BRPI0700896B1

BRPI0700896B1 - manufacturing process of a chemical reducing agent based on so2, ammonium bisulfite and sodium bisulfite.

Info

Publication number: BRPI0700896B1
Application number: BRPI0700896A
Authority: BR
Inventors: Bruno Nogueira Rodrigues
Original assignee: Amonex Do Brasil Indústria E Comércio Ltda
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2016-04-26
Also published as: BRPI0700896A

Abstract

processo de fabricação de um agente redutor químico a base de so~ 2~ e um agente redutor químico a base de so~ 2~ , utilizado como substituto do bissulfito de sódio convencional, e mais especificamente, dito produto obtido pela reação química do dióxido de enxofre e soda cáustica, estabilizados estequiometricamente com o produto de outra reação química entre o dióxido de enxofre e a amônia anidra.a process of manufacturing a so-2 ~ chemical reducing agent and a so-2 ~ chemical reducing agent used as a substitute for conventional sodium bisulfite, and more specifically said product obtained by the chemical reaction of sulfur and caustic soda, stabilized stoichiometrically with the product of another chemical reaction between sulfur dioxide and anhydrous ammonia.

Description

"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM AGENTE REDUTOR QUÍMICO A BASE DE S02, BISSULFITO DE AMÔNIO E BISSULFITO DE SÓDIO" CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO"Process of Manufacturing a Chemical Reducing Agent Based on S02, Ammonium Lysulphite and Sodium Lysulphite" TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

[1] Refere-se a presente invenção a um processo de fabricação de um agente redutor químico a base de SO2, bissulfito de amônio e bissulfito de sódio, utilizado como substituto do bissulfito de sódio convencional, e mais especificamente, dito produto obtido pela reação química do dióxido de enxofre e soda cáustica, estabilizados estequiometricamente com o produto de outra reação química entre o dióxido de enxofre e a amônia anidra.[1] This invention relates to a process for manufacturing a chemical reducing agent based on SO2, ammonium bisulfite and sodium bisulfite, used as a substitute for conventional sodium bisulfite, and more specifically, said reaction product. sulfur dioxide chemistry and caustic soda, stabilized stoichiometrically with the product of another chemical reaction between sulfur dioxide and anhydrous ammonia.

HISTÓRICO DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[2] Como é de conhecimento dos técnicos no assunto, o bissulfito de sódio é aplicado principalmente como agente branqueador em diversos tipos de indústria, tal como clareamento de polpa de celulose, bem como para tratamento de efluentes. O bissulfito de sódio é utilizado em processos de viragem, em galvanoplastia, em tratamento de curtumes, em indústria farmacêutica, como conservante alimentício, como seqüestrante de oxigênio e redutor de metais pesados.[2] As is well known to those skilled in the art, sodium bisulfite is mainly applied as a bleaching agent in various types of industry, such as pulp bleaching as well as for effluent treatment. Sodium bisulfite is used in turning processes, in electroplating, in tanning treatment, in the pharmaceutical industry, as food preservative, as oxygen scavenger and heavy metal reducer.

[3] Quimicamente se equivale ao metabissulfito de sódio dissolvido em água. Utiliza-se também o bissulfito de sódio como preservativo de reveladores e também na composição de fixadores ácidos e banhos de paragem, onde pode substituir o metabissulfito de sódio.[3] Chemically equivalent to sodium metabisulphite dissolved in water. Sodium bisulfite is also used as a developer preservative and also in the composition of acid fixers and stop baths where it can replace sodium metabisulfite.

[4] O bissulfito de sódio (NaHS03) é uma solução levemente amarelada, comercializada a granel (tanques) ou em bombonas de 50 litros.[4] Sodium bisulfite (NaHS03) is a slightly yellowish solution sold in bulk (tanks) or in 50 liter pails.

[5] O bissulfito de sódio (NaHS03) também pode ser chamado de sulfito de sódio ácido, metabissulfito de sódio ou ainda como pirosulfito de sódio.[5] Sodium bisulfite (NaHS03) may also be referred to as acid sodium sulfite, sodium metabisulfite or sodium pyrosulfite.

[6] Durante o tratamento de efluentes nas indústrias siderúrgicas, o bissulfito de sódio em solução é aplicado no tratamento de águas de coquerias, promovendo uma reação de oxi-redução com os metais pesados solubilizados (chumbo, arsênio, crômio) tornando-os passíveis de filtração e separação do efluente a ser emitido pela Estação de Tratamento de Esgoto (ETE).[6] During effluent treatment in the steel industry, sodium bisulfite in solution is applied in the treatment of coke oven water, promoting an oxy-reduction reaction with solubilized heavy metals (lead, arsenic, chromium) making them passable. filtration and separation of the effluent to be issued by the Sewage Treatment Station (ETE).

[7] A solução de bissulfito de sódio, que é normalmente aplicada apresenta a concentração de aproximadamente 35%, com o equivalente a 21% de S02. 0 S02 contido no produto, é a molécula responsável pela reação de oxi-redução com os metais pesados.[7] The normally applied sodium bisulfite solution has a concentration of approximately 35%, with the equivalent of 21% of SO2. The SO2 contained in the product is the molecule responsible for the oxy-reduction reaction with the heavy metals.

[8] Outro caso usual de aplicação do bissulfito de sódio é na indústria de papel e celulose. No processo de alvejamento da polpa de celulose, normalmente usam-se reagentes químicos oxidantes como o dióxido de cloro e peróxido de hidrogênio, para a extração de ligninas e o branqueamento da polpa. Após a obtenção da polpa alvejada é necessário que todo o resíduo desses oxidantes sejam reduzidos (neutralizados) e essa é a função da solução de bissulfito de sódio que, nesses momentos, é dosada no fluxo da suspensão de polpa alvejada.[8] Another usual case of sodium bisulfite application is in the pulp and paper industry. In the pulp bleaching process, oxidizing chemical reagents such as chlorine dioxide and hydrogen peroxide are commonly used for lignin extraction and pulp bleaching. After obtaining the bleached pulp, it is necessary that all the residue of these oxidants be reduced (neutralized) and this is the function of the sodium bisulfite solution which, at these times, is dosed in the flow of the bleached pulp suspension.

[9] Como no caso anterior a molécula responsável pela oxi-redução é o S02, que reage com os resíduos de CI02 e H202 contidos na polpa alvejada. A solução de bissulfito de sódio normalmente aplicada tem concentração de aproximadamente 40% com o equivalente a 24% de S02.[9] As in the previous case, the oxidoreduction molecule is SO2, which reacts with the residues of CO2 and H2O contained in the targeted pulp. The normally applied sodium bisulfite solution has a concentration of approximately 40% with the equivalent of 24% of SO2.

[10] Ocorre que, apesar de amplamente utilizado, as indústrias que utilizam o bissulfito de sódio para tratamento de efluentes devem utilizar uma quantidade considerável deste produto, para que o efluente atinja um grau de pureza considerado e o processo de tratamento seja eficiente.[10] It appears that, although widely used, industries using sodium bisulfite for wastewater treatment must use a considerable amount of this product in order for the effluent to reach a considered degree of purity and the treatment process to be efficient.

[11] Outra desvantagem presente nas indústrias que utilizam o bissulfito de sódio, refere-se a movimentação de grandes volumes de produto, devido à baixa concentração de ativo na solução de bissulfito de sódio comum.[11] Another disadvantage present in industries using sodium bisulfite is the movement of large volumes of product due to the low concentration of active in the common sodium bisulfite solution.

[12] Soluções contendo NH4HSO3 + NaHS03 e S02 destinadas ao tratamento de efluentes e ao alvejamento de polpa de celulose, são conhecidas dos documentos GB945023, US4357256 e GB1077008, porém referidos documentos não antecipam as características de processamento previstas na presente solicitação.[12] Solutions containing NH4HSO3 + NaHS03 and S02 for wastewater treatment and pulp bleaching are known from GB945023, US4357256 and GB1077008, but these documents do not anticipate the processing characteristics provided for in this application.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃOBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[13] Foi pensando em evitar ditas desvantagens e agregar outros benefícios relacionados ao meio ambiente, que os inventores elaboraram o produto em questão.[13] By thinking of avoiding such disadvantages and adding other environmental benefits, the inventors elaborated the product in question.

[14] É pois, o objetivo da presente invenção obter um agente redutor químico a base de SO2, que apresente maior eficiência que a solução de bissulfito de sódio convencional, e ainda auxilie na nutrição de microorganismos melhorando a performance de todo o tratamento de efluentes.[14] It is therefore the object of the present invention to obtain a SO2-based chemical reducing agent which is more efficient than conventional sodium bisulfite solution and further assists in the nutrition of microorganisms by improving the performance of all effluent treatment. .

[15] Outro objetivo da presente invenção é obter um agente redutor químico a base de SO2 que reduza os custos logísticos presentes nas indústrias que utilizam o bissulfito de sódio convencional.[15] Another object of the present invention is to obtain a SO2-based chemical reducing agent that reduces the logistic costs present in industries using conventional sodium bisulfite.

[16] Outro objetivo da presente inovação é obter um sal agente redutor químico a base de SO2 que apresente características de performance melhores que o bissulfito de sódio convencional, reduzindo a quantidade de insumos gastos nas estações de tratamento de efluente.[16] Another objective of the present innovation is to obtain a SO2-based chemical reducing agent salt that has better performance characteristics than conventional sodium bisulfite, reducing the amount of inputs spent at effluent treatment plants.

[17] Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção são alcançados através de um agente redutor químico a base de SO2, produto de um processo de reação química do dióxido de enxofre e soda cáustica que são estabilizados estequiometricamente com o produto de uma outra reação química entre o dióxido de enxofre e o Hidróxido de Amônia (NH4OH) obtido da reação entre Amônia Anidra (NH3) e água.[17] These and other objects and advantages of the present invention are achieved by a SO2-based chemical reducing agent, product of a chemical reaction process of sulfur dioxide and caustic soda which are stoichiometrically stabilized with the product of another reaction. chemistry between sulfur dioxide and ammonium hydroxide (NH4OH) obtained from the reaction between anhydrous ammonia (NH3) and water.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOSDESCRIPTION OF DRAWINGS

[18] A seguir a reação química para obtenção da solução do sal será descrita com referência na figura anexa a qual, representa um fluxograma deste processo de fabricação.[18] Following the chemical reaction to obtain the salt solution will be described with reference to the attached figure which represents a flowchart of this manufacturing process.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[19] Inicialmente, com os reatores previamente lavados e descontaminados, os sistemas de resfriamento, de aspiração e de lavagem de gases são ligados. Em seguida, a soluções de soda cáustica e de hidróxido de amônia são adicionados quantitativamente nos respectivos reatores. Posteriormente a agitação é ligada e esta permanece funcionando até o final do processo. Após essa etapa inicial, começa a reação do dióxido de enxofre, controlando a velocidade de reação em função da temperatura, que deve ser mantida na faixa desejada de 25°C a 40°C, devendo interromper a reação quando o pH do produto estiver na faixa ideal de 3, 5 a 4, 5. A reação com o hidróxido de amônio, que ocorre no reator 2, deve ser interrompida quando o pH do produto estiver na faixa ideal de 3, 5 a 4, 5. Após essa primeira etapa de produção de intermediários, é feita uma análise do processo e então os intermediários são transferidos quantitativamente para o reator 3, sendo que a proporção dos intermediários nesse reator é calculada estequiometricamente de modo o produto final contenha as concentrações de sódio, amônio, dióxido de enxofre especificado. Em seguida se resfria o produto até atingir preferencialmente a temperatura de 25 °C, se for necessário, corrigir o pH para a faixa de 3,5 a 4,5 e o peso específico do produto final nos limites especificados que são 1,25 g/ml a 1,30 g/ml.[19] Initially, with previously flushed and decontaminated reactors, the cooling, suction and gas flushing systems are turned on. Then, caustic soda and ammonium hydroxide solutions are added quantitatively in the respective reactors. Subsequently, the stirring is switched on and it remains in operation until the end of the process. After this initial step, the reaction of sulfur dioxide begins, controlling the reaction rate as a function of temperature, which should be kept in the desired range of 25 ° C to 40 ° C, and stopping the reaction when the product pH is at ideal range 3, 5 to 4, 5. The reaction with ammonium hydroxide that occurs in reactor 2 should be stopped when the pH of the product is in the ideal range of 3, 5 to 4, 5. After this first step In the production of intermediates, a process analysis is performed and then the intermediates are quantitatively transferred to reactor 3, and the proportion of intermediates in this reactor is calculated stoichiometrically so that the final product contains the concentrations of sodium, ammonium, sulfur dioxide. specified. The product is then cooled down to preferably 25 ° C, if necessary correcting the pH to the range 3.5 to 4.5 and the specific weight of the final product within the specified range of 1.25 g. / ml to 1.30 g / ml.

[20] Apesar de ter sido descrito e ilustrado um conceito preferido dessa solução cabe salientar que outras soluções são passíveis de realização sem que se fuja do escopo da presente invenção.[20] Although a preferred concept of this solution has been described and illustrated, it should be noted that other solutions are achievable without departing from the scope of the present invention.

Claims

[1] "MANUFACTURING PROCESS OF A SO2 BASED CHEMICAL REDUCING AGENT AMMONIUM AND SODIUM BISULFIT", with previously washed and decontaminated reactors, characterized in that the cooling, suction and gas scrubbing systems are connected. ; then caustic soda and ammonium hydroxide solutions are quantitatively added to the respective reactors; Afterwards the stirring is turned on and it remains working until the end of the process; After this initial stage, the reaction of sulfur dioxide with caustic soda, which occurs in reactor 1, begins, controlling the reaction rate as a function of temperature, which should be kept in the desired range of 25 ° C to 40 ° C. stop reaction when product pH is in optimal range 3.5 to 4.5; promote the reaction with ammonium hydroxide and sulfur dioxide, which occurs in reactor 2, being interrupted when the pH of the product is in the ideal range; After this first step in the production of intermediates, they are quantitatively transferred to reactor 3, and the proportion of intermediates in this reactor is calculated stoichiometrically so that the final product contains a mixture of NH4HSO3 + NaHSC> 3 at concentrations that can be range from 20 to 60%; The product is then cooled to preferably 25 ° C. If necessary, the pH is corrected to the range 3.5 to 4.5 and the specific weight of the final product to the specified limits of 1.25. g / ml to 1.30 g / ml.