Способ получения сульфитной кислоты

 

<и967946

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф ., ф . l=.-. г с ...... (61) Дополнительное к авт. свид-ву— . (22) Заявлено 28.07. 80 (21) 2970638/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 2И0.82- Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 23 ° 10. 82

Р11М К з

С 01 В 17/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий ($3) УДК661. 241 (088. 8) В.А. Сибирцев, В.P. Кинжалова, А.В.углицки и Н.П.Пермякова (72) Авторы изобретения

Уральский лесотехнический институт им.Ле

{71) Заявитель комсомола (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИТНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к переработке целлюлозы, в частности к способам получения сульфитной кислоты, и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ получения сульфитной кислоты путем насыщения щелочного раствора газовой. смесью на основе $0 в барботажной колонке или в а6сор.бере (1).

Недостатком этого способа является загрязненность сульфитной кислоты примесями.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сульфитной кислоты, согласно которому раствор кальцинированной соды насыщается двуокисью серы в насадочном абсорбере при орошении раствора соды сверху и подаче газовой смеси снизу (2) .

Недостатком известного способа является бстьшое содержание в сульфитной кислоте сульфат-ионов (2,1 г/л при содержании двуокиси серы 3,9%), образующихся эа счет окисления сульфит-ионов в области рН 6-9.

Цель изобретения — снижение степени Окисления целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно спосОбу получения сульфитной кислоты, включающему насыщение раствора кальцинированной соды газообразной двуокисью серы, процесс ведут в две стадии, причем на первой насыщение ведут до рН 10-9 с последующим смешением раствора с водой, предварительно насыщенной сернистым газом, а на второй стадии полученную смесь донасьпцают до рН 2,5-2,0.

Кроме тово раствор кальцинированной соды исцользуют с концентрацией

10-14% Иа О.

Воду насыщают сернистым газом до рН 1-2.

Содовый раствор и воду, насыщенную сернистым газом, смешивают в объемном соотношении (1,0-1,1) (8,9-9,0).

Способ исключает в процессе приготовления кислоты область растворов с рН 6-9, в которой происходит интенсивное окисление сульфитов.

Исходный раствор капьцинированной соды, подаваемый в верхнюю часть 1 зоны абсорбера имеет концентрацию

10-14% Na<0 и соответствующее высокое значейие рН 12,2. По мере поглощения остаточной газообразной

967946

)5 двуокиси серы, поступающей с газовой смесью из .11 зоны абсорбера; рН содового раствора снижается до 10,1.

Таким образом, процесс насыщения содового раствора остаточной двуокисью серы протекает в области рН 5

12,2-9, характеризующейся пониженной интенсивностью окисления сулвфитов..

Раствор сернистой воды во 11 зоне абсорбера в процессе !насыщения 10 двуокисью серы подвергается окислению кислородом газовой смеси в минимальной степени и содержание сульфат ионов повышается всего на 0,11 г/л, несмотря на значительное накопление 15 в растворе двуокиси серы (до 1,3%) .

Такая малая величина окисления объясняется низким значением рН.насыщаемой сернистой воды, имеющей значения 1,221,84. Только в начальной стадии насы- Щ щения рН равно 2,5, но окисление в этом случае также незначительно, вследствие низкого содержания двуокиси серы, равного 0,05%.

При смешении раствора .кальциниро- 25 ванной соды, частично насыщенной двуокисью серы, с сернистой водой, рН смешанного раствора составляет 3.,71 и по мере дальнейшего насыщения его двуокисью серы в М зоне абсорбера рН раствора понижается до 2,02 и интенсивность окисления сульфатов в этой области рН также невелика.

Таким образом, весь процесс получения сульфитной кислоты протекает в области значений рН, характеризующихся малой интенсивностью окисления: и содержание сульфат-ионов в сульфитной кислоте составляет всего 0,75 г/л при практически одинаковом составе основных компонентов и температуре кислоты по сравненйю!с известным способом.

Положительный эффект снижения содержания сульфат-ионов в сульфитной кислоте достигается двумя приемами: исключением области растворов с повышенной интенсивностЬю окисления сульфитов в ходе приготовления кислоты и выбором оптимальных соотноше,ний потоков;. сернистой воды и раст- 50 вора кальцийированной соды, при мак симально возможном увеличении потока наименее подверженной окислению сер" нистой воды.

i минимальный поток раствора. кальци-55 нированной соды составляет 10-11% от общего объема получаемой сульфитной кислоты (соответственно объем сернистой воды составит 89-90% от, объема кислоты); концентрация соды в этом 60 случае составит 12-14% Na 0. Дальнейшее уменьшение доли содового раствора и соответственно повышение концентрации соды невозможно из-эа ограниченной растворимости соды при понижен- 65 ной температуре, уменьшение содержаний соды приводит к повышению потока содового раствора и уменьшению доли сернистой воды в смешанном растворе, содержащем минимальное количество сульфат-ионов.

Способ осуществляют следующим образом.

В абсорбер сверху через душирующее устройство подается раствор кальцинированной соды повышенной крепости, содержащий 10-14% Na<0 и имеющий рН 11-12. Одновременно в среднюю фазу абсорбера через душирующее устройство подается вода, а снизу через штуцер подается газообразная двуокись серы,".которая поднимается вверх по абсорберу. Раствор кальцинированной соды, проходя верхнюю зону абсорбера, поглощает остаточную газообразную двуокись серы, переходящую иэ U и П зон. На выходе из верхней зоны 1 рН раствора кальцинированной соды понижается с 11-12 до 9,5 за счет взаимодействия с двуокисью серы.

Затем раствор кальцинированной соды, частично насыщенный двуокисью серы, минуя среднюю зону П, по переливной трубе поступает в верхнюю часть нижней зоны t3.

Вода через душирующее устройство, подаваемая в среднюю зону П, проходя через насадку, насыщается газообразной двуокисью серы, образуя сернистую воду, и, на выходе из средней зоны П имеет рН 1,2. Сернистая вода средней зоны стекает на насадку нижней зоны Я, где смешивается с раствором кальцинированной соды, поступающей по переливной трубе, образуя сульфитную кислоту, которая дополнительно в нижней зоне ш насыщается двуокисью серы до содержания SQz

3,9%.

П р и.м е р., В абсорбер,разделенный на три зоны, подается сверху раствор кальииниоованной соды с концентрацией 10-14% Na p. В среднюю зону подается вода. В нижнюю часть абсорбера поступает газообразная двуокись серы. Раствор кальцинированной соды, проходя через абсорбер, насыщается двуокисью серы, образуя сульфитную (варочную) кислоту, которая отбирается через штуцер в нижней части абсорбера.

Опытные данные по количественному содержанию компонентов в суль- фитной кислоте представлены в таблице.

Данные таблицы показывают, что содержание сульфатов в сульфитной кислоте по предлагаемому способу в 1,5-3 раза меньше, чем по известному.

967946

Известный способ Предлагаемый способ

Характеристика. сульфитной кислоты

Содержание Na О в кальцинированной соде, %

1 I I

4 1 0 12 14

Содержание сульфатионов, г/л

2,1

0,80

0,75

0,9

3,9

Содержание SO, Ъ

4,0

3,7 3,9 .18, 5 19

Температура, С

Содержание основания

Ма10, Ъ

1,2 1,3

1,35

1,3

Формула изобретения

Составитель Б. Нирша

Редактор О. Полозка Техред А.Бабинец Корректор Г. Огар

Заказ 8012/34 Тираж 509 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ получения сульфитной кислоты, включающий насыщение раствора кальциннрованной соды газообразной двуокисью серы, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения.окисления целевого продукта, процесс ведут в две стадии, причем на первой насыщение ведут до рН

10-9 с последующим смешением раствора с водой, предварительно насыщенной сернистым газом, а на второй стадии полученную смесь донасыщаютт до рН 2,5-2,0.

2. Способ по п.1, о т л и,ч а юшийся тем, что раствор кальцинированной соды используют с концентрацией 10-14% Na<0.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что воду насыщают сернистым газом до рН 1-2.

4 . Способ по п.1, о т л и ч а ю25 шийся тем, что содовый раствор и воду, насыщенную сернистым газом, смешивают в объемном соотношении (1,0-1,1):(8,9-9,0).

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бутко Ю.Г., Пелевин Р.А. СоВре . менные методы приготовления сульфитЗ5 ных варочных растворов, М., 1970, с. 302.

2. Непенин Н.Н ° Технология целлюлозы. Т.1. М., 1976, с. 212 (прототип) .