| Приоритети: | Изобретението се отнася до технология за получаване на концентриран разтвор на натриев хидросулфит. Наситен воден разтвор на натриев сулфит, приготвен предварително или директно в реактора, се поставя в контакт с концентрирана солна киселина, дозирана в капков режим, последвано от добавяне на части на допълнителни количества твърд натриев сулфит и продължаване на дозирането на солна киселина. В същото време рН на реакционната смес се поддържа най-малко 6±0,1 до образуването на твърда фаза, която не преминава в разтвор, след което рН на реакционната смес се регулира до 3,5-4,5 и процесът се спира. Изобретението позволява получаването на продукт с дълъг срок на годност. 1 табл.
Изобретението се отнася до технологията за получаване на концентриран разтвор на натриев хидросулфит и може да се използва в различни области на промишлената и лабораторна практика, както и в аналитичния контрол и изследователската работа.
Известно е получаването на натриев хидросулфит по схемата (F. Cotton, J. Wilkinson. Съвременна неорганична химия. Химия на непреходните елементи. Част 2. М .: Мир, 1969, стр. 404):
тези. чрез преминаване на газообразен SO 2 през наситен разтвор на Na 2 CO 3, докато натриевият карбонат се изразходва почти напълно и образуваният от него въглероден диоксид се отстранява в газовата фаза.
Недостатъците на този подход са:
1.Хидросулфитът по този начин е междинен продукт. И дори ако процесът бъде спрян в момента на достигане на максималното му количество, други редуциращи агенти, като Na 2 S 2 O 5, SO 2p-p и H 2 SO 3 ще присъстват в реакционната смес в значителни количества с установяването на сложна система на динамично равновесие. С други думи, просто е невъзможно да се получи индивидуален разтвор само на натриев хидросулфит по този начин.
2. Този метод се основава на взаимодействието между газ и течност, което изисква подходящ абсорбиращ реактор и друго специфично оборудване, като цяло стационарна инсталация за тези цели.
3. Към момента няма надежден критерий за прекратяване на такъв процес в момента на достигане на максимален добив на натриев хидросулфит.
4. Получената реакционна смес от няколко редуциращи агента е много нестабилна по време на съхранение и трябва да се използва за ограничено време.
Най-близък до претендирания е методът за производство на натриев хидросулфит (AS СССР № 947033), съгласно който производството на този продукт включва обработка на суспензия от цинков прах със серен диоксид, последващо взаимодействие на получения цинков хидросулфит с натриев хидроксид и изсоляване на натриев хидросулфит, докато обработката на суспензията със серен диоксид се извършва в излишък от цинк 10-30% от стоих иометрия с отделяне на нереагиралия цинк от разтвора и връщането му в етапа на обработка на суспензията от цинков прах.
Недостатъците на такова решение са.
1. В него участва цинков прах, който не доставя NaHSO 3 от масата си на целевия продукт, т.е. е спомагателен реагент по байпасен начин за получаване на целевия продукт.
2. Технологичнопроцесът е многоетапен със значителен брой спомагателни операции и доста сложна и разнообразна апаратура.
3. Етапът на взаимодействие на твърд цинков прах с газообразен серен диоксид изисква значителен излишък от твърдия реагент, който по-късно трябва да бъде отделен и върнат в реакционното пространство.
4. Този процес генерира странични продукти, по-специално цинков хидроксид, който трябва да се изхвърли, както и отпадъчни води, които изискват подходящо третиране.
5. Крайният продукт от този разтвор е твърд натриев хидросулфит, който, когато се използва, трябва да се разтвори във вода и полученият разтвор трябва да се стабилизира.
Целта на предложеното решение е количествено да превърне разтвора на натриев сулфит в концентриран разтвор на хидросулфит и правилно да го стабилизира, осигурявайки доста дълъг срок на годност и използване за нормални цели.
Задачата се постига чрез факта, че наситен воден разтвор на натриев сулфит, приготвен предварително или директно в реактора, се поставя в контакт с концентрирана солна киселина, дозирана в режим на накапване, последвано от въвеждане на порции допълнителни количества твърд натриев сулфит и продължаване на дозирането на солна киселина, докато рН на реакционната смес се поддържа най-малко 6 ± 0,1 до образуването на твърда фаза, която не преминава в разтвора, след това рН от реакционната смес се довежда до 3,5-4,5 и процесът се спира
Характеристики на използваните суровини:
Натриев сулфит съгласно GOST 5644-75.
Солна киселина конц. 36% HCh ГОСТ 3118-77.
Дестилирана вода съгласно TU 6709-72.
Провеждането на процеса по заявения метод е както следва. В реактор тип чаша с капакелектроди за измерване на pH и механична бъркалка от тип лопатка или витло или с магнитна бъркалка се зареждат с определена маса от предварително приготвен разтвор на натриев сулфит или изчислени количества твърд реагент и дестилирана вода за приготвяне на такова количество от този разтвор. Включва се механично разбъркване, електродите се спускат в зоната на реакционната смес извън зоната на работа на механичната бъркалка, вкарва се дозатор с концентрирана солна киселина и започва дозирането му в режим капка по капка. Наблюдавайте промяната в pH на реакционната смес. Дозировката на киселината се регулира така, че рН на реакционната смес да намалява плавно, т.е. без значителни скокове поради забавянето на усредняването по обема в резултат на използваното механично смесване. Веднага щом рН достигне 6 ± 0,1 и в реакционната зона няма неразтворена твърда фаза на натриев сулфит, започва периодично въвеждане на Na 2 SO 3 без спиране на разбъркването и дозиране с концентрирана солна киселина, като същевременно не се допуска рН да се понижи спрямо горната стойност. Тази операция се повтаря, докато твърдата фаза не премине в разтвор. В този момент сумата от концентрациите на хидросулфитния продукт и останалия сулфитен реагент е в диапазона от 1,9-2,5 mol/kg или 2,5-3,1 mol/l. След това дозировката на солната киселина се забавя и рН на реакционната смес внимателно се регулира до 3,5-4,5. При това рН почти целият натриев сулфит се превръща в хидросулфит, а натриевият хлорид, образуван паралелно с него в еквивалентни количества, осигурява натриев хидросулфит с повишена стабилност при съхранение.
Дозирането на солна киселина се спира и дозаторът на този реагент се отклонява по такъв начин, че излишната киселина да не се образува при никакви обстоятелства.успя да влезе в получената реакционна смес. Спрете механичното разбъркване. Капакът на реактора с монтираните в него електроди се отстранява, реакционната смес се излива внимателно в специално подготвен добре затварящ се съд с малък обем от останалото газово пространство и се съхранява в него до използването му по предназначение.
100 g дестилирана вода и 27 g реактивен натриев сулфит (температура 20 ° C) се зареждат в реактор тип чаша с разбъркване с механична бъркалка и pH електроди, разположени извън бъркалката, и с бюрета с концентрирана солна киселина, правилно монтирана върху съответния отвор в капака на реактора. Включва се механично разбъркване и тъй като основната част от въведения сулфит се разтваря, от бюретата се подава 11 N солна киселина с такава скорост, че рН на реакционната смес дори временно да не пада под 6,0. Тъй като цялата твърда фаза преминава в разтвор в момента на достигане на pH = 6,0 ± 0,1 (за това са използвани 11,5 ml HCl), започва частично въвеждане на твърд натриев сулфит (10 + 5 + 5 + 5 g), като продължава въвеждането на солна киселина с такава скорост, че pH да не намалява под 6,0 ± 0,1 (4,35 + 1,95 + 2,65 + 1,25 ml). ). Това продължава, докато реакционната смес съдържа малка твърда фаза, която не преминава в разтвор от последната въведена порция натриев сулфит при рН на реакционната смес равно на 6,0 ± 0,1. Продължете бавното въвеждане на солна киселина и доведете рН на реакционната смес до стойност 3,9, за което са необходими допълнителни 10,2 ml солна киселина. В този случай, колкото повече pH се доближава до определената стойност, толкова по-бавно се въвежда солната киселина.
В момента на достигане на определеното pH, спрете разбъркването, отстранете бюретата с концентрирана солна киселина,отстранете и оставете настрана капака с електродите за измерване на pH, след като ги повдигнете над течността и оставите остатъчния течен филм да се отцеди добре от тях. Времето, прекарано в процеса, беше 50 минути.
Полученият разтвор се излива в контейнер за съхранение, добре затварящ се с капак и също така с малък обем на газовото пространство спрямо обема на течността. От получения разтвор периодично се вземат проби и в тях се определя концентрацията (в mol/kg и в mol/l) на сумата от редуктори и натриев хидросулфит. В този случай те практически съвпадат и са равни съответно на 1,91 mol/kg или 2,50 mol/l.
Реакционният апарат, последователността на операциите на зареждане, въвеждането на концентрирана солна киселина и допълнителната доза на твърд сулфит са подобни на описаните в пример 1. Те се различават по вида на използвания миксер, първоначалното зареждане на разтвора на натриев сулфит или компонентите за неговото приготвяне, концентрацията на солна киселина, въведена във взаимодействието, режима на допълнително зареждане на натриев сулфит, както и рН в момента на прекратяване на процеса. Получените резултати са обобщени в таблица.