CN106706841A - 保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法 - Google Patents

保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，包括以下步骤：⑴回收甲酸钠除甲醇：将干品的回收甲酸钠通过烘干去除甲醇；⑵用酸分解杂质：向回收甲酸钠中加入2～5℃的无机酸，边加无机酸边快速搅拌溶解，直到溶液pH值为1.9～2.1时，停止加入无机酸；⑶抽滤，取滤液；⑷用碱溶液中和滤液中过量的酸后，转移到容量瓶定容；⑸按传统甲酸钠的分析方法滴定，算出甲酸钠的含量。本发明的优点为：1．分析结果相对准确：准确度达到95%。2．分析方法相对简单：不必单独分析硫代硫酸钠和亚硫酸钠的含量。3．分析速度相对较快：只需要30分钟就可以完成分析及计算过程。4、分析成本相对较低。

Description

保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法
技术领域
本发明涉及一种保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法。
背景技术
连二亚硫酸钠，也称为保险粉，是一种白色砂状结晶或淡黄色粉末化学用品，广泛用于纺织工业的还原性染色、还原清洗、印花和脱色及用作丝、毛、尼龙等织物的漂白。目前，工业上常用甲酸钠和焦亚硫酸钠为原料生产保险粉。保险粉合成后，剩余的母液中又可以回收未反应的甲酸钠再用于保险粉的生产中，回收的甲酸钠需要对其含量进行测定以作为配料的依据。
现有的分析方法存在以下不足之处：
1、甲酸钠的标准分析方法不适合用于保险粉行业回收甲酸钠的分析。
原因：保险粉行业从精馏残液中回收的甲酸钠除了含有亚硫酸钠、硫代硫酸钠等可与碘反应的氧化物，还含有较多的还原性有机物（帮特盐，即Bunte salt ，或Bunte盐，分子式HOCH2CH2S2O3Na）等杂质。还原性有机物不全部与碘反应，但均与标准分析方法使用的高锰酸钾反应。分析结果的计算是用高锰酸钾消耗减去碘氧化物数值，还原性有机物导致分析结果的偏差很大。
2、回收甲酸钠可以采用离子色谱分析，但该方法设备投资过高，操作过于复杂，运行成本高，只适合用于科研分析，不适合用于中间过程控制。
回收甲酸钠质量的优劣及投料的准确度对合成保险粉的质量有重要影响，而不同批次回收的甲酸钠含量差别很大，所以，必须探寻简单快速又相对准确的分析方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种分析结果相对准确、分析方法相对简单、分析速度相对较快和分析成本相对较低的保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，解决了上述现有技术中存在的不足之处。
解决上述技术问题的技术方案是：一种保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，包括以下步骤：
⑴回收甲酸钠烘干除甲醇：将干品的回收甲酸钠通过烘干去除甲醇；
⑵酸分解杂质：向步骤⑴处理后的回收甲酸钠中加入温度为2～5℃的无机酸，边加无机酸边快速搅拌溶解，直到溶液pH值为1.9～2.1时，停止加入无机酸；
⑶抽滤：将步骤⑵得到的回收甲酸钠溶液进行抽滤，取滤液；
⑷滴定中和：用碱溶液中和滤液中过量的酸后，定容；
⑸取样，按传统甲酸钠的分析方法滴定，即可算出甲酸钠的含量。
本发明的具体操作步骤如下：
⑴回收甲酸钠烘干除甲醇：取2～10g干品的回收甲酸钠，精确到0.0001g，敞口放入115～125℃烘箱中烘3～7分钟，取出冷却至室温；
⑵回收甲酸钠酸分解：将步骤⑴处理后的回收甲酸钠中加入温度为2～5℃的1.5～2.5N的无机酸，边加无机酸边快速搅拌溶解，直到溶液pH值为1.9～2.1时，停止加入无机酸；
⑶抽滤：将步骤⑵得到的回收甲酸钠溶液进行抽滤，在砂芯漏斗中垫入慢速定量滤纸，将酸处理滤样倒入砂芯漏斗中，快速抽滤到洁净的抽滤瓶中，控制抽滤真空度为0.02～0.04MPa；
⑷滴定中和：用0.5～1.5 N的碱溶液中和调节滤液pH值到7-8后，转移到容量瓶定容；
⑸取样，按传统甲酸钠的分析方法滴定，即可算出甲酸钠的含量。
步骤⑴所述的干品回收甲酸钠，是通过以下步骤获得：
A、从合成釜出来的富含保险粉的固液混合物过滤出保险粉后，剩余母液先用烧碱中和，过滤，回收亚硫酸钠，然后采用精馏处理，回收纯度99%以上的精甲醇，精馏塔底排放精馏残液；
B、将精馏残液浓缩，分预浓缩、二次浓缩、真空浓缩三步，使其中的甲酸钠结晶析出，采用回转式过滤干燥器过滤出甲酸钠晶体，并洗涤干燥，可以获得纯度为80%以上的甲酸钠晶体，即为干品回收甲酸钠。
步骤⑵中所述的有机酸是盐酸、硫酸或硝酸，步骤⑷中所述的碱是氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明的原理为：保险粉行业从精馏残液中回收的甲酸钠除了含有亚硫酸钠、硫代硫酸钠等可与碘反应的氧化物，还含有较多的还原性有机物等杂质。
本分析方法采用无机酸（如：盐酸、硫酸、硝酸）预处理试样，无机酸在低温状态下（2-5℃），分解亚硫酸钠、硫代硫酸钠使之转化为二氧化硫及硫磺，还原性有机物转化为水不溶物，若在常温和高温下反应，产生的产物会影响后期的分析。用盐酸低温处理试样，反应如下：
亚硫酸钠与盐酸反应：Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑
硫代硫酸钠与盐酸反应：Na2S2O3+2HCl=2NaCl+H2O+S↓+SO2↑
用抽真空抽滤的方法，可以将溶液中残留的二氧化硫除去，同时可以将硫磺及不溶于水的有机聚合物除去。
过滤后的溶液中只有甲酸钠及剩余的无机酸。用碱中和剩余的无机酸后，采用传统的甲酸钠分析方法分析甲酸钠总量即可。
本分析方法通过控制预处理过程的温度及时间，并立即抽真空排除二氧化硫，使得预处理过程中无机酸与还原性有机物副反应可以忽略不计。
本发明在充分了解保险粉行业回收甲酸钠成分的基础上，针对各成分化学性质的特点开放了新的分析工艺。同保险粉行业传统的分析方法相比，此回收甲酸钠的中控分析方法的最大特点是：
1．分析结果相对准确：准确度达到95%。
2．分析方法相对简单：不必单独做硫代硫酸钠和亚硫酸钠的含量。
3．分析速度相对较快：只需要30分钟就可以完成分析及计算过程。
4. 分析成本相对较低：不需要采用昂贵的分析设备，成本低。
具体实施方式
一种保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，包括以下步骤：
⑴回收甲酸钠烘干除甲醇：通过烘箱烘干，将回收甲酸钠中的甲醇去除，以避免对分析产生影响；甲醇沸点比水低，在120℃下烘干，甲醇含量基本为0。
⑵用酸分解杂质：通过酸分解，将回收甲酸钠中的亚硫酸钠、硫代硫酸钠使之转化为二氧化硫及硫磺，还原性有机物大部分转化为水不溶物。
⑶抽滤：通过抽滤，将转化的硫磺及聚合物（水不溶物）过滤除去，使溶液残留的二氧化硫逸出。
⑷滴定中和：用碱溶液中和滤液中过量的酸。
⑸取样，按传统甲酸钠的分析方法滴定，即可计算出甲酸钠的含量。
实施例1：回收甲酸钠（干品）含量测定
用200ml烧杯准确秤取5克试样（精确到±0.0001g），敞口放入120℃烘箱中烘干5分钟，取出冷却至室温。
在通风柜中，向上述含试样的200ml烧杯中加入经过冷却、温度为2～5℃的2N盐酸（准备125ml），用玻璃棒快速搅拌溶解，用pH值计测定pH值为2时，反应结束，停止加盐酸。
在砂芯漏斗中垫入慢速定量滤纸，将酸处理滤样倒入砂芯漏斗中，用少量蒸馏水洗涤pH值计、烧杯、玻璃棒及砂芯漏斗，洗涤水全部滤入抽滤瓶中，快速抽滤到洁净的抽滤瓶中，控制抽滤真空度为0.02～0.04MPa。
抽滤瓶中溶液加入1N的NaOH溶液调节pH值到7～8（甲酸钠溶液呈弱碱性），然后转移到250ml容量瓶中，加蒸馏水定容摇匀。
移取上述定容的样液5ml于碘量瓶中，加入0.2mol/L KMnO4标液30ml，于70～80℃水浴中保温10分钟，取出迅速冷却至室温，加入4mol/L H2SO4 5ml，2gKI，于暗处放置5分钟，用0.1mol/L的Na2S2O3标液滴至浅黄色，加入1%淀粉溶液2ml，滴定至兰色消失。
HCOONa %=(C1V1—C2V2)×0.034×100/(m×5/250)
=170×(C1V1—C2V2)/m
式中：
C1、V1——KMnO4摩尔浓度（mol/L）及体积(ml)；
C2、V2——Na2S2O3摩尔浓度（mol/L）及体积(ml)；
m——试样的质量（g）。
本实施例中，所述的干品回收甲酸钠，是通过以下步骤获得：
A、从合成釜出来的富含保险粉的固液混合物过滤出保险粉后，剩余母液先用烧碱中和，过滤，回收亚硫酸钠，然后采用精馏处理，回收纯度99%以上的精甲醇，精馏塔底排放精馏残液；
B、将精馏残液浓缩，分预浓缩、二次浓缩、真空浓缩三步，使其中的甲酸钠结晶析出，采用回转式过滤干燥器过滤出甲酸钠晶体，并洗涤干燥，可以获得纯度为80%以上的甲酸钠晶体，即为干品回收甲酸钠。
作为本实施例的一种变换，用于分解回收甲酸钠的酸除了盐酸外，还可以采用硫酸或硝酸，用于中和多余酸的碱除了氢氧化钠外，还可以采用氢氧化钾。
本发明测定结果与离子色谱法测定结果对比一览表。
从上表可以看出，采用本发明方法测定得到的甲酸钠含量与采用离子色谱法测定的结果相差不大，故采用本发明方法得到的甲酸钠含量的准确度完成可以作为保险粉配料的依据，不会影响保险粉含量的配比。

Claims (4)

1.一种保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴回收甲酸钠烘干除甲醇：将干品的回收甲酸钠通过烘干去除甲醇；
⑵酸分解杂质：向步骤⑴处理后的回收甲酸钠中加入温度为2～5℃的无机酸，边加无机酸边快速搅拌溶解，直到溶液pH值为1.9～2.1时，停止加入无机酸；
⑶抽滤：将步骤⑵得到的回收甲酸钠溶液进行抽滤，取滤液；
⑷滴定中和：用碱溶液中和滤液中过量的酸后，定容；
⑸取样，按传统甲酸钠的分析方法滴定，即可算出甲酸钠的含量。
2.根据权利要求1所述的保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，其特征在于：具体操作步骤如下：
⑴回收甲酸钠烘干除甲醇：取2～10g干品的回收甲酸钠，精确到0.0001g，敞口放入115～125℃烘箱中烘3～7分钟，取出冷却至室温；
⑵回收甲酸钠酸分解：将步骤⑴处理后的回收甲酸钠中加入温度为2～5℃的1.5～2.5N的无机酸，边加无机酸边快速搅拌溶解，直到溶液pH值为1.9～2.1时，停止加入无机酸；
⑶抽滤：将步骤⑵得到的回收甲酸钠溶液进行抽滤，在砂芯漏斗中垫入慢速定量滤纸，将酸处理滤样倒入砂芯漏斗中，快速抽滤到洁净的抽滤瓶中，控制抽滤真空度为0.02～0.04MPa；
⑷滴定中和：用0.5～1.5N的碱溶液中和调节滤液pH值到7-8后，转移到容量瓶定容；
⑸取样，按传统甲酸钠的分析方法滴定，即可算出甲酸钠的含量。
3.根据权利要求1或2所述的保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，其特征在于：步骤⑴所述的干品回收甲酸钠，是通过以下步骤获得：
A、从合成釜出来的富含保险粉的固液混合物过滤出保险粉后，剩余母液先用烧碱中和，过滤，回收亚硫酸钠，然后采用精馏处理，回收纯度99%以上的精甲醇，精馏塔底排放精馏残液；
B、将精馏残液浓缩，分预浓缩、二次浓缩、真空浓缩三步，使其中的甲酸钠结晶析出，采用回转式过滤干燥器过滤出甲酸钠晶体，并洗涤干燥，可以获得纯度为80%以上的甲酸钠晶体，即为干品回收甲酸钠。
4.根据权利要求1或2所述的保险粉生产中回收甲酸钠纯度的分析方法，其特征在于：步骤⑵中所述的有机酸是盐酸、硫酸或硝酸，步骤⑷中所述的碱是氢氧化钠或氢氧化钾。
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