CN100554146C - 一种生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法，(1)将甲酸钠溶于甲醇和水的混合物制成溶液A，将焦亚硫酸钠和甲醇混合，然后通入SO2制成溶液B，将溶液A和溶液B混合反应，反应结束后压滤、洗涤得到母液和滤饼，滤饼干燥即得到保险粉；(2)取母液的一部分回用于溶解甲酸钠，其余部分加碱、过滤、得到亚硫酸钠，滤液回收甲醇后余下残液；(3)将残液与木钠混合后加入亚硫酸钠，然后加甲醛，再加液碱调pH值，升温反应后得到木质素磺酸钠浆料。本发明方法不但无废水产生，还可以使木质素磺酸钠的生产充分利用保险粉残液中的亚硫酸钠及氢氧化钠等和木质素进行反应，有利于环境保护，节省了木质素磺酸钠生产的原料成本。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产中副产物的综合利用，尤其涉及一种生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法。
背景技术
保险粉(连二亚硫酸钠，Na2S2O4)是一种常用的化工试剂，现有技术大多是采用甲酸钠法生产保险粉，过程为：在带有搅拌的反应釜中预先加入溶剂甲醇和甲酸钠进行混合，而后并流加入30-60％的液碱和甲醇--二氧化硫的吸收液，在控制反应PH值和温度的条件下，首先反应生成亚硫酸钠，而后甲酸钠还原亚硫酸钠生成保险粉，待到PH值上升到微酸性，反应完成，釜中物料放出去过滤，洗涤，干燥，得到产品保险粉，滤液通过分层，部分套用，部分回收溶剂，然后形成残液。但该残液既含有强碱又含有强还原剂，其化学耗氧量非常大，对环境污染很严重，目前国内只有很少数厂家对母液进行回收利用，其原理是对母液加热，分步结晶，得粗产品Na2SO3和NaOH等碱，其中焦亚硫酸钠的纯度一般在在45-70％之间，一般厂家回收设备都很小，只能处理30％左右的母液，大部分直接排放，对环境造成了极大的污染。
木质素磺酸钠是也一种常用的化工试剂，现有生产技术大多是将木质素(色土)加入水中打浆，加入工业品亚硫酸钠和工业品甲醛溶液(含量在37％左右)，加液碱调整PH值在8.5-12.5，开始控制温度在50-90℃反应1-2小时，然后调整温度在70-140℃保温反应5-6小时。保温反应结束，冷却，过滤，即得木质素磺酸钠的桨料，直接用于染料的后处理，或进喷塔喷干。其投料质量比：M木钠∶M亚硫酸钠∶M液碱∶M甲醛＝1∶0.25-0.48∶0.15-0.30∶0.22-0.35。
如何有效的解决或综合利用保险粉生产的残液问题，一直是困扰本领域技术人员的技术难题。
发明内容
本发明提供一种工艺结合紧密、降低总生产成本的环保的生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法。
一种生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法，步骤如下：
将甲酸钠溶于甲醇和水的混合物(首次生产使用甲醇和水的混合物，甲醇和水的混合物中甲醇和水的质量比为1∶0.1～0.5；连续生产后使用回收甲醇和回用的母液)制成溶液A，将焦亚硫酸钠和甲醇混合，然后通入SO2制成溶液B，将溶液A和溶液B混合，混合时放热，控制温度不高于85℃，同时通入N2作为保护气，在81-84℃保温反应3～6小时，优选4小时，反应结束后将反应体系进行压滤、洗涤得到母液和滤饼，滤饼干燥即得到保险粉。
以质量比计，SO2∶甲酸钠∶焦亚硫酸钠＝1∶1.5-2.0∶1.35-1.70。
反应中甲醇和水及回用的母液只是起到溶剂的作用，用量对反应影响不大，可根据物料的流动性要求适量使用。
生产保险粉的反应方程式：
2HCOONa+Na2S2O5+2SO2＝2Na2S2O4+2CO2+H2O
压滤、洗涤得到的母液一部分(约占总体积70～90％，优选80％，该部分以下称为母液A)用于保险粉的合成套用，其余部分(该部分以下称为母液B)用碱液中和至PH8-11，有固体析出，过滤、得到的滤饼即亚硫酸钠，得到的滤液通过精馏分离出甲醇并回用，分离出甲醇后的残液中约含NaOH等碱20-40kg/t；Na2SO310-40kg/t；HCOONa等其它杂质10-30kg/t，一般每生产1吨保险粉约形成0.3-1.0t(吨)残液。
残液可直接用于下步生产分散剂木质素磺酸钠。另外为了进一步综合利用副产物，使反应流程更加合理，可以将残液静置沉降，得到上层液(略清)和下层液(含沉降物、略浊)，取部分下层液(下层液总体积的1/3-2/3)用于配制碱液，碱液用于母液B的中和；另外1/3-2/3下层液和上层液及从母液B中分离出的亚硫酸钠用于下步生产分散剂木质素磺酸钠。
将保险粉残液(可以是所述的残液的全部，也可以是分离出部分下层液后的部分残液)与木质素(色土)(木质素可采用市售，生产厂家如湖南怀化舞沅林化有限公司，湖南岳阳纸业股份有限公司等)及保险粉生产中回收的亚硫酸钠(含量一般在88％以上)混合打浆，，然后加入工业品甲醛(一般是甲醛质量含量为37％左右的水溶液)，再加入液碱(NaOH溶液)调PH值在9.0-13.0之间，优选11.5-12.5，在50-90℃下进行第一阶段反应1-2小时，第一阶段反应温度优选60-75℃；反应结束后在70-140℃进行第二阶段反应5-6小、时，第二阶段反应反应温度优选90-110℃，反应结束后，将反应体系冷却至70-80℃，过滤除去极少量纤维质，即得到木质素磺酸钠浆料，木质素磺酸钠的桨料可直接用于染料的后处理，或去干燥。
生产木质素磺酸钠的主要原料质量比为：
木质素(折百计)∶亚硫酸钠(折百计)∶甲醛(折百计)∶保险粉残液＝1∶0.16-0.27∶0.082-0.13∶1-3.0
优选质量比为：木质素(折百计)∶亚硫酸钠(折百计)∶甲醛(折百计)∶保险粉残液＝1∶0.19-0.23∶0.09-0.11∶1-2.5
生产木质素磺酸钠的反应式如下：
Na2SO3+CH2O+H2O→HOCH2SO3Na+NaOH
本发明方法在现有技术基础上对保险粉生产过程进行了改进，不但无废水产生，还可以使木质素磺酸钠的生产充分利用保险粉残液中的亚硫酸钠及氢氧化钠等和木质素进行反应，而其它物质不影响产品的质量和性能，避免了保险粉生产的废水排放，有利于环境保护，节省了木质素磺酸钠生产的原料成本。
附图说明
图1为本发明生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的的保险粉生产工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
参见附图1，本发明生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法为：
将甲酸钠溶于回收甲醇和套用的母液，制成溶液A，(第一次投料时加入甲醇和一定量水，控制甲醇与水质量比在1∶0.28左右)，将焦亚硫酸钠和甲醇混合，然后通入SO2制成溶液B，将溶液A和溶液B混合，混合时放热，控制温度84℃，同时通入N2作为保护气，混合后在81℃保温反应4小时，反应结束后将反应体系进行压滤、洗涤得到母液和滤饼，滤饼干燥即得到保险粉。
以质量比计，SO2∶甲酸钠∶焦亚硫酸钠＝1∶1.6∶1.5。
压滤，洗涤得到的母液一部分(约占总体积80％左右，该部分以下称为母液A)用于保险粉的合成套用，另一部分(约占总体积20％左右，该部分以下称为母液B)用碱液中和至PH9-9.5，有固体析出，过滤、得到的滤饼即亚硫酸钠，得到的滤液通过精馏分离出甲醇并回用，分离出甲醇后得到残液
将残液静置沉降，得到上层液(略清)和下层液(含沉降物、略浊)，取部分下层液(下层液总体积的1/2)用于配制碱液，碱液用于母液B的中和；另外1/2下层液和上层液及从母液B中分离出的亚硫酸钠用于下步生产分散剂木质素磺酸钠。
将保险粉残液与木质素(色土)及保险粉生产中回收的亚硫酸钠(含量一般在88％以上)混合打浆，然后加入工业品甲醛(一般是甲醛质量含量为37％左右的水溶液)，再加入液碱(NaOH溶液)调PH值在11.5-12.0，在70-75℃下反应2小时，反应结束后升温到90℃，在90-95℃反应6小时，反应结束后，将反应体系冷却至70-75℃，过滤除去极少量纤维质，即得到木质素磺酸钠浆料，木质素磺酸钠的桨料可直接用于染料的后处理，或去干燥。
生产木质素磺酸钠的主要原料质量比为：
木质素(折百计)∶亚硫酸钠(折百计)∶甲醛(折百计)∶液碱∶保险粉残液＝1∶0.19∶0.085∶1.5
实施例2
参见附图1，本发明生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法为：
将甲酸钠溶于回收甲醇和套用的母液，制成溶液A，(第一次投料时加入甲醇和一定量水，控制甲醇与水质量比在1∶0.28左右)，将焦亚硫酸钠和甲醇混合，然后通入SO2制成溶液B，将溶液A和溶液B混合，混合时放热，控制温度84℃，同时通入N2作为保护气，混合后在81℃保温反应4小时，反应结束后将反应体系进行压滤、洗涤得到母液和滤饼，滤饼干燥即得到保险粉。
以质量比计，SO2∶甲酸钠∶焦亚硫酸钠＝1∶1.6∶1.5。
压滤，洗涤得到的母液一部分(约占总体积80％左右，该部分以下称为母液A)用于保险粉的合成套用，另一部分(约占总体积20％左右，该部分以下称为母液B)用碱液中和至PH9-9.5，有固体析出，过滤、得到的滤饼即亚硫酸钠，得到的滤液通过精馏分离出甲醇并回用，分离出甲醇后得到残液
将残液静置沉降，得到上层液(略清)和下层液(含沉降物、略浊)，取部分下层液(下层液总体积的1/3)用于配制碱液，碱液用于母液B的中和；另外2/3下层液和上层液及从母液B中分离出的亚硫酸钠用于下步生产分散剂木质素磺酸钠。
将保险粉残液与木质素(色土)及保险粉生产中回收的亚硫酸钠(含量一般在88％以上)混合打浆，然后加入工业品甲醛(一般是甲醛质量含量为37％左右的水溶液)，再加入液碱(NaOH溶液)调PH值在12.0-12.5，在75-80℃下反应1小时，反应结束后升温到95℃，在95-100℃反应5小时，反应结束后，将反应体系冷却至75-80℃，过滤除去极少量纤维质，即得到木质素磺酸钠浆料，木质素磺酸钠的桨料可直接用于染料的后处理，或去干燥。
生产木质素磺酸钠的主要原料质量比为：
木质素(折百计)∶亚硫酸钠(折百计)∶甲醛(折百计)∶保险粉残液＝1∶0.21∶0.102∶2.1
Claims (6)
1、一种生产保险粉并利用其残液联产木质素磺酸钠的方法，步骤如下：
(1)、将甲酸钠溶于甲醇和水的混合物制成溶液A，将焦亚硫酸钠和甲醇混合，然后通入SO2制成溶液B，将溶液A和溶液B混合，N2保护下，在81-84℃反应3～6小时，反应结束后将反应体系进行压滤、洗涤得到母液和滤饼，滤饼干燥即得到保险粉，以质量比计，SO2∶甲酸钠∶焦亚硫酸钠＝1∶1.5-2.0∶1.35-1.70；
(2)、取压滤、洗涤得到的母液的一部分回用于步骤(1)溶解甲酸钠，其余部分母液用碱液中和至pH8-11，有固体析出，过滤、得到的滤饼即亚硫酸钠，得到的滤液分离出甲醇并回用于步骤(1)溶解甲酸钠，余下残液；
(3)、将残液与木质素及步骤(2)得到的亚硫酸钠混合打浆，然后加入甲醛，再加入NaOH溶液调pH值至9.0-13.0，在50-90℃下进行反应1-2小时，然后在70-140℃反应5-6小时，反应结束后，滤除固体杂质得到木质素磺酸钠浆料，以质量比计，木质素∶亚硫酸钠∶甲醛∶残液＝1∶0.16-0.27∶0.082-0.13∶1-3.0。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述的回用于步骤(1)溶解甲酸钠的母液占步骤(1)得到的母液总体积的70～90％。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述的回用于步骤(1)溶解甲酸钠的母液占步骤(1)得到的母液总体积的80％。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)所述的残液在与木质素及步骤(2)得到的亚硫酸钠混合前先静置沉降，得到上层液和下层液，取部分下层液用于配制碱液，碱液用于步骤(2)的母液中和，其余部分下层液与上层液混合去与木质素及步骤(2)得到的亚硫酸钠混合打浆。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的用于配制碱液的部分下层液占下层液总体积的1/3-2/3。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，以质量比计，木质素∶亚硫酸钠∶甲醛∶残液＝1∶0.19-0.23∶0.09-0.11∶1-2.5。
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