CS260926B1

CS260926B1 - Method of sodium disulphite preparation

Info

Publication number: CS260926B1
Application number: CS87480A
Authority: CS
Inventors: Karel Mocek; Jiri Vobis; Emerich Erdos
Original assignee: Karel Mocek; Jiri Vobis; Emerich Erdos
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1987-01-23
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS48087A1

Abstract

Řešení se týká způsobu přípravy dvojsiřičitanu sodného působením vlhkého plynu obsahujícího kysličník siřičitý na uhličitan sodný. Vlhkým plynem obsahujícím alespoň 1 % obj. kysličníku siřičitého se sytí aktivní uhličitan sodný při teplotě 20 až 26 °C, výhodně tak, že obsah kysličníku siřičitého ve vlhkém plynu je 1 až 6 % obj.The present invention relates to a process for preparing a bisulfite sodium gas under moist gas containing sulfur dioxide to carbonate sodium. Wet gas containing at least 1% by volume of sulfur dioxide is saturated sodium carbonate at 20 to 26 ° C preferably so that the sulfur dioxide content is in wet gas is 1 to 6 vol.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy dvojsiřičitanu sodného suchou cestou tj. bez použití rozpouštědla heterogenní reakcí tuhého bezvodého aktivního uhličitanu sodného s plynným oxidem siřičitým a řeší problém přímé jednostupňové přípravy vysokoprooentniho dvojsiřičitanu sodného.The present invention relates to a process for the preparation of sodium bisulfite by dry means, i.e. without the use of a solvent, by heterogeneous reaction of solid anhydrous active sodium carbonate with gaseous sulfur dioxide and solves the problem of direct one-step preparation of high-percentage sodium bisulfite.

Dosavadní způsoby přípravy dvojsiřičitanu sodného většinou vycházely z roztoků uhličitanu sodného nebo siřičitanu sodného, které byly syceny koncentrovaným oxidem siřičitým.The prior art processes for the preparation of sodium bisulfite were mostly based on solutions of sodium carbonate or sodium sulfite, which were saturated with concentrated sulfur dioxide.

Tyto procesy jsou energeticky náročné.These processes are energy intensive.

Nevýhody energetické náročnosti jsou z větší části eliminovány u suchých procesů, které pracují bez použití rozpouštědel. Tyto procesy však většinou neposkytují produkt o vysokém obsahu dvojsiřičitanu sodného, který je žádoucí na trhu. Případnou vedlejší reakci při tvorbě dvojsiřičitanu sodného tj. oxidaci na síran sodný, která snižuje výtěžek reakce, se snaží některé postupy eliminovat použitím antioxidantů. Podle francouzského patentu č. 1 017 093 se používá fenolů jako antioxidantů. Po uplynutí reakční doby 9 až 11 hodin se získá produkt o obsahu dvojsiřičitanu sodného 94 až 97 í hmot.The disadvantages of energy consumption are largely eliminated in dry processes that operate without the use of solvents. However, these processes generally do not provide a product with a high sodium bisulfite content which is desirable on the market. A possible side reaction in the formation of sodium bisulfite, i.e., oxidation to sodium sulfate, which reduces the yield of the reaction, attempts to eliminate some processes by using antioxidants. French Patent No. 1,017,093 uses phenols as antioxidants. After a reaction time of 9 to 11 hours, a product having a sodium bisulfite content of 94 to 97% by weight is obtained.

Německý patent č. 878 198 potlačuje tvorbu síranu sodného tím, že celý proces tvorby dvojsiřičitanu sodného probíhá od Samého začátku v obrovském přebytku dvojsiřičitanu sodného v reakční směsi, do které je dávkován uhličitan sodný nebo hydrogenuhličitan sodný.German Patent No. 878,198 suppresses the formation of sodium sulphate by carrying out the entire sodium bisulfite formation process from the outset in a huge excess of sodium bisulfite in the reaction mixture to which sodium carbonate or sodium bicarbonate is metered.

Sovětský patent č. 38 132 používá suchého uhličitanu sodného a vlhkého oxidu siřičitého. Obsah vodní páry v reagujícím plynu je udržován na takové úrovni, která dovoluje mírnou kondensaci vodní páry v loži. Za dobu 5 hodin se získá produkt o obsahu 61 až 62 % hmot. dvojsiřičitanu sodného.Soviet Patent No. 38,132 uses dry sodium carbonate and wet sulfur dioxide. The water vapor content of the reacting gas is maintained at a level that allows a slight condensation of water vapor in the bed. A product of 61 to 62 wt. sodium bisulfite.

Československý patent č. 61 624 vychází ze sody nebo hydrogenuhličitanu sodného, které jsou zvlhčeny vodou na obsah 20 % hmot. vlhkosti. Oxid siřičitý se uvádí do reakční směsi do nasycení 65 až 67 % hmot. oxidem siřičitým, obsah dvojsiřičitanu sodného v produktu není uveden.Czechoslovak Patent No. 61,624 is based on soda or sodium bicarbonate, which are moistened with water to a content of 20% by weight. humidity. The sulfur dioxide is introduced into the reaction mixture to a saturation of 65 to 67 wt. sulfur dioxide, the sodium bisulfite content of the product is not indicated.

Podle práce sovětských autorů Bljachera a Larjuškiny, viz Žurnál prikladnoj chimii 35, str. 503 až 511, lze ve fluidním loži připravit reakcí zvlhčeného uhličitanu sodného a vlhkého oxidu siřičitého při teplotách mezi 40 až 75 °C toliko 90% dvojsiřičitan sodný. Vedlejší tvorba síranu sodného“ byla podle této práce potlačena přídavkem metolu. V opačném případě může vzniknout až 15 í síranu sodného v reakční směsi.According to the work of Soviet authors Bljacher and Larjushkin, see Journal of Example Chimii 35, pp. 503-511, only 90% sodium bisulfite can be prepared by reacting moistened sodium carbonate and moist sulfur dioxide at temperatures between 40-75 ° C. The secondary formation of sodium sulfate ”was suppressed by the addition of methanol. Otherwise, up to 15% of sodium sulfate may be formed in the reaction mixture.

Společným nedostatkem uvedených postupů je získání nízkoprocentního dvojsiřičitanu, z něhož lze získat vysokoprocentní produkt dalším čištěním, např. krystalizací.A common drawback of these processes is to obtain a low percentage of bisulfite from which the high percentage product can be obtained by further purification, e.g., crystallization.

Z popisu CS objevu čís. 26 je známo, že uhličitan sodný - soda existuje ve dvou modifikacích - aktivní a neaktivní. Aktivní modifikace sody se vyznačuje velkou rychlostí pohlcování kysličníku siřičitého za vzniku produktu s vysokým obsahem siřičitanu sodného. Aktivní modifikace sody vzniká tehdy, vychází-li se z pevného hydrogenuhličitanu sodného, který je tepelně rozkládán v proudu plynu, v němž je parciální tlak vodní páry omezen, takže při výrobě sody nedochází ani přechodně k tvorbě hydrátů sody.From the description of CS discovery no. It is known that sodium carbonate - soda exists in two modifications - active and inactive. Active soda modification is characterized by a high rate of uptake of sulfur dioxide to produce a high sodium sulfite product. Active modification of soda is formed when starting from solid sodium bicarbonate, which is thermally decomposed in a gas stream in which the water vapor partial pressure is limited, so that no soda hydrates are formed during the soda production.

Na základě řady experimentů bylo zjištěno, že aktivita aktivního uhličitanu sodného zůstává zachována i při dalším sycení aktivního uhličitanu na dvojsiřičitan, takže lze aktivní uhličitan sodný použít k přípravě dvojsiřičitanu sycením aktivního uhličitanu vlhkým plynem s obsahem alespoň 1 % objemného kysličníku siřičitého.Based on a number of experiments, it has been found that the activity of the active sodium carbonate is maintained even after the active carbonate is further saturated to the bisulfite, so that the active sodium carbonate can be used to prepare the bisulfite by saturating the active carbonate with a moist gas containing at least 1% by volume of sulfur dioxide.

Za použití aktivního uhličitanu lze připravit dvojsiřičitan jedinou operací. Připravený dvojsiřičitan je vysokoprocentní přímo použitelný jako obchodní produkt bez čištění krystaliza cí apod.Using activated carbonate, the bisulfite can be prepared in a single operation. The prepared bisulfite is a high percentage directly usable as a commercial product without purification by crystallization or the like.

Shora uvedené nedostatky dosavadních postupů odstraňuje způsob přípravy dvojsiřičitanu sodného působením vlhkého plynu obsahujícího kysličník siřičitý na uhličitan sodný, jehož 'podstata spočívá v tom, že vlhkým plynem obsahujícím alespoň 1 % obj. kysličníku siřičitého se sytí aktivní uhličitan sodný při teplotě 20 až 26 °C, přičemž výhodně je obsah kysličníku siřičitého ve vlhkém plynu 1 až 6 % obj.The above-mentioned drawbacks of the prior art eliminate the process for the preparation of sodium bisulphite by treating the sodium carbonate with a moist gas containing sulfur dioxide, which consists in that the moist gas containing at least 1% by volume of sulfur dioxide saturates the active sodium carbonate at 20-26 ° C. wherein the content of sulfur dioxide in the moist gas is preferably 1 to 6% by volume.

Výhoda řešení podle vynálezu spočívá v tom, že vysokoprocentní dvojsiřičitan sodný lze připravit přímo na suché cestě, tj. bez dalšího nároku na oddělení znečištujících produktů krystalizaci, technologicky a energeticky náročnou.The advantage of the solution according to the invention is that the high percentage sodium bisulfite can be prepared directly on the dry route, i.e. without further claim for separation of the contaminating products by crystallization, technologically and energy intensive.

Výhody tohoto řešení jsou zřejmé z následujících příkladů provedení, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.The advantages of this solution are evident from the following examples which illustrate the invention without limiting it in any way.

Příklad 1Example 1

Hydrogenuhličitan sodný o velikosti částic 0,25 až 0,33 mm se umístil v pevném loži na porézní podložce a podrobil se rozkladu za zvýšené teploty v proudu suchého plynu, který byl veden ve směru zemské gravitace. Teplo potřebné pro rozklad bylo dodáno plynem, který byl ohříván na reakční teplotu v předehřívači a jednak vytápěnou stěnou reaktoru. Rozklad při teplotě 150 °C v proudu plynu trval přibližně 30 minut.Sodium bicarbonate having a particle size of 0.25-0.33 mm was placed in a fixed bed on a porous mat and subjected to decomposition at elevated temperature in a dry gas stream which was directed in the direction of the Earth's gravity. The heat required for decomposition was supplied by the gas, which was heated to the reaction temperature in the preheater and partly by the heated reactor wall. The decomposition at 150 ° C in the gas stream lasted approximately 30 minutes.

Na takto vzniklý aktivní uhličitan sodný se působilo plynem o složení 1,7 % obj. oxidu siřičitého a 3 % obj. vodní páry, přičemž zbytek byl dusík, při teplotě 24 °C. Při celkovém průtoku plynu 80 až 100 ml/min vznikl za 60 minut prakticky 100% dvojsiřičitan sodný.The thus formed active sodium carbonate was treated with a gas of 1.7% v / v sulfur dioxide and 3% v / v water, the remainder being nitrogen at 24 ° C. With a total gas flow of 80 to 100 ml / min, virtually 100% sodium bisulfite was formed in 60 minutes.

Přiklad 2Example 2

Na ktivní uhličitan sodný vzniklý postupem popsaným v příkladu 1 se působilo při teplotě 23 °C plynem, který obsahoval 4 % obj. oxidu siřičitého a 3 % obj. vodní páry, přičemž zbytek byl dusík. Za 30 minut při celkovém průtqku plynu 80 až 100 ml/min vznikl prakticky 100% dvojsiřičitan sodný.The active sodium carbonate formed as described in Example 1 was treated at 23 ° C with a gas containing 4% by volume of sulfur dioxide and 3% by volume of water vapor, the remainder being nitrogen. After 30 minutes at a total gas flow of 80 to 100 ml / min, virtually 100% sodium bisulfite was formed.

Přiklad 3Example 3

Na aktivní uhličitan sodný připravený podle postupu uvedeného v příkladu 1 se působilo plynem o složení: 3 % obj. vodní páry, 1,7 % obj. oxidu siřičitého a 11,3 % obj. kyslíku, přičemž zbytek byl dusík. Při průtoku plynu 80 až 100 ml/min a teplotě 24 °C bylo za 60 minut v reakční směsi 98 % hmot. dvojsiřičitanu sodného.The active sodium carbonate prepared according to Example 1 was treated with a gas of 3% v / v water vapor, 1.7% v / v sulfur dioxide and 11.3% v / v oxygen, the remainder being nitrogen. At a gas flow rate of 80 to 100 ml / min and a temperature of 24 ° C, 98 wt. sodium bisulfite.

Claims

A process for the preparation of sodium bisulfite by treating a sodium carbonate with a moist gas containing sulfur dioxide, characterized in that the moist gas containing at least 1% by volume of sulfur dioxide saturates the active sodium carbonate at a temperature of 20 to 26 ° C.

2. A process according to claim 1, wherein the sulfur dioxide content of the moist gas is 1 to 6% by volume.