JPS62223006A - Method and apparatus for manufacturing sodium hydrosulfite - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing sodium hydrosulfiteInfo
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- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ヒドロ亜硫酸ナトリウムを製造するための
改良方法及び装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field] This invention relates to an improved method and apparatus for producing sodium hydrosulfite.
(従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕亜二
チオン酸ナトリウムとしても知られるヒドロ亜硫酸ナト
リウムNazStOaは、製紙工業及び繊維工業におい
て漂白剤として広く用いられており、また、広範囲の他
の用途を有する。これは比較的不安定なため、一般的に
は使用する間際に現場で、例えばパルプ工場において製
造される。PRIOR ART AND PROBLEM SOLVED BY THE INVENTION Sodium hydrosulfite NazStOa, also known as sodium dithionite, is widely used as a bleaching agent in the paper and textile industries and is also used in a wide range of other Because it is relatively unstable, it is generally manufactured in situ, for example in a pulp mill, just before use.
ヒドロ亜硫酸ナトリウムを製造するために従来使用され
ている方法には、亜硫酸水素ナトリウムの溶液に亜鉛を
溶解し、石灰乳で亜硫酸ナトリウム亜鉛を沈殿させて該
ヒドロ亜硫酸塩を溶液中に残すこと、並びに、ギ酸ナト
リウムを水酸化ナトリウム及び二酸化硫黄と反応させる
ことが含まれている。Conventionally used methods for producing sodium hydrosulfite include dissolving zinc in a solution of sodium bisulfite and precipitating the sodium zinc sulfite with milk of lime, leaving the hydrosulfite in solution; , involving reacting sodium formate with sodium hydroxide and sulfur dioxide.
つい最近、本願の出願人らは、水性媒体中で水酸化ナト
リウム及び二酸化硫黄を水素化ホウ素ナトリウムと混合
してヒドロ亜硫酸ナトリウムの水溶液を製造する方法を
開発した。水素化ホウ素ナトリウムは、この方法では一
般に水酸化ナトリウム水溶液との混合物として使用され
る。ボロール(BOROL) という商標の下に、モ
ートンサイオコールインコーホレイティドのペントロン
(Ven tr、on)部より入手できるこの混合物は
、水素化ホウ素ナトリウムの酸加水分解(acid h
ydrolysis)が防止されているので良好な安定
性を存する。便宜上、以下においてはこの様式の方法を
ボロール法と呼ぶ。More recently, the applicants of the present application have developed a method for preparing an aqueous solution of sodium hydrosulfite by mixing sodium hydroxide and sulfur dioxide with sodium borohydride in an aqueous medium. Sodium borohydride is generally used in this process as a mixture with an aqueous sodium hydroxide solution. This mixture, available from the Ventr, on division of Morton Thiocol Incorporated under the trade mark BOROL, is a product of the acid hydrolysis of sodium borohydride.
It has good stability since hydrolysis is prevented. For convenience, this type of method will hereinafter be referred to as the Bolor method.
ボロール法の理論反応は、理想状態と100%収率とを
仮定すれば、次のとおりである。The theoretical reaction of the Bolor method is as follows, assuming ideal conditions and 100% yield.
Na旧+4 + 8Na011 + 8SOz −一
→4NatSzOa+NaBO=+6tlzOしかしな
がら、水素化ホウ素ナトリウムが加水分解される副反応
があり、かくして反応の全体としての効率を低下させる
。NaO+4+8Na011+8SOz-1→4NatSzOa+NaBO=+6tlzO However, there is a side reaction in which the sodium borohydride is hydrolyzed, thus reducing the overall efficiency of the reaction.
NaBH4+ 2HzO−−ニニ→NaBOz + 4
11z ↑この反応はpl+の関数であって、pl+
が低下するとともに増加する。しかしながら、pl+を
上げることは主反応に逆の影響を及ぼすので、この問題
はpl+を上げることによって単純に克服することはで
きない。反応は、実際は次のように2段階で起こる、<
a>亜硫酸水素ナトリウムを生じる二酸化硫黄と水酸化
ナトリウムとの間の反応(1)、(b)ヒドロ亜硫酸ナ
トリウムを生じる亜硫酸水素ナトリウムと水素化ホウ素
ナトリウムとの間の反応(II)。NaBH4+ 2HzO--Nini → NaBOz + 4
11z ↑This reaction is a function of pl+, and pl+
increases as the value decreases. However, this problem cannot be overcome simply by raising pl+, since raising pl+ has an opposite effect on the main reaction. The reaction actually occurs in two steps as follows:
a> Reaction between sulfur dioxide and sodium hydroxide to yield sodium bisulfite (1), (b) Reaction between sodium bisulfite and sodium borohydride to yield sodium hydrosulfite (II).
(E ) 8NaOH+ 8SOz
8NallSO3(n ) 8NaH5Oz + Na
BIla −→4NazSzOn + NaBOz
+ 61120該亜硫酸水素塩と亜硫酸ナトリウムとの
間には平衡(I[I)の関係もあり、これはpl+の関
数である。(E) 8NaOH+ 8SOz
8NallSO3(n) 8NaH5Oz + Na
BIla −→4NazSzOn + NaBOz
+ 61120 There is also an equilibrium (I[I) relationship between the bisulfite and sodium sulfite, which is a function of pl+.
以!:;■?白
(II a) 1lzO+ 1ISOz−−一一ニニ
1−−− ■、0會+sot”−Kt = 1.02x
lO−’ (18℃)K、= 1.54X10−”
(18℃)p)I=7以上では、該亜硫酸水素塩濃度
はpHに逆比例する。pH=2以下では、該亜硫酸水素
塩濃度はpHに正比例する。この様式の方法は一般にp
Hが5〜7の範囲内で行なわれ、このpH範囲において
はpHを下げることが亜硫酸水素塩の形成にを利である
。Here it is! :;■? White (II a) 1lzO+ 1ISOz--11 Nini 1--- ■, 0 meeting + sot"-Kt = 1.02x
lO-' (18℃)K, = 1.54X10-"
(18°C) p) Above I=7, the bisulfite concentration is inversely proportional to the pH. Below pH=2, the bisulfite concentration is directly proportional to pH. This style of method is generally p
H is carried out in the range of 5 to 7, and in this pH range lowering the pH favors the formation of bisulfite.
従って、この方法のために最適pHを決定するには、上
で検討した酸加水分解の問題を勘案してこの平衡の問題
を考察しなければならない。従来使用されている方法で
は、6.5のpHが最良の収率をもたらすことが分って
いる。それにもかかわらず、85%より高い収率を達成
するのは困難であることが判明している。Therefore, to determine the optimum pH for this process, this equilibrium issue must be considered in light of the acid hydrolysis issues discussed above. In conventionally used methods, a pH of 6.5 has been found to give the best yields. Nevertheless, it has proven difficult to achieve yields higher than 85%.
これまで使用されたボロール法においては、S02、水
、水酸化ナトリウム、及び水素化ホウ素ナトリウム/水
酸化ナトリウム/水混合物(ボロール)が、その順序で
流動管路に供給される。この流動管路はスタティックミ
キサーに通じ、それから同伴したガスを大気に放出する
ガス抜きタンクに通ずる。ヒドロ亜硫酸ナトリウムの水
溶液は該ガス抜きタンクからポンプで移送されて、これ
の一部は必要な時使用するために貯蔵タンクに配送され
、残りは、SO,、水、及びN a Otlの入口の下
流であって、ボロールの入口の上流の所で前記流動管路
に再循環させる。各反応物の投入量は、ガス抜きタンク
もしくは貯蔵タンクの液面の上界もしくは低下、あるい
は、圧力、流量、及び/又はpHの変化に応じて自動的
に制御することができる。In the borole process used so far, S02, water, sodium hydroxide, and a sodium borohydride/sodium hydroxide/water mixture (borole) are fed into a flow line in that order. This flow line leads to a static mixer and then to a degassing tank which discharges the entrained gas to the atmosphere. An aqueous solution of sodium hydrosulfite is pumped from the degassing tank, a portion of which is delivered to a storage tank for use when needed, and the remainder is added to the SO, water, and N a Otl inlets. Recirculation is provided to the flow line downstream and upstream of the inlet of the boron. The input amount of each reactant can be automatically controlled in response to the upper or lower limit of the liquid level in the degassing tank or storage tank, or to changes in pressure, flow rate, and/or pH.
本願の出願人らは、化学物質の比率とpHの測定及び制
御とを変えること、並びに別の添加方法によって、上記
の方法の収率を改善することを試みた。
以1・余白〔問題点を解決するための手段
及び作用効果〕本発明の一つの面によれば、ヒドロ亜硫
酸ナトリウムが抜き出される絶えず循環している反応混
合物に反応物を供給することによって、水素化ホウ素す
]・リウム/水酸化ナトリウム/水混合物を水溶液中で
二酸化硫黄並びに水酸化ナトリウム及び/又は亜硫酸水
素ナトリウムと反応させてヒドロ亜硫酸ナトリウムを生
成させる方法の特徴は、該ヒドロ亜硫酸ナトリウムが抜
き出される箇所の下流であって前記反応物を系に入れる
個所の上流で、該循lO反応混合物を2つの流れに分け
ることである。これらの流れの1つに前記水素化ホウ素
ナトリウム混合物以外の反応物を供給し、この流れをそ
の後もう1つの流れと再び一緒にして単一の流れを形成
させ、この単一の流れに前記水素化ホウ素ナトリウム/
水酸化ナトリウム/水混合物を加える。Applicants of the present application have attempted to improve the yield of the above process by varying the proportions of chemicals and the measurement and control of pH, as well as by alternative methods of addition.
1 Margin [Means and Effects for Solving the Problem] According to one aspect of the present invention, by feeding the reactants into a constantly circulating reaction mixture from which sodium hydrosulfite is withdrawn, The feature of the method for producing sodium hydrosulfite by reacting a mixture of borohydride].lium/sodium hydroxide/water with sulfur dioxide and sodium hydroxide and/or sodium bisulfite in an aqueous solution is that the sodium hydrosulfite is The recycled IO reaction mixture is divided into two streams downstream of the point where it is withdrawn and upstream of the point where the reactants enter the system. One of these streams is fed with a reactant other than the sodium borohydride mixture, which stream is then recombined with the other stream to form a single stream, and the single stream is supplied with a reactant other than the sodium borohydride mixture. Sodium boronate/
Add sodium hydroxide/water mixture.
水素化ホウ素ナトリウム混合物以外の反応物は、好まし
くは水酸化ナトリウム、二酸化硫黄、及び水として系に
供給されるが、二酸化硫黄/水混合物を水酸化ナトリウ
ムと予備反応させることにより一般的に形成された亜硫
酸水素すl−IJウムを包含する種々の反応物を用いる
ことができよう。Reactants other than the sodium borohydride mixture are preferably fed to the system as sodium hydroxide, sulfur dioxide, and water, but are generally formed by prereacting a sulfur dioxide/water mixture with sodium hydroxide. A variety of reactants could be used, including sodium bisulfite.
本発明の別の面によれば、上記の様式の方法は、二酸化
硫黄を、従来使用されている方法におけるように水酸化
ナトリウムを系に入れる箇所の上流で系に供給するので
はなく、その下流の所で系に供給することを特徴とする
。好ましくは、SO□は、水酸化ナトリウムを含有する
反応物の流れに供給される前に水と混合される。According to another aspect of the invention, a process in the above manner provides that sulfur dioxide is fed into the system rather than upstream of the point at which sodium hydroxide is introduced into the system, as in previously used processes. It is characterized by being supplied to the system at a downstream location. Preferably, the SO□ is mixed with water before being fed to the reactant stream containing sodium hydroxide.
出願人らは、下記の事柄のいずれか又は全てによって上
記の一般的様式の方法における収率を改善することがで
きる、ということを発見した、1)pHの範囲を5.5
〜6.5、好ましくは5.7〜6.2として反応を行な
うこと、
1i)12℃より低い温度で反応を行なうこと、iii
)反応物の濃度を調節して、抜き出しを行なう所にお
けるしドロ亜硫酸塩(hydrosulf 1te)の
′濃度を9〜12重量%にすること。この範囲より高い
濃度は、貯蔵中に該ヒドロ亜硫酸塩の晶出を起こすもと
となりうる。Applicants have discovered that the yield in a process in the general manner described above can be improved by any or all of the following: 1) increasing the pH range to 5.5;
6.5, preferably 5.7 to 6.2; 1i) carrying out the reaction at a temperature lower than 12°C; iii)
) Adjusting the concentration of the reactants so that the concentration of hydrosulfite at the point of withdrawal is between 9 and 12% by weight. Concentrations higher than this range can lead to crystallization of the hydrosulfite during storage.
本発明の好ましい特徴に従えば、反応物は、各反応物が
おおむね行き渡る流速で他の反応物の流れに合流して乱
れを減少させるように、該反応物の流れの中央の適当な
位置に置かれ且つ流れの方向に整合させたノズルを通し
て該反応物の流れに供給される。このようにして得られ
る改良された「動的(kinetic) J混合は、反
応混合物のpHが突然に変化するのを防止しあるいは減
少させる。According to a preferred feature of the invention, the reactants are placed at suitable locations in the center of the reactant streams such that each reactant joins the other reactant streams at a generally prevailing flow rate to reduce turbulence. The reactant stream is fed through a nozzle positioned and aligned in the direction of flow. The improved kinetic mixing thus obtained prevents or reduces sudden changes in the pH of the reaction mixture.
本発明の方法においては、水酸化ナトリウム及び二酸化
硫黄を系に供給する場合、上に概説したように反応N)
が起こり、亜硫酸水素ナトリウムと二酸化硫黄との混合
物を生ずる。この混合物のSO□淵度は、好ましくは9
5〜120g/j!、より好ましくは100〜115
g/Ilである。該混合物中の亜硫酸水素塩(bisu
lfite) /SO□の比率は、好ましくはl :
1.20からL : 1.50までの範囲であり、最も
好ましくは約171.35である。これとは別に、二酸
化硫黄と亜硫酸水素ナトリウムとの水性混合物、例えば
欧州特許出願公開第0202210号公報に開示された
溶液の中の1つを、系に供給することができよう。In the process of the invention, when sodium hydroxide and sulfur dioxide are fed into the system, the reaction N) is as outlined above.
occurs, producing a mixture of sodium bisulfite and sulfur dioxide. The SO□ depth of this mixture is preferably 9
5~120g/j! , more preferably 100-115
g/Il. Bisulfite (bisu) in the mixture
The ratio of lfite) /SO□ is preferably l :
It ranges from 1.20 to L: 1.50, most preferably about 171.35. Alternatively, an aqueous mixture of sulfur dioxide and sodium bisulfite could be fed to the system, for example one of the solutions disclosed in EP-A-0202210.
反応混合物は、SOWを液体に保つため標準的には少な
くとも300kPaの圧力に保つべきである。好ましい
圧力範囲は300〜350kPaであるが、より高い圧
力を使用することもできよう。The reaction mixture should typically be kept at a pressure of at least 300 kPa to keep the SOW liquid. The preferred pressure range is 300-350 kPa, but higher pressures could be used.
好ましい反応温度は12℃よりも低く、より好ましくは
7〜10℃である。このような比較的低い温度では酸加
水分解によるNa[lHnの損失が実質的に減少する、
ということが見いだされた。一つの可能性は、比較的低
い温度が水素化ホウ素ナトリウムの加水分解に関する動
的速度を単純に低下させるということである。現実の機
構がどんなものであれ、加水分解のこの減少は、今度は
従来使用されている方法におけるpHよりもやや低目の
pHで、例えば5.5〜6.0のpHで反応(II)を
行なうことを可能にする。これは、平衡(III)にお
いて亜硫酸水素塩に有利であり、かくして亜硫酸水素ナ
トリウム/水素化ホウ素ナトリウムの反応(11)の収
率を増加させる。The preferred reaction temperature is below 12°C, more preferably between 7 and 10°C. At such relatively low temperatures, the loss of Na[lHn due to acid hydrolysis is substantially reduced;
It was discovered that. One possibility is that the lower temperature simply reduces the kinetic rate for hydrolysis of sodium borohydride. Whatever the actual mechanism, this reduction in hydrolysis in turn occurs at a slightly lower pH than in conventionally used methods, e.g. between 5.5 and 6.0 (II). make it possible to do This favors bisulfite in equilibrium (III) and thus increases the yield of the sodium bisulfite/sodium borohydride reaction (11).
別の可能性は、このような温度及び圧力条件の下では二
酸化硫黄の少なくとも一部分は六水和物のSO□・61
hOO形であり、強酸の遊離SO2と、それが更に下流
で遭遇するNaB114との間の直接の接触をある程度
まで抑制し、かくしてNaBH4の酸加水分解を減少さ
せうる、ということである。Another possibility is that under these temperature and pressure conditions at least a portion of the sulfur dioxide is converted to the hexahydrate SO□.61
hOO form, which can to some extent suppress the direct contact between the strong acid free SO2 and the NaB114 it encounters further downstream, thus reducing the acid hydrolysis of NaBH4.
本発明の方法で使用する水素化ホウ素ナトリウム/水酸
化ナトリウム/水混合物は、好ましくは、10〜15重
t%のNaB114.35〜45重量%のNa0Hs及
び40〜60重■%の水を含んでなる。モートンサイオ
コールインコーホレイティドのボロール(商標)混合物
は、12%のNaBIIa 、40%のNaOH1及び
48%の水を含んでなる。The sodium borohydride/sodium hydroxide/water mixture used in the process of the invention preferably contains 10-15 wt.% NaB, 4.35-45 wt.% Na0Hs and 40-60 wt.% water. It becomes. The Borol™ mixture of Morton's thiochol incorphoratide comprises 12% NaBIIa, 40% NaOH1 and 48% water.
本発明の別の面によれば、冷却手段を備えたスタティッ
クミキサー、該スタティックミキサーの下流のガス抜き
タンク、循環ポンプ、及びヒドロ亜硫酸ナトリウムのた
めの抜き出し箇所を包含する再循環ループを含んでなる
ヒドロ亜硫酸ナトリウムを製造するための装置であって
、前記再循環ループが前記抜き出し箇所の下流で第1及
び第2の流動管路に分れており、第1の流動管路には水
、二酸化硫黄、及び水酸化ナトリウム、又は亜硫酸水素
ナトリウムもしくはそれらの各種混合物のための1又は
それ以上の投入箇所があり、第2の流動管路が前記投入
箇所の下流で第1の流動管路と再び一緒になっている装
置が提供される。According to another aspect of the invention, it comprises a static mixer with cooling means, a degassing tank downstream of the static mixer, a circulation pump, and a recirculation loop comprising a withdrawal point for sodium hydrosulphite. An apparatus for producing sodium hydrosulfite, wherein the recirculation loop is divided into first and second flow lines downstream of the withdrawal point, the first flow line containing water, carbon dioxide, There are one or more input points for sulfur and sodium hydroxide or sodium bisulfite or various mixtures thereof, and a second flow line is connected again with the first flow line downstream of said input points. A companion device is provided.
次に、添付の図面に関して本発明の好ましい態様を記述
する。Preferred embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
最初に第1図を参照して上述の従来技術の方法を説明す
れば、タンク10からの液体二酸化硫黄、供給配管14
からの水、貯蔵タンク15からの水酸化ナトリウム、そ
して貯蔵タンク16からの水素化ホウ素ナトリウム/水
酸化ナトリウム/水混合物(以下ボロール(商標)と呼
ぶ)が、流動管路12に供給される。水酸化すトリウム
が流動管路12と合流する時、上述の反応(1)が起こ
り、亜硫酸水素ナトリウムが生ずる。更に下流でボロー
ル混合物が系と合流する時、反応(IT)が起こり始め
てヒドロ亜硫酸ナトリウムを生じさせる。Referring first to FIG. 1 to describe the prior art method described above, liquid sulfur dioxide from tank 10, supply line 14
, sodium hydroxide from storage tank 15 , and a sodium borohydride/sodium hydroxide/water mixture (hereinafter referred to as Borol™) from storage tank 16 are fed to flow line 12 . When thorium hydroxide joins flow line 12, reaction (1) described above occurs and sodium bisulfite is produced. Further downstream, when the borole mixture joins the system, a reaction (IT) begins to occur to form sodium hydrosulfite.
反応混合物は、スタティックミキサー18に送られ、そ
れから、水素のような気体生成物を通気管20を通して
系から大気へと放出させるガス抜きタンク19に送られ
る。The reaction mixture is sent to a static mixer 18 and then to a degassing tank 19 where gaseous products, such as hydrogen, are vented from the system to the atmosphere through a vent tube 20.
ガス抜きタンク19の底には流動管路22がつながれて
おり、該ガス抜きタンクからのヒドロ亜硫酸ナトリウム
溶液はポンプ24によってこの流動管路を通して循環さ
れる。この流動管路は、該ポンプの下流で第1の管路2
6と第2の管路32とに分けられ、第1の管路26はヒ
ドロ亜硫酸ナトリウム貯蔵タンク28に通じており、第
2の管路32は、ヒドロ亜硫酸ナトリウム溶液の一部分
を水酸化ナトリウムの投入箇所の下流であり、ボロール
(商標)の投入箇所の上流の所で流動管路12に再循環
させる。流動管路32から流動管路30に沿って該溶液
の小部分を抜出し、ガス抜きタンク19に直接再循環さ
せる。Connected to the bottom of the degassing tank 19 is a flow line 22 through which the sodium hydrosulphite solution from the degassing tank is circulated by a pump 24. This flow line is connected to a first line 2 downstream of the pump.
6 and a second line 32, the first line 26 leading to a sodium hydrosulfite storage tank 28 and the second line 32 supplying a portion of the sodium hydrosulfite solution to the sodium hydroxide solution. It is recycled into the flow line 12 downstream of the input point and upstream of the Volol® input point. A small portion of the solution is withdrawn from flow line 32 along flow line 30 and recycled directly to degassing tank 19 .
バルプ工場又はその種の他のものへは貯蔵タンク28か
ら直接ヒドロ亜硫酸すトリウム溶液を供給する。ヒドロ
亜硫酸ナトリウム溶液をこのタンクから抜き出している
時、液面発信器(’LT)34が液面の低下を検出して
電気信号を液面指示調節計(LIC)36に送り、次に
この液面指示調節計36が流量指示調節計(FIC)3
7に信号を伝送して、今度はこの流量指示調節計37が
電流/圧力変換器(1/P変換器)を作動させ、そして
これが圧力作動弁(pressure valve)
40を作動させて系への水の流■を増加させる。The bulk plant or the like is supplied with thorium hydrosulphite solution directly from the storage tank 28. While the sodium hydrosulfite solution is being withdrawn from this tank, a level transmitter ('LT) 34 detects a drop in the level and sends an electrical signal to a level indicating controller (LIC) 36, which in turn The surface indicating controller 36 is the flow rate indicating controller (FIC) 3
7, this flow indicating controller 37 in turn activates a current/pressure converter (1/P converter), which in turn operates a pressure valve.
40 to increase water flow into the system.
供給配管14を通る水の流量は電磁fL量計(MM)4
2により検出され、この電磁流■計42は、FIC37
に信号を送って流量を調節し、そしてまた流量比率指示
調節計(FRIC) 44にも信号を送り、この流量比
率指示調節計44は、圧力作動弁48を作動させる電流
/圧力変換H(1/ p変換器)46を経由してボロー
ル(商標)の供給を調節する。ボロール混合物の流量は
電磁流量計50により検出され、この電磁流量計50は
、PRIC44と、電流/圧力変換器(1/P変換器)
54及び圧力作動弁56によってN a OHの投入量
を調節する流量比率指示調節計(FRIC) 52とに
信号を送る。系へのNa01lの流量も電磁流量計58
によって監視され、この電磁流量計58はPRIC52
へ流■測定信号を送り返す。The flow rate of water passing through the supply pipe 14 is measured by an electromagnetic fL meter (MM) 4.
2, and this electromagnetic current meter 42 is detected by FIC37
to regulate the flow rate, and also send a signal to a flow ratio indicating controller (FRIC) 44 which outputs a current/pressure conversion H(1) which actuates a pressure operated valve 48. / p converter) 46 to regulate the supply of Volol™. The flow rate of the borole mixture is detected by an electromagnetic flowmeter 50, which includes a PRIC 44 and a current/pressure converter (1/P converter).
54 and a flow ratio indicating controller (FRIC) 52 that regulates the amount of N a OH input by means of a pressure operated valve 56 . The flow rate of Na01l into the system is also measured using an electromagnetic flowmeter 58.
This electromagnetic flowmeter 58 is monitored by a PRIC52
■Sends the measurement signal back.
種々の制御機能36 、37等は、第1図においては簡
単のために個々のマイクロプロセッサ機能として示され
ている。もちろん実際には、これらの機能は全て単一の
中央プロセス用計算機(cen tra Iproce
ss computer)によって適当!、:果される
。The various control functions 36, 37, etc. are shown in FIG. 1 as separate microprocessor functions for simplicity. In reality, of course, all of these functions are performed by a single central processing computer.
ss computer) suitable! ,: fulfilled.
SO□O系への投入量は、再14環反応混合物のpHの
関数として調節される。枝管30における該溶液のpH
をpl+電極(pHE) 60によって監視し、この
pt+電極60は、電流/圧力変換器(1/P変換器)
64及び圧力作動弁66によってSO□の投入量を調節
するpH指示調節計(pHlc) 62に信号を送る。The input to the SO□O system is adjusted as a function of the pH of the re-14-ring reaction mixture. pH of the solution in branch pipe 30
is monitored by a pl+ electrode (pHE) 60, which is a current/pressure transducer (1/P transducer).
64 and a pressure-operated valve 66 to send a signal to a pH indicator controller (pHlc) 62 that regulates the amount of SO□ input.
前述のように、この従来技術の方法は、一般的に約6.
5のpHで運転される。監視しているpitが予め決め
られた値以上に高くなる場合、pH1c62が働いてS
O□の流■を増加させ、同様にpHが低下する場合には
SO2の投入量を減少させる。As previously mentioned, this prior art method generally requires about 6.
Operated at a pH of 5. When the monitored pit becomes higher than a predetermined value, pH1c62 works and S
Increase the flow of O□ and decrease the input of SO2 if the pH decreases as well.
ガス抜きタンク19内の液面が予め決められた液面以下
に低下した場合、液面発信器70が液面指示調節計72
に信号を送り、流動管路26を通って貯蔵タンク28へ
と流れるヒドロ亜硫酸ナトリウムの流量を電流/圧力変
換3 (1/P変換器)74及び圧力作動弁76を通じ
て減少させる。When the liquid level in the degassing tank 19 drops below a predetermined liquid level, the liquid level transmitter 70 activates the liquid level indicator controller 72.
to reduce the flow rate of sodium hydrosulfite through flow line 26 to storage tank 28 through current/pressure converter 3 (1/P converter) 74 and pressure operated valve 76 .
上に明記した組成の、Na011のNaBLに対するモ
ル比が3.2:1であるボロール(商標)溶液を使用す
れば、上記の反応(+)及び(II)についての全体的
な式は、次のとおりになる。Using a Borol™ solution with the composition specified above and a molar ratio of Na011 to NaBL of 3.2:1, the overall equation for reactions (+) and (II) above is: It will be as follows.
これに基づいて、上の従来技術の方法について全体の反
応効率を85%と仮定すれば、100%活性のヒドロ亜
硫酸ナトリウムを1 kg型製造るのに必要とする各反
応物の実際の計は、次のように示される。Based on this, assuming an overall reaction efficiency of 85% for the prior art process above, the actual total of each reactant required to produce 1 kg of 100% active sodium hydrosulfite is , is shown as follows.
ボロール混合物 0.533kg
NaOH0,325kg (100%に基づく)S0□
0.865kg
水の量は最終のヒドロ亜硫酸ナトリウム溶液の所望する
濃度による。該ヒドロ亜硫酸ナトリウム溶液の濃度は、
通常2〜6重量%である。Borol mixture 0.533kg NaOH0,325kg (based on 100%) S0□
0.865 kg The amount of water depends on the desired concentration of the final sodium hydrosulfite solution. The concentration of the sodium hydrosulfite solution is
It is usually 2 to 6% by weight.
本発明の第1の態様を示す添付図面の第2図を参照すれ
ば、第1図に示した一定の特徴と本質的に同一であるも
のは同じ参照番号で示される。第1図の態様におけるの
と同じく、水酸化ナトリウム、水、及び二酸化硫黄を混
合して亜硫酸水素ナトリウムの生成を始め、次にボロー
ル(商標)混合物を加え、反応混合物にスタティックミ
キサー18を通過せしめ、それからこれをガス抜きタン
ク19へ送る。該スタティックミキサーに入る混合物の
温度は、好ましくは約10℃である。スタティックミキ
サー18は水冷ジャケット17付きであり、これによっ
て反応混合物の温度は約8℃に下げられる。ガス抜きタ
ンクから貯蔵タンクへのしドロ亜硫酸ナトリウム溶液の
流量は、ここでも、液面発信器70、液面指示調節計7
2、電流/圧力変換器74、及び圧力作動弁76により
調節される。調節弁89も用意され、また貯蔵タンクへ
のヒドロ亜硫酸ナトリウムの流量を監視できるように電
磁式フローチェーブCMFT)77も用意される。Referring to FIG. 2 of the accompanying drawings, which illustrates a first aspect of the invention, certain features that are essentially identical to those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. As in the embodiment of FIG. 1, the sodium hydroxide, water, and sulfur dioxide are mixed to begin the production of sodium bisulfite, then the Volol™ mixture is added, and the reaction mixture is passed through the static mixer 18. , and then sends it to the degassing tank 19. The temperature of the mixture entering the static mixer is preferably about 10°C. The static mixer 18 is equipped with a water cooling jacket 17, which reduces the temperature of the reaction mixture to about 8°C. The flow rate of the sodium sulfite solution from the degassing tank to the storage tank is determined by the liquid level transmitter 70 and the liquid level indicator controller 7.
2, a current/pressure transducer 74, and a pressure operated valve 76. A control valve 89 is also provided, and an electromagnetic flow valve CMFT) 77 is also provided so that the flow rate of sodium hydrosulfite into the storage tank can be monitored.
再循環している流れから分れてゆくヒドロ亜硫酸塩(h
ydrosulfite)の濃度は、一般的には9〜1
2重量%の範囲である。本方法をこの比較的高い濃度で
運転することによって収率を高めることができるが、貯
蔵安定性は低下する。従って、ヒドロ亜硫酸ナトリウム
をすぐさま使用しない場合は、それを4〜5ffiff
i%の濃度まで希釈すべきで、ある。このために、水供
給主配管114から取った導管170を通して水を供給
する。ヒドロ亜硫酸ナトリウム溶液への希釈水の供給は
、希釈水の投入箇所の下流で導電率セル174によって
溶液流度を監視する五電率調節マイクロプロセッサ(C
CD)173及び電流/圧力変換器(1/P変換器)1
72によって作動される弁171により調節される。Hydrosulfite (h) separating from the recirculating stream
The concentration of hydrosulfite is generally between 9 and 1
It is in the range of 2% by weight. By operating the process at this relatively high concentration, yields can be increased, but storage stability is reduced. Therefore, if you are not using sodium hydrosulfite immediately, add 4 to 5 ffiffs of it.
It should be diluted to a concentration of i%. For this purpose, water is supplied through a conduit 170 taken from the main water supply pipe 114. The dilution water supply to the sodium hydrosulfite solution is controlled by a five conductivity regulating microprocessor (C
CD) 173 and current/pressure converter (1/P converter) 1
regulated by valve 171 operated by 72.
ヒドロ亜硫酸ナトリウムの再循環流のためのポンプ24
は、この態様においては以下に記述するようにSowの
投入量を制御するpH電極61の下流の適当な位置に置
かれる。ポンプ24及びヒドロ亜硫酸ナトリウムを貯蔵
タンクへと抜き出す点の下流で、該溶液は熱交換器90
、もう一つの調節弁91、及びロータメーター(RM)
92を通過する。この熱交換器は、反応混合物を発熱反
応の結果として上昇した約12℃から約7℃まで冷却す
る。その後この流動管路は、80で表わされる個所で第
1の流動管路82と第2の流動管路84とに分岐する。Pump 24 for sodium hydrosulfite recirculation flow
In this embodiment, the pH electrode 61 is placed at an appropriate position downstream of the pH electrode 61 which controls the amount of Sow input as described below. Downstream of the pump 24 and the point where the sodium hydrosulfite is withdrawn to a storage tank, the solution is transferred to a heat exchanger 90.
, another control valve 91, and rotameter (RM)
Pass 92. This heat exchanger cools the reaction mixture from about 12°C, which has risen as a result of the exothermic reaction, to about 7°C. The flow line then branches at a point indicated at 80 into a first flow line 82 and a second flow line 84.
これら2つの流動管路を通過する流れの相対的比率は、
流動管路84の手動調節弁81で調節する。好ましくは
20〜60%の流量、典型的には40%の流量が第1の
流動管路82を通過し、そして40〜80%の流量、典
型的には60%の流量が第2の流動管路84を通過する
。The relative proportions of flow through these two flow conduits are:
Adjustment is made by a manual control valve 81 in the flow line 84. Preferably 20 to 60% of the flow rate, typically 40% of the flow rate, passes through the first flow line 82 and 40 to 80% of the flow rate, typically 60% of the flow rate passes through the second flow line 82. It passes through the conduit 84.
供給タンク115からの水酸化ナトリウムは、100で
表わした所で流動管路82に供給される。Sodium hydroxide from supply tank 115 is supplied to flow line 82 at 100.
供給タンク110からのSO□は、102で表わした所
で水供給配管114と合流し、そしてその結果体じた混
合物は、従前のボロール法におけるようにNa0llの
投入箇所の上流ではなく、その下流の位置104で流動
管路82に供給される。その後反応混合物はスタティッ
クミキサー98を通過し、そして供給タンク16からの
ボロール混合物が系に供給される主スタティックミキサ
ー18へと進む。The SO□ from the supply tank 110 joins the water supply line 114 at 102, and the resulting mixture is not upstream of the Na0ll input point as in previous Volor processes, but downstream thereof. is supplied to flow line 82 at location 104 . The reaction mixture then passes through a static mixer 98 and proceeds to the main static mixer 18 where the borole mixture from the feed tank 16 is fed to the system.
第2の流動管路84は、2つのスタティックミキサー9
8 、18の間の位置86で第1の流動管路82と再び
一緒になる。スタティックミキサー18に入る再循環混
合物の流量は圧力指示計(PI)94によって監視され
、この圧力指示計94は圧力指示調節計CPIC)95
に信号を送り、今度はこの圧力指示調節計95が圧力作
動弁97を作動させる電流/圧力変換器(1/P変換器
)96に信号を供給してスタティックミキサー18への
流れを調節する。The second flow line 84 connects two static mixers 9
It rejoins the first flow line 82 at a position 86 between 8 and 18. The flow rate of the recirculated mixture entering the static mixer 18 is monitored by a pressure indicator (PI) 94, which is connected to a pressure indicator controller (CPIC) 95.
This pressure indicating regulator 95 in turn provides a signal to a current/pressure converter (1/P converter) 96 which actuates a pressure operated valve 97 to regulate flow to the static mixer 18.
SO2が再循環流と合流する時にpilがなおよけいに
変化するのを少なくするため、Na011の一部分(全
NaOH流量の10〜50%が都合よく、好ましくは3
5〜40%)をバイパス管路101を通してSO2投入
管路に供給する。このN a OIfは、SO2°が水
の流れと合流する位置102の下流でこの管路に合流す
る。 ゛バイパス管路を通る流量は弁103によって
調節し、この弁103は水、Na011.及びSotの
監視流量に応じて自動的に作動させることができよう。A portion of Na011 (conveniently 10-50% of the total NaOH flow, preferably 3
5 to 40%) is supplied to the SO2 input line through the bypass line 101. This N a OIf joins this line downstream of location 102 where SO2° joins the water stream. ``The flow rate through the bypass line is regulated by a valve 103, which controls water, Na011. and Sot's monitored flow rate.
第1図のヒドロ亜硫酸ナトリウム貯蔵タンクは第2図に
は示されていないが、第2図の設備(system)は
第1図と全く同じ方法で貯蔵タンクに供給しうろことが
理解されよう。Although the sodium hydrosulfite storage tank of FIG. 1 is not shown in FIG. 2, it will be appreciated that the system of FIG. 2 would feed the storage tank in exactly the same manner as in FIG.
第2図の設備(sys tea+)は、第1図の自動制
御系と同様の方式で作動する自動制御系を有する。第1
図における貯蔵タンクからの液面信号に対応しうる入力
信号Sが流量指示調節計CF I C) 137に供給
され、今度はこの流量指示調節計137が電流/圧力変
換器(1/P変換器)138に信号を送って水供給管路
114の圧力作動弁140を作動させる。流量指示調節
計137はまた、水の流動管路の電磁式フローチューブ
(MFT)142からの流量データも受取ってその流量
データを流量比率指示調節計(1’RIC) 144に
伝送し、この流量比率指示調節計144は、電流/圧力
変換器(1/P変換器)146及び圧力作動弁148に
よってスタティックミキサー18へのボロール混合物の
供給を制御し、電磁式フローチューブ(MFT)150
によって流量を監視する。The equipment of FIG. 2 (sys tea+) has an automatic control system that operates in a similar manner to the automatic control system of FIG. 1st
An input signal S, which can correspond to the liquid level signal from the storage tank in the figure, is supplied to a flow rate indicating controller CF I C) 137, which in turn is connected to a current/pressure converter (1/P converter). ) 138 to actuate the pressure operated valve 140 in the water supply line 114. The flow rate indicating controller 137 also receives flow rate data from the electromagnetic flow tube (MFT) 142 of the water flow line and transmits the flow rate data to a flow rate ratio indicating controller (1' RIC) 144 to determine the flow rate. A ratio indicating controller 144 controls the supply of borole mixture to the static mixer 18 via a current/pressure transducer (1/P transducer) 146 and a pressure operated valve 148, and a electromagnetic flow tube (MFT) 150.
Monitor the flow rate by
水及びボロール混合物についての流量データは、流量比
率指示調節計(PRIC)144により流量比率指示調
節計(PRIC) 152にも、また流量比率指示調節
計(PRIC)及びpH指示調節計(pHIc)を含ん
でなる複合制御装置162にも伝送され、これらの調節
計は、それぞれ水酸化ナトリウム及び二酸化硫黄の投入
量を調節する。流量比率指示調節計(PRIC) 15
2は、電流/圧力変換器(1/P変換器)154及び圧
力作動弁156によってNa011の投入量を調節し、
電磁式フローチューブ(MFT)15BによってN a
OItの投入量を監視する。制御装置162は、SO
,の流■を監視するマイクロマスメーター160からは
もちろん、pH電極61からpHデータをも受取る。こ
の流量は、電流/圧力変換器([/P変換器)16.1
及び圧力作動弁166によって調節される。Flow rate data for water and borole mixtures are provided by a flow ratio indicating controller (PRIC) 144 to a flow ratio indicating controller (PRIC) 152 and also by a flow ratio indicating controller (PRIC) and a pH indicating controller (pHIc). It is also transmitted to a composite controller 162 comprising controllers that adjust the sodium hydroxide and sulfur dioxide inputs, respectively. Flow rate ratio indicating controller (PRIC) 15
2 adjusts the input amount of Na011 by a current/pressure converter (1/P converter) 154 and a pressure-operated valve 156;
Na by electromagnetic flow tube (MFT) 15B
Monitor the input amount of OIt. The control device 162
, and also receives pH data from the pH electrode 61, as well as from the micromass meter 160 that monitors the flows of. This flow rate is determined by the current/pressure converter ([/P converter) 16.1
and a pressure operated valve 166.
制御装置162から電流/圧力変換器164への信号は
、好ましくはそのかなりの部分がpHデータによるより
も流量比率データによって決定される。The signal from controller 162 to current/pressure transducer 164 is preferably determined to a greater extent by flow rate data than by pH data.
信号は、適当には75〜85%の範囲まで、好ましくは
約80%までは流量比率データに基礎を置き、15〜2
5%の範囲まで、好ましくは約20%まではpi1デー
タに基礎を置く。The signal is suitably based on flow ratio data to a range of 75-85%, preferably about 80%, and 15-2.
Up to a range of 5%, preferably up to about 20%, is based on pi1 data.
80で表わされる所で再循環流を分割することによって
、再循環流とそれに入れられる反応物との間の体積差が
より少なくなるのでより釣合いのとれた反応物の投入が
得られる。反応物が極端に希釈されることも少なくなる
。By splitting the recycle stream at 80, a more balanced reactant charge is obtained because there is less volume difference between the recycle stream and the reactants entering it. Extreme dilution of the reactants is also reduced.
第3図に示した設備(sys tea+)は、Na01
1 、 SOx、及び水を独立に投入する代りに、亜硫
酸水素ナトリウムと二酸化硫黄の単一の水溶液を投入す
る。The equipment (sys tea+) shown in Fig. 3 is Na01
1. Instead of independently dosing SOx and water, a single aqueous solution of sodium bisulfite and sulfur dioxide is introduced.
この図面においては、第2図の構成要素と同一の構成要
素は同じ参照番号で示されており、それらを詳細には説
明しない。この設備は、冷却式スタティックミキサー1
8、ガス抜きタンク19、ポンプ24、製品のための抜
き出し箇所及び希釈設備、熱交換器90、並びに投入用
管路82とバイパス管路84とを含んでなる分割流を備
えた再循環系を含んでなる範囲においては第2図の設0
1にと同様である。In this drawing, components that are identical to those in FIG. 2 are designated with the same reference numerals and will not be described in detail. This equipment consists of cooling type static mixer 1
8. A recirculation system with a degassing tank 19, a pump 24, a withdrawal point and dilution facility for the product, a heat exchanger 90, and a split flow comprising an input line 82 and a bypass line 84. In the range including
This is the same as in 1.
投入用管路82には、供給タンク210からのSO□/
Na1lSO3水溶液のための単一の投入点204があ
る。この溶液の流星は、流量比率指示コ1!1節計(F
RIC)/1)11指示調節計(p旧C)を含んでなる
制御装置262により制御される電流/圧力変換器<1
/P変換WS) 238によって作動する弁240によ
って調節される。この制御装置は、第2図の設備におけ
るのと同じ<pH電極61から信号を受は取り、そして
また亜硫酸水素ナトリウム/SO,溶液の流量を監視す
る電磁式フローチューブ242及び系への水素化ホウ素
ナトリウム溶液の流量を監視する流量指示調節計(F
I C)244からも信号を受は取る。この流量指示調
節計(F I C)244は、電磁式フローチューブ1
50からの流量データを受は取るだけなので、第2図の
流量比率指示調節、;1(FRIC)144と取替える
。第2図の設備におけるとの同じく、制御装置262は
、好まじくは約80%の範囲までは流量比率データに基
づき、約20%まではpHデータに基づいて亜硫酸水素
ナトリウム/S(h溶液の投入量を調節する。The input pipe 82 is supplied with SO□/ from the supply tank 210.
There is a single input point 204 for the Na11SO3 aqueous solution. The meteor of this solution is the flow rate ratio indicator 1!1 meter (F
RIC)/1) Current/pressure transducer <1 controlled by a control device 262 comprising 11 indicating controllers (pold C)
/P conversion WS) 238 is regulated by a valve 240 actuated by This controller receives and receives signals from the same pH electrode 61 as in the facility of FIG. Flow rate indicating controller (F) that monitors the flow rate of sodium boron solution
It also receives signals from IC) 244. This flow rate indicating controller (FIC) 244 is connected to the electromagnetic flow tube 1.
Since it only receives the flow rate data from 50, it is replaced with the flow rate ratio indication adjustment ;1 (FRIC) 144 in FIG. As in the installation of FIG. 2, the controller 262 preferably controls the sodium bisulfite/S (h solution) based on flow rate data to a range of about 80% and pH data to a range of about 20%. Adjust amount of input.
第4図は、種々の反応物を投入箇所100 、102、
及び104で本発明に従って好ましく系に供給する方式
を示す。同様な方式を、第2図に示したようにスタティ
ックミキサーに直接ボロール(商標)混合物を供給する
のではなく、ボロール混合物の中に供給するのに使用す
ることができる。主流動管路は180で示され、NaO
H又はSO□/水混合物のような加えられる成分は、末
端を主流動管路と実質的に同軸にして適当な位置に置か
れたノズル182を1fflして系に入る。このノズル
は、系に入る反応物の流量が主流動管路中の循環反応混
合物のそれと実質上同じであるようなものである。これ
は、この箇所で系に入る反応物の全てが、そこの周囲の
流動管路の側面に少しも付着せずに循環反応混合物によ
って一緒に運ばれる、ということを意味する。これは、
均質な混合物を得ること、及び組成の突然の変化と、と
りわけpHの突然の変化を避けるこヒとを確実にするの
を助ける。FIG. 4 shows various reactant injection points 100, 102,
and 104 show the preferred mode of feeding the system according to the present invention. A similar approach can be used to feed into the Borol mixture rather than directly into the static mixer as shown in FIG. The main flow line is indicated at 180 and is NaO
Added components, such as H or SO□/water mixtures, enter the system through 1 ffl nozzle 182, which is appropriately positioned with its end substantially coaxial with the main flow line. The nozzle is such that the flow rate of reactants entering the system is substantially the same as that of the circulating reaction mixture in the main flow line. This means that all of the reactants entering the system at this point are carried along by the circulating reaction mixture without any adhesion to the sides of the flow lines surrounding it. this is,
It helps to ensure that a homogeneous mixture is obtained and that sudden changes in composition and especially pH are avoided.
第5図は、本発明の装置に供給される二酸化硫黄/水系
についての状態図であり、SO,の含有〒百分率を圧力
500kPaにおいて温度に対してプロットしたもので
ある。本発明の方法は、標準的には250〜300kf
’aのようにやや低い方の圧力で運転されるけれども、
この状態図の関連部分は木質的に同じである。これから
、本発明の方法で標準的に使用する温度及び濃度におい
てはSO7の一部が上述の水和物の形である、というこ
とが分る。FIG. 5 is a phase diagram for the sulfur dioxide/water system supplied to the apparatus of the present invention, in which the percentage of SO is plotted against temperature at a pressure of 500 kPa. The method of the invention typically uses 250-300kf
Although it is operated at a slightly lower pressure like 'a,
The relevant parts of this phase diagram are tree-like. It can be seen from this that at the temperatures and concentrations normally used in the process of the invention, a portion of the SO7 is in the above-mentioned hydrate form.
上述の設備(sys tem)は、従前のボロール法を
用いて得られた収率を超えて実質上向上した収率を与え
、90%の収率及び95%以上の収率さえ容易に達成す
ることができるということが分った。The above-described system provides yields that are substantially improved over those obtained using the previous Bolor method, with 90% yields and even yields of over 95% easily achieved. I found out that it is possible.
これを達成するのに重要な因子には、SO2の投入箇所
より上流で再循環流にNa011を供給し、pHが極端
に低下するのを避けること、系に反応物を供給するのに
第5図の182のようなノズルを使用することにより動
的な混合が得られること、302 /水の比率及び亜硫
酸水素ナトリウム/SO2の比率、並びに比較的低い温
度が含まれると思われる。Important factors in achieving this include feeding Na011 into the recycle stream upstream of the SO2 input to avoid excessive pH drops, and the These include the dynamic mixing obtained by using a nozzle such as 182 in the figure, the 302/water and sodium bisulfite/SO2 ratios, and relatively low temperatures.
亜硫酸水素ナトリウムを少し過剰にして(典型的には1
0〜15%過剰)設備を運転することを考慮すれば、収
支式(balanced equationH90%収
率に基づく)は次のように変形することができる。Add a small excess of sodium bisulfite (typically 1
Taking into account the operation of the equipment (0-15% excess), the balance equation (balanced equation H based on 90% yield) can be modified as follows.
Na[1II4+3.2NaOH+2.6NazSzO
s+3.5SOz −−→この式に基づけば、100
%活性のヒドロ亜硫酸すトリウムを1 kg製造するの
に必要な各物質の実際の量は、
ボロール混合物 0.503kg
Na0II (100%) 0.332kg5
0□ 0.889kgであることが明ら
かにされる。Na[1II4+3.2NaOH+2.6NazSzO
s+3.5SOz −-→Based on this formula, 100
The actual amounts of each substance required to produce 1 kg of % active sodium hydrosulfite are: Borol mixture 0.503 kg Na0II (100%) 0.332 kg5
It is revealed that the weight is 0□ 0.889 kg.
本発明の方法により得られる収量百分率を計算しうる様
々な方法がある。ここで言及する3つのそのような方法
は、次のとおりである。There are various ways in which the percentage yield obtained by the method of the invention may be calculated. Three such methods mentioned here are:
水孟去、□2−ルゝ町′1にづ 、″
ボロール溶液と亜硫酸水素塩との間の関係が定量的であ
るならば、水素は発生しない。実際には、ボロール溶液
中の水素化ホウ素ナトリウムの望ましくない分解(加水
分解)のため亜硫酸水素塩と反応しない多少の水素の発
生が起こる。``If the relationship between borole solution and bisulfite is quantitative, no hydrogen will be generated.In reality, hydrogenation in borole solution Due to the undesired decomposition (hydrolysis) of the sodium boron, some hydrogen evolution occurs which does not react with the bisulfite.
この水素の流量をボロール溶液の流計と比較して測定す
ることによって、ヒドロ亜硫酸す1〜リウム生成反応の
効率を計算することができる。By measuring the flow rate of hydrogen in comparison with the flow meter of the borole solution, the efficiency of the mono-lithium hydrosulfite production reaction can be calculated.
にyづく収 ′率
この収率測定法は、反応物の供給化学物質が生成物のヒ
ドロ亜硫酸ナトリウムに転化することについての収支式
の化学量論に基づく。This yield measurement method is based on the balance equation stoichiometry of the conversion of the reactant feed chemical to the product sodium hydrosulfite.
ヒドロ亜硫酸ナトリウムの実際の収量を、生成溶液中の
ヒドロ亜硫酸ナトリウムの濃度を滴定することによって
測定する。それから、実際に生成したヒドロ亜硫酸ナト
リウムと、収支式の化学量論及び反応物の化学物質供給
量に従って理論−ヒ生成するヒドロ亜硫酸ナトリウムと
の比により収量百分率を計算する。 Li−F
eeポロール佇? びヒドロ 硫kP ゛ のホウこ
の収量百分率計算方法は、生成物のヒドロ亜硫酸ナトリ
ウムの製造に実際に消費される、反応物の化学物質を供
給するボロール溶液中の水素化ホウ素ナトリウムの量を
計算するのにホウ素の分析を利用する。The actual yield of sodium hydrosulfite is determined by titrating the concentration of sodium hydrosulfite in the product solution. Then, the yield percentage is calculated by the ratio of the sodium hydrosulfite actually produced to the sodium hydrosulfite theoretically produced according to the stoichiometry of the balance equation and the chemical supply amount of the reactants. Li-F
ee Poloru appearance? This yield percentage calculation method calculates the amount of sodium borohydride in the borohydride solution that supplies the reactant chemicals that is actually consumed in the production of the product sodium hydrosulfite. Use boron analysis to
市販のボロール溶液中のホウ素は、水素化ホウ素ナトリ
ウムの形のものが支配的であるが、少量のホ・シ素はメ
タホウ酸ナトリウムとしても存在する。この後者の不純
物を、最初にボロール溶液を水素化ホウ素ナトリウム濃
度について分析し、次に加水分解試料の原子吸光又はマ
ンニトール滴定により全ホウ素を測定することによって
分析的に測定する。これらの測定値の差からメタホウ酸
ナトリウムとしてのホウ素の■を計算する。The boron in commercially available borol solutions is predominant in the form of sodium borohydride, although a small amount of boron is also present as sodium metaborate. This latter impurity is determined analytically by first analyzing the borole solution for sodium borohydride concentration and then measuring total boron by atomic absorption or mannitol titration of the hydrolyzed sample. From the difference between these measured values, calculate the ■ value of boron as sodium metaborate.
次に、生成物のヒドロ亜硫酸ナトリウムをホウ素含(T
Iについて分析する。ボロール溶液の反応物中のメタホ
ウ酸塩としてのホウ素の寄与率は、これが不純物である
ため控除され、残りのホウ素は、ヒドロ亜硫酸ナトリウ
ムを生成する化学量論上の収支式で使用される水素化ホ
ウ素ナトリウムに帰属させられる。実際のヒドロ亜硫酸
ナトリウムについての生成物の滴定と理論上可能なヒド
ロ亜硫酸ナトリウム(ホウ素の分析に基づいて)から、
収量百分率を計算する。Next, the product sodium hydrosulfite was converted into boron-containing (T
Let's analyze I. The contribution of boron as metaborate in the reactants of the borole solution is subtracted because it is an impurity, and the remaining boron is used in the hydrogenation process to form sodium hydrosulfite in the stoichiometric balance equation. Attributed to sodium boron. From the titration of the product for actual sodium hydrosulfite and theoretically possible sodium hydrosulfite (based on boron analysis):
Calculate the yield percentage.
次に述べる実施例により本発明の方法を更に説明する。The following examples further illustrate the method of the invention.
拠−上
下記の固定したプロセスパラメーターでもって第2図に
示した設備を運転する。The equipment shown in Figure 2 is operated with the fixed process parameters listed below.
反応物の供給圧力(bar)
ボロール?容液 4.65NaO
H4,58
Sot
5.92再WtN流量(m/h):
20他の運転パラメーターを下表に示した
ように変え、そして前述の物質収支法を用いてヒドロ亜
硫酸すトリウムの収率を測定する。Reactant feed pressure (bar) Borol? Liquid content 4.65NaO
H4,58 Sot
5.92 WtN flow rate (m/h):
20 Other operating parameters are varied as shown in the table below and the yield of thorium hydrosulfite is determined using the mass balance method described above.
第2図に示した設備を、pHの値を変え且つ亜硫酸水素
ナトリウム/Sow(反応(1)により生成したもの)
とボロール供給液との比率を変えて、例1に示したよう
に運転する。ヒドロ亜硫酸ナトリウムの収率は、前述の
物質収支法で測定する。The equipment shown in FIG.
Run as shown in Example 1, varying the ratios of and borole feed. The yield of sodium hydrosulfite is determined by the mass balance method described above.
上表より、従前のボロール法及びその設備(第1図)で
用いられるpH値においてさえも大いに改善された収率
が得られる、ということが分る。本発明の方法にとって
好ましい5.5〜6.0のような低い方の値の9Hにお
いては、95%を超える収率が得られる。本方法にとっ
て最適のpHは、5.9であると考えられる。It can be seen from the table above that even at the pH values used in the previous Bolor process and its equipment (FIG. 1), greatly improved yields are obtained. At lower values of 9H, such as 5.5 to 6.0, which are preferred for the process of the invention, yields of over 95% are obtained. The optimum pH for this method is believed to be 5.9.
■−主
下記のプロセスパラメーターでもって第2図に示した設
備を運転する。①--Operate the equipment shown in Figure 2 with the following process parameters.
p 11 5.91温
度(”C) 9.8再循環
流St (n?/ h ) 12〜20分
割流比率(化学物質を供給する
側に向けられた供給流の百分率)40
ヒドロ亜硫酸ナトリウムの収率は、前述の2つの方法、
すなわち全ホウ素法及び物質収支法により測定する。p 11 5.91 Temperature ("C) 9.8 Recycle flow St (n?/h) 12-20 Split flow ratio (percentage of feed stream directed to the side that supplies the chemical) 40 Sodium hydrosulfite The yield is determined by the two methods mentioned above,
That is, it is measured by the total boron method and the mass balance method.
下記のプロセスパラメーターでもって第3図に示した設
6iifを運転する。The setup 6iif shown in FIG. 3 is operated with the following process parameters.
以下余白
温度(’C) 1O−11p
H5,6〜5.8
再循環流量(rrr/h) 25〜30ヒ
ドロ亜硫酸塩濃度(重量%)12
前述の3つの方法、すなわち水素及びボロール溶褒流量
法、物質収支法、並びに全ホウ素法によりヒドロ亜硫酸
ナトリウムの収率を測定する。Below margin temperature ('C) 1O-11p
H5, 6-5.8 Recirculation flow rate (rrr/h) 25-30 Hydrosulfite concentration (wt%) 12 Three methods mentioned above, namely hydrogen and borol solution flow method, mass balance method, and total boron method Determine the yield of sodium hydrosulfite.
、図面の簡単な説明
第1図は、発明の詳細な説明の欄に述べた従来2術の方
法を説明する簡易流れ図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a simplified flowchart illustrating two conventional methods described in the Detailed Description of the Invention section.
第2図は、本発明の第1の態様による方法を図式的に示
す流れ図である。FIG. 2 is a flowchart diagrammatically illustrating a method according to the first aspect of the invention.
第3図は、本発明の第2の態様による設備を図式的に示
す流れ図である。FIG. 3 is a flowchart diagrammatically illustrating an installation according to a second aspect of the invention.
第4図は、本発明の方法において使用する動的混合ノズ
ルの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a dynamic mixing nozzle used in the method of the present invention.
第5図は、SO□が水和物を形成する濃度及び条件を示
す水/SO2状態図である。FIG. 5 is a water/SO2 phase diagram showing the concentration and conditions under which SO□ forms a hydrate.
図中、18はスタティックミキサー、19はガス抜きタ
ンク、24はWi環ポンプ、80は循環流の分岐点、8
2は第1の流動管路、84は第2の流動管路、86は循
環流の合流点、100 、104は反応物の投入箇所、
101はバイパス管路、103は弁、114は水供給管
路、182はノズルである。In the figure, 18 is a static mixer, 19 is a degassing tank, 24 is a Wi ring pump, 80 is a branch point of circulation flow, 8
2 is a first flow pipe, 84 is a second flow pipe, 86 is a confluence point of circulating flow, 100 and 104 are reactant injection points,
101 is a bypass pipe, 103 is a valve, 114 is a water supply pipe, and 182 is a nozzle.
Claims (1)
トリウム、水酸化ナトリウム、及び二酸化硫黄と反応さ
せてヒドロ亜硫酸ナトリウムを製造する方法であって、
ヒドロ亜硫酸ナトリウム溶液が抜き出される連続的に再
循環している反応混合物に反応物を供給し、且つ、水素
化ホウ素ナトリウムを水酸化ナトリウムとの水性混合物
の形にして、他の反応物の投入箇所(100、104)
の下流の位置であり且つ前記ヒドロ亜硫酸ナトリウム溶
液が抜き出される位置の上流で系に供給する製造方法に
おいて、前記ヒドロ亜硫酸ナトリウム溶液が抜き出され
る位置の下流であり且つ該反応物を投入する箇所の上流
の位置(80)において前記再循環反応混合物を第1の
流れ(82)と第2の流れ(84)とに分割し、前記第
1の流れ(82)に前記水素化ホウ素ナトリウムの水性
混合物以外の反応物を供給し、その後前記第1及び第2
の流れを再び一緒にして(86)単一の流れを形成させ
、この単一の流れに前記水素化ホウ素ナトリウム混合物
を供給することを特徴とする方法。 2、水酸化ナトリウムを前記第1の流れ(82)に供給
し、少なくともそれの一部分を他の反応物の投入箇所の
上流の位置(100)において前記第1の流れに入れる
ことを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、前記第1の流れ(82)に通じる水供給配管(11
4)に二酸化硫黄を供給すること、並びに、該二酸化硫
黄/水混合物が系に入る位置(104)の上流の位置(
100)において前記第1の流れ(82)に前記水酸化
ナトリウムの一部分を供給し、且つ、残りを前記水供給
配管(114)に供給して前記二酸化硫黄/水混合物と
混合することを特徴とする、特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の方法。 4、ヒドロ亜硫酸ナトリウムを製造する前記反応を5.
5〜6.5の範囲のpHで行なうことを特徴とする、特
許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1項に記
載の方法。 5、ヒドロ亜硫酸ナトリウムを製造する前記反応を12
℃より低い温度で行なうことを特徴とする、特許請求の
範囲第1項から第4項までのいずれか1項に記載の方法
。 6、前記循環反応混合物中の前記反応物の濃度を調節し
て、前記抜き出しをする箇所でのヒドロ亜硫酸塩(hy
drosulfite)の濃度を9〜12重量%にする
ことを特徴とする、特許請求の範囲第1項から第5項ま
でのいずれか1項に記載の方法。 7、前記反応物の流れの中央の適当な位置に置かれ且つ
流れの方向に整合させたノズル(182)を通して該反
応物の流れに前記反応物を供給し、それによって各反応
物がおおむね行き渡る流速で前記流れと一緒になること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項から第6項までの
いずれか1項に記載の方法。 8、前記水素化ホウ素ナトリウム混合物以外の反応物を
亜硫酸水素ナトリウム及び二酸化硫黄の水性混合物の形
にして前記第1の流れ(82)に供給することを特徴と
する、特許請求の範囲第1項から第7項までのいずれか
1項に記載の方法。 9、スタティックミキサー(18)、該スタティックミ
キサーの下流のガス抜きタンク(19)、循環ポンプ(
24)、及びヒドロ亜硫酸ナトリウムのための抜き出し
箇所を包含する再循環ループを含んでなるヒドロ亜硫酸
ナトリウムを製造するための装置であって、前記再循環
ループが前記抜き出し箇所の下流で第1の流動管路(8
2)と第2の流動管路(84)とに分割され、前記第1
の流動管路(82)には水酸化ナトリウム、二酸化硫黄
、及び水、又はそれらの混合物もしくは反応生成物のた
めの1又はそれ以上の投入箇所(100、104)があ
り、前記第2の流動管路(84)は前記第1の流動管路
(82)にある投入箇所の下流の位置(86)で前記第
1の流動管路(82)と再び一緒になり、また、前記第
1及び第2の流動管路が再び一緒になる前記位置(86
)の下流に水素化ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリウム
/水混合物のための投入箇所が用意されていることを特
徴とする装置。 10、前記第1の流動管路(82)の前記1又はそれ以
上の投入箇所(100、104)のおのおのに、該流動
管路の中央の適当な位置に置かれ且つ流れの方向に整合
させたノズル(182)が含まれている、特許請求の範
囲第9項記載の装置。 11、前記第1の流動管路(82)に水酸化ナトリウム
のための投入箇所(100)があり、またその下流に二
酸化硫黄/水混合物のための投入箇所(104)がある
ことを特徴とする、特許請求の範囲第9項又は第10項
記載の装置。 12、二酸化硫黄の投入箇所(104)に通じる水供給
配管(114)に前記水酸化ナトリウムの一部分を供給
するため弁(103)を含むバイパス管路(101)が
設けられ、前記水供給配管に前記二酸化硫黄を供給する
ため該水供給配管への前記水酸化ナトリウム投入箇所の
上流の位置(102)に二酸化硫黄供給管路が設けられ
ていることを特徴とする、特許請求の範囲第11項記載
の装置。[Claims] 1. A method for producing sodium hydrosulfite by reacting sodium borohydride with sodium bisulfite, sodium hydroxide, and sulfur dioxide in an aqueous solution, comprising:
The reactants are fed to a continuously recirculating reaction mixture from which the sodium hydrosulfite solution is withdrawn, and the sodium borohydride is in the form of an aqueous mixture with sodium hydroxide and the other reactants are input. Location (100, 104)
In the production method, the sodium hydrosulfite solution is supplied to the system at a position downstream of the position and upstream of the position from which the sodium hydrosulfite solution is extracted, and a position where the reactant is introduced and downstream from the position from which the sodium hydrosulfite solution is extracted. splitting said recycled reaction mixture into a first stream (82) and a second stream (84) at a point (80) upstream of said sodium borohydride aqueous solution into said first stream (82). A reactant other than the mixture is supplied, and then the first and second reactants are supplied.
(86) to form a single stream and supplying said sodium borohydride mixture to said single stream. 2. Sodium hydroxide is supplied to the first stream (82), and at least a portion thereof is introduced into the first stream at a position (100) upstream of the input point of other reactants. , the method according to claim 1. 3. Water supply pipe (11) leading to the first flow (82)
4) and a location (104) upstream of the location (104) at which the sulfur dioxide/water mixture enters the system.
100), supplying a portion of the sodium hydroxide to the first stream (82) and supplying the remainder to the water supply line (114) to mix with the sulfur dioxide/water mixture. The method according to claim 1 or 2, wherein: 4. The above reaction for producing sodium hydrosulfite is carried out in 5.
4. A method according to claim 1, characterized in that it is carried out at a pH in the range from 5 to 6.5. 5. The above reaction for producing sodium hydrosulfite is carried out in 12
5. Process according to claim 1, characterized in that it is carried out at a temperature below 0.degree. 6. Adjust the concentration of the reactants in the circulating reaction mixture to reduce hydrosulfite (hy
6. Process according to claim 1, characterized in that the concentration of drosulfite is between 9 and 12% by weight. 7. feeding said reactants to said reactant stream through a nozzle (182) placed at a suitable location in the center of said reactant stream and aligned with the direction of flow, so that each reactant is generally distributed; 7. A method according to claim 1, characterized in that the flow rate is combined with the flow at a flow rate. 8. Reactants other than the sodium borohydride mixture are fed to the first stream (82) in the form of an aqueous mixture of sodium bisulfite and sulfur dioxide. The method according to any one of paragraphs 7 to 7. 9, static mixer (18), degassing tank (19) downstream of the static mixer, circulation pump (
24) and a recirculation loop comprising a withdrawal point for sodium hydrosulfite, the recirculation loop comprising a first flow downstream of the withdrawal point. Pipeline (8
2) and a second flow conduit (84);
The flow conduit (82) has one or more input points (100, 104) for sodium hydroxide, sulfur dioxide, and water, or mixtures or reaction products thereof; The conduit (84) rejoins said first flow conduit (82) at a location (86) downstream of the input point in said first flow conduit (82) and also connects said first and Said position (86) where the second flow conduits come together again
), an input point for the sodium borohydride/sodium hydroxide/water mixture is provided downstream of the device. 10. Each of the one or more input points (100, 104) of the first flow conduit (82) is positioned at a suitable position in the center of the flow conduit and aligned in the direction of flow; 10. The device of claim 9, comprising a nozzle (182). 11. characterized in that said first flow line (82) has an input point (100) for sodium hydroxide and downstream thereof an input point (104) for a sulfur dioxide/water mixture; The device according to claim 9 or 10, wherein 12. A bypass pipe (101) including a valve (103) is provided to supply a portion of the sodium hydroxide to the water supply pipe (114) leading to the sulfur dioxide injection point (104), and the water supply pipe is provided with a bypass pipe (101) including a valve (103). Claim 11, characterized in that a sulfur dioxide supply line is provided at a position (102) upstream of the point at which the sodium hydroxide is introduced into the water supply line for supplying the sulfur dioxide. The device described.
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JPH0469561B2 JPH0469561B2 (en) | 1992-11-06 |
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