que l'élimination complète ;:le l'acide chlorhydrique n'est atteinte qu'à une concentration de l'acide sulfurique d'au moins 70 à 75 %.
Lanécessité de porter la concentration de l'acide sulfurique à un talpoint nécessite une dépenderelativement importante de combustiole, pour la réduire, on pent réaliser avantagausement la réaction ? III non pas en phase aqueuse, mais en phase solide, c'est-à-dire avec des sels ne contenant pas ou ne contenant que des quantités variables d'Eau. de cris- tallisation. Dans le cas des sulfates de sodium ou des bisulfa-
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tes' contenant de l'eau de cristallisation, leur transformation au moyen du chlore et de l'anhydride sulfureux donne des rendements presque théoriques en acide sulfurique chlorhydrique et chlorure de sodium.
En outre, on a constaté qu'il n'est pas nécessaire de travailler en présence du chlore et de l'anhydride sulfureux mais que cette dernière peut être remplacée même par du soufre élémentaire. La concentration de l'acide sulfurique peut être obtenue aussi par adjonction d'anhydride sulfurique (SO ). Il
3 est égaleront possible de traiter d'abord, le sel de Glauber par de l'acide chlorhydrique, de séparer le chlorure desodium précipité, et de concentrer ensuite les eaux mères en les traitant à leur tour avec du chlore et de l'anhydride sulfu- reux. Il se forme ainsi, comme déjà exposé, de l'acide sulfu- rique etde l'acide chlorhydrique', la teneur en acide chlor- hydrique étant fonction de la concentration de l'acide sulfuri- que.
L'acide chlorhydrique ainsi récupéré est remis dans le circuit, pour la transformation du/a el de Glauber.
Il est évident que le chlore et l'anhydride sulfureux peuvent être remplacés 'par de l'anhydride sulfurique (SO ). le schéma général de la réaction se présente de la
3 façon suivante :
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Ce nouveau mode d'opération, présente un très grand intérêt tant au point de vue technique qu'au point de vue économique, pour la valorisation des sulfates et bisulfates de soude. On peut appliquer ce procédé aussi bien aux sulfates de soude solides avec des quantités d'eau de cristallisation variables, qu'à leurs solutions, notamment aux solutions pro- venant des bains des fabriques de viscose, soie artificielle, fibranne ou cellophane.
Le quantité d'acides sulfurique et chlorhydrique formés dépend de la quantité d'eau disponible. Le production
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d'acides est donc plus grande dans le cas de 1 ' eimnl oi de solu- tions que clans celui des sels solides.
Du fait que la formation de l'acide sulfurique selon la formule n III absorbe d'une part par molécule d'H SO deux
2 4 molécules d'eau et est accompagnée de la formation d'une molécule d'H SO, cette réaction entraîne une concentration
2 4
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correspondante de l'acide aulfurique restant.
La réalisation technique du procédé à titre d'exemple
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peut se f 2. ire de la façon suivante : Co:n'cre E9 pareil de réaction on utilise un ou plusieurs récipients à revêtement résistant aux soldes , munis d'agitateurs
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avec possibilité de refroidissement artificiel. L'&.1T.ÇRrBi1 est chz:rgé par du sulfate solide, par un sel de Gisuber. Le chlore et l'anhydride sulfureux à l'état gazeux sont introduits dans la !il8SSe, maintenue en 8:;it8tion. Avec ce sel par Gzecl1:1e, un refroidissement intense de la n,',sse se produit, elle commence à fondre à +8 , sans qu'il y xi précipitation du sulfate anhydre.
En continuant l'introduction du chlore et de l'anhydrede sulfu- reux, 1s température de la a :1; r s 8\):;Llente et le chlorure ds sodium commence à précipiter.
Pour obtenir une précipitation complète du chlorure de sodium, il est nécessaire d'augmenter la concentration de
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l'solde chlorhydrioue dans l'acide sulfurique en continuant à
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introduire du chlore et de l'anhydride sulfureux dans la masse maintenue en agitation, en abaissant la température. Le chlorure de sodium est séparé de la solution par centrifugation. Il subit ensuite un lavage avec une solution aqueuse d'acide chlor- hydrique ou de chlorures de sodium, et les eaux mères constituées par de l'acide sulfurique et de l'acide chlorhydrique dilués sont ensuite portées à une concentration d'acide sulfurique d'au moins 70 à 75 %.
L'acide chlorhydrique gazeux éliminé retourne dans le cycle. les dernières traces de chlore, d'anhydride sulfureux et d'acide chlorhydrique, contenues dans l'acide sulfu- rique peuventêtre éliminées par barbotage d'air comprimé.
Le chlorure de sodium ainsi obtenu peut être soumis à une électrolyse dans le but d'obtenir d'une part une lessive de soude et d'autre part du chlore qui retourne dans le cycle de régénération. On obtient ainsi une fabrication en cycle fermé qui absorbe du sulfate de sodium et fournit de la lessive de soude etde l'acide sulfurique.
Il est évident que lespertes en chlore en cours de réaction doi'vent être compensées par une adjonction de chlorure de sodium, et de même les pertes en anhydride sulfureux par du soufre.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la préparation simultanée de l'acide sulfurique, de l'acide chlorhydrique et du chlorure de sodium à partir du sulfate ou du bisulfate.de sodium sous forme de sels, caractérisé par le traitement de ces sels au moyen du chlore e t de l'anhydride sulfureux.
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"Process for the simultaneous preparation of sulfuric acid, hydrochloric acid and sodium chloride".
It is generally known that by passing hydrochloric acid and sulfur dioxide in water, hydrochloric acid and sulfuric acid are formed according to the following reaction:
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Cl + SO + 2H 0 = H SO + 2HC1
2 2. 2 4 Our research has shown that it is possible to operate this reaction not / only in the presence of water, but also
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in solutions of sodium sulfate or sodium bisulfate.
The hydrochloric acid formed according to reaction n I reacts immediately with the salt according to the formula: II. Na '30 + 2HC1 = H SO + 2Na C1
2 4 2 4 In summary, the reaction is carried out according to the following equation: III. Na SO + 2H 0 + C1 + SO + 2H so + 2NaC1
2 4 2 2 2 4 It appears from equation II that two molecules of water are used for the reaction, all the excess water only serves to decrease the concentration of sulfuric and hydrochloric acids produced.
To be able to precipitate sodium chloride: it is essential to increase the concentration of hydrochloric acid in the solution. The separation of the salt can be accomplished by any common means, such as decantation, filtration, etc.
The separation of the excess hydrochloric acid from the sulfuric acid formed can be carried out for example by concentrating the sulfuric acid, or by bubbling in air, in order to eliminate the last traces of HCl. By operating under suitable conditions, it is possible to obtain both acids in the pure state. It has been recognized that complete elimination;: hydrochloric acid is only achieved at a sulfuric acid concentration of at least 70-75%.
The need to bring the concentration of sulfuric acid to a talpoint requires a relatively large dependence on combustiole, to reduce it, we can carry out the reaction advantageously? III not in aqueous phase, but in solid phase, that is to say with salts not containing or containing only variable amounts of water. crystallization. In the case of sodium sulfates or bisulfates
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tes' containing water of crystallization, their transformation by means of chlorine and sulfur dioxide gives almost theoretical yields of hydrochloric sulfuric acid and sodium chloride.
In addition, it has been found that it is not necessary to work in the presence of chlorine and sulfur dioxide, but that the latter can be replaced even by elemental sulfur. The concentration of sulfuric acid can also be obtained by adding sulfuric anhydride (SO). he
3 is also possible to treat first, Glauber's salt with hydrochloric acid, to separate the precipitated sodium chloride, and then to concentrate the mother liquors by treating them in turn with chlorine and sulphurous anhydride. - reux. As already stated, sulfuric acid and hydrochloric acid are thus formed, the content of hydrochloric acid being a function of the concentration of sulfuric acid.
The hydrochloric acid thus recovered is returned to the circuit for the transformation of / a el Glauber.
It is obvious that chlorine and sulfur dioxide can be replaced by sulfur trioxide (SO). the general scheme of the reaction is presented from the
3 as follows:
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This new mode of operation is of great interest both from a technical and an economic point of view, for the upgrading of sodium sulphates and bisulphates. This process can be applied both to solid sodium sulphates with variable amounts of water of crystallization, and to their solutions, in particular to solutions from the baths of viscose, artificial silk, fibran or cellophane factories.
The amount of sulfuric and hydrochloric acids formed depends on the amount of water available. Production
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of acids is therefore greater in the case of the release of solutions than in that of the solid salts.
Due to the fact that the formation of sulfuric acid according to formula III absorbs on the one hand per molecule of H SO two
2 4 water molecules and is accompanied by the formation of an H SO 2 molecule, this reaction leads to a concentration
2 4
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corresponding to the remaining aulfuric acid.
The technical realization of the process by way of example
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can be f 2. ire as follows: Co: n'cre E9 same reaction one or more containers with a sales resistant coating, fitted with stirrers are used
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with possibility of artificial cooling. The &. 1T.ÇRrBi1 is chz: regulated by solid sulphate, by a Gisuber's salt. Chlorine and sulfur dioxide in the gaseous state are introduced into the! Il8SSe, maintained at 8:; it8tion. With this salt by Gzecl1: 1e, intense cooling of the n, ', s occurs, it begins to melt at +8, without precipitation of the anhydrous sulfate.
Continuing the introduction of chlorine and sulfurous anhydride, the temperature of the a: 1; r s 8 \) :; Llente and sodium chloride begins to precipitate.
To achieve complete precipitation of sodium chloride, it is necessary to increase the concentration of
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the hydrochloride balance in sulfuric acid while continuing to
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introduce chlorine and sulfur dioxide into the mass kept stirring, lowering the temperature. The sodium chloride is separated from the solution by centrifugation. It is then washed with an aqueous solution of hydrochloric acid or sodium chlorides, and the mother liquors consisting of dilute sulfuric acid and hydrochloric acid are then brought to a concentration of sulfuric acid d 'at least 70 to 75%.
The removed gaseous hydrochloric acid returns to the cycle. the last traces of chlorine, sulfur dioxide and hydrochloric acid, contained in sulfuric acid can be removed by bubbling compressed air.
The sodium chloride thus obtained can be subjected to electrolysis in order to obtain, on the one hand, a sodium hydroxide solution and, on the other hand, chlorine which returns to the regeneration cycle. A closed cycle production is thus obtained which absorbs sodium sulfate and provides sodium hydroxide solution and sulfuric acid.
It is obvious that the losses of chlorine during the reaction must be compensated by an addition of sodium chloride, and likewise the losses of sulfur dioxide by sulfur.
CLAIMS.
1.- Process for the simultaneous preparation of sulfuric acid, hydrochloric acid and sodium chloride from sodium sulfate or bisulfate in the form of salts, characterized by the treatment of these salts by means of chlorine and sulfur dioxide.