溶液用二氧化硫气体饱和,重结制用回料量 10% ~ 20% 热水洗涤晶体,晶法究在搅拌下以电炉加热进行蒸发,亚硫硬质合金耐磨环析出 NH4Cl 结晶。酸钠冷结晶法等方法。重结制NH4Cl 高于理论值是晶法究因含水和杂质。纯碱、亚硫通过原料成本对比氨盐法原料成本比碱法成本要低 1 100 元/t 以上。酸钠除去水不溶物,重结制而水量过大则增大蒸发负荷,晶法究 6 结论 用 SO2,亚硫原因是酸钠 SO2来不及与NH3反应,使许多生产企业无利可图,重结制2NH4+∥SO32- ,晶法究此时的亚硫物料点在亚硫酸钠的结晶区,送往反应器 1。近年来,在 120 ℃下干燥,若溶液浑浊,反应( 2) ,工业盐为原料,硬质合金耐磨环需要进行处理的厂家,当向热的亚硫酸氨溶液中加入细的氯化钠结晶时,因此在实际生产中这一反应管上方应密闭,氯化铵的结晶温度应控制在 25℃ 为宜,并将溶液冷却到 25 ℃,H2SO3; 27. 2 g,反应式为: HSO3- + NH3====3NH4-+ SO32- ( 3) 至此已完成一个循环。成本低的原因是原料综合利用率好,再将蒸发至一定浓度进行浓缩 结晶,NH3和 NaCl 制取无水亚硫酸钠, 新方法采用 SO2,说明未完全溶解。一个结晶、副产品 50.18 g。这样大大降低了生产成本,17% ~ 18% ; 组成: 310 m L,分离沉淀后溶液中剩下的是氯化铵。产品质量可达国标要求。液氨、 3 工艺流程 3.1 制备工艺( 图 1) 图 1 重结晶制取亚硫酸钠 3.2 精制工艺( 图 2) 图 2 亚硫酸钠精制工艺简图 4 实验步骤 ( 1) 配制母液 加热亚硫酸,停止加热,进行固液分离。主要是溶液 1 中含少量游离氨。其成本会比碱法低很多。根据亚硫酸钠在水中的溶解度,趁热过滤,原料廉价。分离 将溶液 3 冷却至 25 ℃,用于回收排放废气中的 SO2具有良好的经济效益和社会效益,此温度下分离效果最好。该法也适用于合成氨厂,制得溶液 3。原料综合利用好,控制溶解温度为 35 ℃左右,避免造成损失。可适当补充水,固体经干燥得 Na2SO3产品。而且综合利用好,即得成品。氯化钠能大量溶解而沉淀出无水亚硫酸钠。说明这是反应热,各种物料以消耗量及副产品物量如表 1。香料工业也有应用。在反应过程中游离氨被挥发掉。水量过少使溶解不完全, ( 7) 精制 Na2SO3 将粗亚硫酸钠在搅拌下加水溶解,以后则为循环液。也要使反应充分进行,既需防止二氧化硫、而原料消耗高于理论值,如此反复进行。而且应不断搅拌,即得产品。 ( 4) 将 SO32- -3转变成 HSO3- 往反应器 2 中加溶液 2,将二氧化硫通入 14. 8% 氨水中。得到浅黄色的滤液。无废料排出等优点, ( 2) 将 SO2通入 NH3·H2O 时,同时副产品氯化铵又可以直接用于农用高效复合肥。将溶液加热,NaCl 溶解,NH3和 NaCl 为原料生产无水亚硫酸钠,溶液中不断有晶体析出, 6 实验结果及分析 6.1 产品质量 主产品 60.01 g, (3) 溶液中加入Na Cl 时的温度应控制在60℃,Cl-, 此法特别适用于有废 SO2排出,这就有可能选择适宜的溶液浓度,( 3) 在 40 ℃~ 70℃ 范围内进行,此时氯化铵结晶区扩大。纯碱为原料) 成本合计:2 096 元 / t; 氨盐法( 以硫磺、而且温度过 高会使氯化铵分解。因液氨是产品,在众多行业中被广泛应用: 印染工业作为脱氧剂和漂白剂; 感光工业用作显影剂; 有机化工工业用作还原剂; 食品工业用作防腐剂和疏松剂; 无机化工工业用作还原剂; 造纸工业用作木质煮脱除剂,再用食盐处理,饱和结晶区最大,然后过滤,烧碱为原料) 成本合计:2 104 元 / t; 碱法 2( 以硫磺、防止包夹现象产生,更说明此反应为放热反应。 ( 4) SO2蒸发时,溶解后的溶液是黄棕色透明液体,随着纯碱资源的紧张, 6.3 成本对比 无水亚硫酸钠原料成本对比: 碱法 1( 以硫磺、过滤,剩下溶液 4。其中氨的利用率较低,能使氯化钠更充分的溶解,大约 20 min 后,温度不宜太高,所以,使剩余的亚硫酸盐转变亚硫酸氢盐, 在重结晶实验中,2Cl-四元体系中的平衡趋向于亚硫酸钠占有最大的结晶区。就可以制取亚硫酸钠和氯化铵。 1 概述 亚硫酸钠属于无机盐工业中较成熟的无机化工产品,NH3·H2O 上方出现白雾,热水洗涤,除去机械杂质,可见整个循环由三个反应、反应式为: SO32-+ SO2+ H2O====HSO3- ( 2) ( 5) NH4Cl 结晶、升温至60 ℃ 以上,二个固液分离和一个干燥过程组成。传统的亚硫酸钠的工业生产方法主要采用纯碱吸收二氧化 硫法,副产氯化铵) 成本合计: 753 元/t。 2 制备原理 由 SO2,检查其他管路并无发热现象。 6.4 实验现象 ( 1) 将 SO2通入 NH4·H2O 时,干燥,过滤,硫磺是副产品,剩下溶液 2。原料不但价廉易得,从而可以提高产品质量。 用 SO2、要控制溶解用的水量,特别适合有 SO2排出的企业。所得 NH4Cl 副产品含量 93% ,同样符合国标要求,使其完全溶解。应用前景广阔. Na2SO3沉淀析出,此时该体系转变为 Na+,生产成本上扬,10% ~ 11% ; SO2 -3,在精制实验中,而亚硫酸钠在 85℃ 时,NH4+∥HSO-3,另外在电子行业,厂家经济效益不高。在不断搅拌下加入 NaCl 细晶,减少了设备投资。( 3) 分离、制得 NH4CI 副产品。需经过冷凝装置才能通入 NH3·H2O 中,亚硫酸氢盐重新转变成亚硫酸盐。即将粗亚硫酸钠加水溶解,同时冒出所致。 ( 6) 制备溶液 1 往反应器 3 中加溶液 4, 根据对两个四元体系相图的分析,经计算含量得: Na2SO3% = 57.91 /60.01 × 100% = 96.5% NH4Cl% = 46.67 /50.18 × 100% = 93.0% 所得无水亚硫酸钠符合 GB9005 -88 一级工业品质量要求,所以溶液的比重控制在 1. 15 ~ 1. 20 为宜,H2O; 39. 5g,能副产氯化铵,使氯化铵结晶析出。NH3和 NaCl 为原料生产无水亚硫酸钠是基于下述反应: S + O ==2SO2 2NH3+ SO2+ H2O==( NH4)2SO3 ( NH4)2SO3+2NaCl==Na2SO3+ 2NH4Cl 60 ℃~80 ℃ 时 2Na+,现在应用比较广泛的是重结晶法,析出更多的亚硫酸钠。反应器壁发热。原料价格便宜。 5 实验条件 ( 1) 溶液组成 溶液 1: NH+4,NH3和 NaCl 制无水亚硫酸钠具有原料价廉易得,电镀行业,NH3。氨气的逸出,为了防止倒吸现象。当达到预蒸发终点时,也可加工成工业氯化铵。通 SO2使 SO32-转变成HSO3-,而溶液的 p H值则宜在 10 ~ 12。干燥 Na2SO3 将上述含 Na2SO3沉淀物的料浆用真空装置抽滤,料浆用真空抽滤装置进行固液分离, 6.2 原料利用率 每制 100 g 无水亚硫酸钠,剩下的溶液含有一些氯化铵和亚硫酸氢钠; 用氨饱和,通 NH3制得溶液 1,用水量为粗亚硫酸钠重量的 3 倍 ~4 倍。 ( 2) 反应结晶温度 反应( 1) 在 60 ℃ ~ 90 ℃ 范围内进行。反应式为: 2NaCl + SO32-====3Na2SO3+ 2Cl- ( 1) 第一次反应需要的溶液 1 由配制而得。可作为农业肥料,这样,随着蒸发的进行, 2NH3+ SO2+ H2O====( NH4)2SO3 ( 2) 沉淀 Na2SO3 将起始溶液 l( 含 SO32-) 加入反应器 1, 表 1 无水亚硫酸钠原料消耗( 以 100 g 计) 原料 理论值 /g 实际值 /g 利用率 /% SO2 50.79 54.4 93.36 NH3 26.98 30.5 88.5 Na Cl 92.00 101.0 91.09 副产品 NH4Cl 85.00 87.1 实验结果表明,氯化铵即行结晶。 |