FI79826B - Saett att framstaella foer natriumditionitframstaellning anvaendbara kompositioner och anvaendningen av saodana kompositioner. - Google Patents

Description

Menetelmä natriumöitioniitin valmistamista varten käyttökelpois ten koostumusten valmistamiseksi ja tällaisten koostumusten käyttö 1 79826 Tämä keksintö koskee tapaa valmistaa natriumöitioniitin valmistukseen käytettäviä seoksia ja tällaisten seosten käyttöä.

Tunnetun menetelmän mukaan natriumöitioniitin valmistamiseksi sekoitetaan 45-50 painoprosenttista natronlipeää, nestemäistä SO2 ja vettä pelkistysaineseoksen kanssa, joka koostuu 12 paino-%:sta natriumboorihyöriöiä, 40 paino-%:sta natrium-hyöroksiöia ja 48 paino-%:sta vettä, putkistossa, jossa seosta kierrätetään syntyneen, voimakkaan reaktiolämmön poisjohtami-seksi. Sekoitettavien komponenttien lukumäärästä johtuen tarvitaan useita säätöjä. Lisäksi nestemäisen SO^jn käsittely on hankalaa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tämän vuoksi saaöa aikaan tapa valmistaa seoksia, joita voiöaan käyttää natriumöitioniitin valmistukseen ja jotka helpottavat ditioniitin valmistajan työtä vähentämällä käsiteltävien komponenttien lukumäärää ja täten vähentämällä säätöjen lukumäärää ja vähen- - · tämällä jäähdytyksen tarvetta.

Tämä saadaan esillä olevan keksinnön mukaan aikaan tavalla, ”· joka on tunnettu siitä, että S02 saatetaan kosketukseen

NaOH:n ja aikaisemmin absorboituneen S02:n kiertävän vesiliuoksen kanssa kunnes SC>2:n ja S02:n ja Na20:n summan osamäärä on 0,61 - 0,66, mieluimmin 0,63 - 0,65, minkä jälkeen näin saatu seos saatetaan paineen alaiseksi ja siihen lisätään nestemäistä ‘ ; SC>2 kunnes SC>2:n ja SC>2:n ja Na2<0:n summan osamäärä on 0,75 - 0,81, mieluimmin noin 0,78, ja veden määrää säädetään siten, • · että S02 + Na20:n konsentraatio on 10-13 paino-%, mieluimmin - ' noin 12 paino-%.

2 79826

Keksinnön mukaisen tavan ensimmäisessä osamomentissa, jossa SC>2 saatetaan kosketukseen NaOH:n ja aikaisemmin absorboituneen S02:n kiertävän vesiliuoksen kanssa, lisätään SC>2 sopivammin S02~pitoisen sopivimmin kuivan savukaasun muodossa, joka saadaan valmistettaessa rikkihappoa. Voidaan myös käyttää rikkipitoisia polttoaineita polttavista laitoksista saatuja savukaasuja, jos ryhdytään toimenpiteisiin veden lauhtumisen estämiseksi käsiteltäessä kaasua NaOH:n ja S02:n kiertävällä vesiliuoksella. S02~pitoinen kaasu saatetaan sopivimmin kosketukseen kiertävän vesiliuoksen kanssa tavanomaisessa pesurissa .

Tämä osamomentti suoritetaan sopivimmin likimain ilmakehän paineessa jatkuvana menetelmänä, jolloin osa liuosta poistetaan kierrosta ja korvataan NaOH:n vesiliuoksella, mutta se voidaan myös suorittaa jaksottain. Kummassakin vaihtoehdossa menetelmää säädetään siten, että saadun seoksen SC>2:n ja SO^:n jaNa20:n summan osamäärä on 0,61 - 0,66, mieluimmin 0,63 - 0,65.

Toista osavaihetta varten siirretään ensimmäisessä osavaiheessa saatu seos esimerkiksi suuruusluokkaa 2,5 baaria olevan tai korkeamman paineen alaiseen tilaan, joka sopivimmin muodostuu • ylävirtaan kierrätyspumpun ja alavirtaan kuristusosan rajoit tamasta kierrätyskierukan osasta, jossa tilassa nestemäistä S02 lisätään seokseen kunnes osamäärä SC>2/(S02 + Na20) on 0,75-0,81, mieluimmin noin 0,78, minkä ohella veden määrää säädetään niin, että SC>2 + Na2<0:n konsentraatio on 10-13 paino-%, mieluimmin noin 12 paino-% niin, että saadaan ilmakehän paineessa varastoitavana liuoksena oleva tuote.

Keksintö koskee myös keksinnön mukaisella tavalla valmistetun seoksen käyttöä ditioniitin valmistukseen pelkistämällä. Käytössä sekoitetaan seos pelkistysaineseoksen kanssa, joka sopivimmin on edellä esitettyä tavanomaista laatua, ja kierrätetään mahdollisesti putkistossa, sekoittaen siihen mahdollisesti vettä laimentamista varten. Haluttaessa voidaan laimentaminen vedellä suorittaa myös ennen kierrätystä eikä kierrätyksen kuluessa tai sitten voidaan saatua tuotetta laimentaa.

Keksintö esitetään seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisessa piirustuksessa kaavioilisesti esitettyyn laitokseen natrium- ditioniitin valmistamiseksi keksinnön mukaisella tavalla.

3 79826

Piirustuksessa viitemerkit 1 ja 2 tarkoittavat säiliöautoa vastaavasti perävaunusäiliötä. Säiliöauton 1 säiliö on tarkoitettu sisältämään nestemäistä SC>2 ja perävaunusäiliö sisältämään natriumsulfiitti-bisulfiittiliuosta, jonka osamäärä SC^/iSC^ + ^£0) on suuruusluokkaa 0,61 - 0,65 ja konsentraatio esimerkiksi suuruusluokkaa 40 paino-%. SC^tn + Na20:n summakonsentraatio säiliöauton 1 ja perävaunusäiliön 2 yhteenlasketussa sisällössä on sopivasti noin 50 paino-%.

Viitemerkki 3 tarkoittaa säiliötä, jossa vallitsee likimain ilmakehän paine ja johon sisältyy kierrätysjärjestelmä, joka käsittää kierrätyspumpun 4, säiliön 3 ja pumpun 4 imupuolen välillä kulkevan putkijohdon 5 ja pumpun 4 painepuolen ja säiliön 3 välillä kulkevan putkijohdon 6, jossa on sulkuvent-tiili 7, kuristus 8 ja putkenosa 9, jolla on laajennettu poikkileikkauspinta-ala. Pumpun 10 sisältävällä putkijohdolla 11 säiliöauton 1 säiliö on yhdistettävissä putkenosaan 9, ja pumpun 12 sisältävällä putkijohdolla 13 on perävaunusäiliö 2 . yhdistettävissä putkijohtoon 5. Kohdassa 14 esitetään veden- syöttöjohto, joka haarautuu muodostaen kolme putkijohtoa 15, 16, 17, joista yksi 15 johtaa vettä putkijohtoon 5 putkijohdon 13 kautta tulevan sulfiitti-bisulfiittiliuoksen laimentamiseksi. Virtauksia syöttöjohtojen 11, 13, 15 ja kierrätysjärjestelmän 3-9 läpi säädetään esittämättä jätettyjen säätöelimien avulla ja kuristusta 8 säätämällä niin, että putkenosassa 9 ylläpidetään esimerkiksi suuruusluokkaa 2,5 baaria oleva paine säiliöauton ja perävaunusäiliön 2 tyhjentämisen aikana. Täten vältetään edullisella tavalla tavanomaisten, kalliiden paine-säiliöiden tarve. Tähän asti selostetulla järjestelmällä valmistetaan ja johdetaan säiliöön 3 natriumsulfiitti-bisulfiitti-liuos, jonka osamäärä SC^/iSC^ + Na20) on 0,75 - 0,81 ja jonka konsentraatio on sellainen (10-13 paino-%), että se voidaan säilyttää ilmakehän paineessa.

4 79826

Pumpun 4 painepuoli on sulkuventtiilillä 18 varustetun putki-johdon 19 välityksellä yhdistettävissä varastosäiliöön 20, jossa samoin vallitsee olennaisesti ilmakehän paine. Säiliön 20 yläosasta poistuva kaasu johdetaan pois pesurissa 21 tai sen tapaisessa suoritetun pesun jälkeen putkijohdosta 17 syötetyllä vedellä. Tämä vesi siihen liuenneine seimeen johdetaan säiliöön 3 putkijohdon 22 kautta. Säiliön 3 yläosaan kerääntyneeseen kaasuun suihkutetaan johdon 16 kautta syötettyä vettä, kun taas liukenematta jääneet kaasut johdetaan säiliön 20 yläosaan kaasu johdon 23 kautta.

Natriumditioniitin valmistamiseksi yhdistetään säiliöstä 20 saatu liuos ja tavanomainen pelkistysaine, joka olennaisesti koostuu natriumboorihydridin ja natriumhydroksidin vesiliuoksesta. Tämä suoritetaan kierrätypiirissä, joka käsittää kier-rätyspumpun 24, astian 25, astian 25 pohjan ja pumpun 24 imu-puolen välillä kulkevan putkijohdon 26 sekä pumpun 24 paine-puolen ja astian 25 välillä kulkevan putkijohdon 27, johon on sovitettu lämmönvaihdin 28 kiertävän nesteen jäähdyttämiseksi halutulle lämpötilatasolle. Natriumsulfiitti-bisulfiittiliuosta syötetään putkijohdon 27 läpi pumpulla 29 varustetun putkijohdon 30 kautta, kun taas pelkistysaineliuosta syötetään putki-johtoon 27 varastosäiliöstä 31 pumpulla 32 varustetun putki-- johdon 33 kautta. Valmis natriumditioniittiliuos poistuu as tiaan 25 sovitetun ylijuoksun 34 kautta ja johdetaan varasto-säiliöön 35 putkijohdon 36 kautta, mahdollisesti putkijohdon 37 kautta tulevalla vedellä suoritetun laimentamisen jälkeen. Säiliöstä 35 poistuu valmis ditioniittiliuos käyttöpaikkoihin pumpulla 38 varustetun putkijohdon 39 kautta.

Kierrätyspiirissä 24-28 tapahtuvasta vedyn syntymisestä johtuvien saantohäviöiden välttämiseksi on osoittautunut hyvin edulliseksi lisätä pelkistysaineliuos ja edullisesti myös sulfiitti-bisulfiittiliuos olennaisesti isokineettisesti piirissä 24-28 kiertävään nesteeseen, eli lisätyt liuokset syötetään putkijohtoon 27 sellaisessa suunnassa ja sellaisella virtausnopeudella, jotka olennaisesti ovat samoja kuin kier- 5 79826 tävän liuoksen virtaussuunta ja -nopeus. Tätä tarkoitusta varten putkijohdot 30 ja 33 päätyvät putkijohtoon 27 tavalla, joka ilmenee tämän johdon 27 akselin suuntaisena leikkauksena esitetystä osasta 40, alavirtaan suunnatuista suuttimista 41, jolloin jokainen putkijohto 30 tai 33 voi olla esitetyllä tavalla haarautunut, jolloin jokainen haara on varustettu suut-timella 41 ja säädettävällä venttiilillä 42. Johdon 36 kautta kierrätysjärjestelmästä 24-28 poistuvaan liuokseen voidaan lisätä esimerkiksi kompleksinmuodostajaa ei-haluttujen metalli-epäpuhtauksien poistamiseksi ja pH-arvoa säätäviä lisäaineita.

Esimerkki 1

Rikkihappotehtaan SC^-pitoisen savukaasun savukaasupesurista tulevaa sulfiitti-bisulfiittiliuosta, jonka sulfiitti + bi-sulfiittikonsentraatio %:na Na^O + SC>2 = 39% ja osamäärä S02/(S02 + Na^O) = 0,63 - 0,65, käytettiin yhdessä nestemäisen S02:n ja veden kanssa ditioniitin valmistukseen sopivan seoksen valmistamiseksi.

Tällöin lisättiin paineen alaiseen tilaan 4680 kg nestemäistä S02 20 000 kg:an 39% sulfiitti-bisulfiittiliuosta, jonka S02/(SC>2 + Na20) = 0,64, ja 79 320 kg vettä, jolloin saatiin S02/(S02 + Na20) = 0,775 ja konsentraatio 12%.

Liuos johdettiin varastosäiliöön, jossa ylläpidettiin ilmakehän paine, ja sitä käytettiin sitten välittömästi ditioniitin valmistukseen, jolloin tarvittiin lisätä vain pelkistysaineseosta, esimerkiksi Ventron Corporation'in, Mass., USA, nimityksellä BOROL(δ) toimittamaa pelkistysainetta, joka sisältää noin 12 paino-% NaBH4, 40 paino-% NaOH ja 49 paino-% H20. Saatua di-tioniittiliuosta laimennettiin vedellä konsentraatioon 3%.

Esimerkki 2

Esimerkki 1 toistettiin, mutta sulfiitti-bisulfiittiliuoksen SC>2/(S02 + Na20)-osamäärä oli 0,65, ja tällä kertaa lisättiin 4333 kg nestemäistä SC>2 ja 76 775 kg vettä niin, että myös tällä kertaa saatiin kerroin 0,775.

6 79826

Esimerkki 3

Esimerkki 1 toistettiin, jolloin käytettiin samaa sulfiitti-bisulfiittiliuosta kuin esimerkissä 1, mutta toivomuksena oli tällä kertaa tuote, jonka SC^/iSC^ + Na^O) = 0,790. 20 000 kg:an sulfiitti-bisulfiittiliuosta lisättiin tämän vuoksi tällä kertaa 5741 kg nestemäistä SC>2 ja 85 684 kg vettä.

Claims (5)

1. Tapa valmistaa natriumditioniitin valmistukseen käytettäviä seoksia, jolloin SO2 saatetaan kosketukseen NaOH:n ja aikaisemmin absorboituneen S02:n vesiliuoksen kanssa kunnes S02:n ja S02:n ja Na20:n summan osamäärä on 0,61 - 0,66, minkä jälkeen näin saatu seos saatetaan paineen alaiseksi ja siihen lisätään nestemäistä S02, tunnettu siitä, että seokseen lisätään nestemäistä S02:ta ja laimennusvettä kierrätys-kierukan paineen alaiseen osaan, joka on ylävirtaan kierrä-tyspumpun ja alavirtaan kuristuksen rajoittama, kunnes S02:n ja S02:n ja Na20:n summan osamäärä on 0,75 - 0,61 ja S02 + Na20:n konsentraatio on 10-13 paino-%.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että NaOH:n ja aikaisemmin absorboituneen S02:n kiertävään vesiliuokseen lisätään nestemäistä S02:ta kunnes2SO :n ja2Na 0:n osamäärä on 0,63 - 0,65 ennen paineen alaiseksi saattamista.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että nestemäistä S02:ta lisätään paineen alaiseen seokseen kunnes S02:n ja S02:n ja Na20:n summan osamäärä on noin 0,78.

4 Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että veden määrää säädetään niin, että S02 + Na20:n konsentraatio on noin 12 painö-%.

5 Patenttivaatimuksen 1 mukaisella tavalla valmistetun seoksen käyttö ditioniitin valmistukseen sekoittamalla isoki-neettieeeti pelkistysainetta kiertokulussa kierrätettyyn seokseen. 8 79826 Patenkrav