[发明专利]高纯亚硫酸氢钠溶液的生产方法

说明书

本发明属于亚硫酸氢钠的生产方法。

生产亚硫酸氢钠的传统工业方法，正如日本化学大辞典第一卷P341A中提到：在冷的碳酸钠饱和溶液中，通入二氧化硫制得呈酸性的亚硫酸氢钠溶液。由于工业碳酸钠中含有氯化钠，铁以及其它机械杂质，而传统工业方法又缺乏良好的精制手段，故很难制得高纯亚硫酸氢钠溶液，用目前工业上一般的方法难以制成符合丙烯腈聚合以及食品工业等要求的高纯亚硫酸氢钠。

本发明的目的正在于提出一条新的改进了的亚硫酸氢钠工艺路线，能够生产高纯亚硫酸氢钠溶液，满足有关工业部门的高纯要求。

本发明的技术方案，在于选择了特殊的原料精制工艺，通过制得的高纯碳酸钠水合物，最终制得高纯的亚硫酸氢钠溶液。

我们知道，高纯物的生产一般可通过原料提纯和或产品提纯的途径，对于亚硫酸氢钠而言，本身是强还原剂，很不稳定，制得产品再提纯工艺上十分困难，而原料对于纯度的影响是明显的，工业碳酸钠本身含有相当量的铁、氯化钠及其它机械杂质，若以此直接制取亚硫酸氢钠，产品质量难以符合要求，因此，我们选取了原料提纯的途径来解决亚硫酸氢钠的高纯问题。

本发明将工业碳酸钠溶于水或返回的结晶母液中，保持碳酸钠溶液的浓度在12～25%范围内，在搅拌下加热至90～110℃，然后静置沉降。吸取上层澄清液，达到分离除铁及其它机械杂质之目的。

碳酸钠溶液经溶解澄清后，初步得到精制，尚需进行再结晶，除去氯化钠等杂质，以进一步提高纯度。本发明控制结晶条件，以制取十水碳酸钠结晶达到进一提纯之目的。将前述得到初步精制的碳酸钠溶液从40～60℃冷却至10±5℃，再经离心分离，得到含总碱量为35.4～37%的十水碳酸钠，分离的结晶母液返回化碱工序循环使用。制得的十水碳酸钠用无离子水再次溶解，保持溶液浓度为18～25%，然后通入二氧化硫。当溶液pH值达到3～4时，亚硫酸氢钠浓度为29～35%时，即为反应终点。

由于本发明采用了制取碳酸钠十水盐的精制工艺，制得的产品质量达到了以下指标：Na₂SO₄≤0.44%，NaCl≤0.014%，Fe≤3.4ppm，Na₂SO₃≤0.57%，水不溶物≤17.1ppm。目前国内外同类产品，其杂质含量指标是：H₂SO₄≤4.5%，NaCl≤0.5%，Fe≤Na₂SO₃≤0.98%。相比而言，采用本发明制得的亚硫酸氢钠高纯溶液，明显优于目前的同类产品。

用本发明制得的高纯亚硫酸氢钠溶液，可广泛地用于丙烯腈纺丝、食品等工业部门。

实例1

将工业碳酸钠配制成浓度为17%的溶液，搅拌加热至100℃后静置，吸取上层澄清液，将此澄清液冷却至12℃，析出结晶，经分离得到含Na₂CO₃＝36.6%的碳酸钠十水盐结晶，用无离子水溶解得到含碳酸钠为18.5%的溶液，通入二氧化硫，控制pH值为3.8，得到高纯液体产品。含NaHSO₃＝30.3%，NaCl＝0.01%，Na₂SO₄＝0.04%，Fe＜2ppm，Na₂SO₃＝0.1%。

实例2

操作同实例1，20%的碳酸钠溶液冷却结晶得到含Na₂CO₃＝37%的十水碳酸钠，通入二氧化硫控制pH值为3.5，得到的液体产品含NaHSO₃＝29.8%，NaCl＝0.011%，Na₂SO₄＝0.33%，Fe＜2.1ppm，Na₂SO₃＝0.4%。

实例3

操作同实例1，23%的碳酸钠溶液冷却结晶得到含Na₂CO₃＝35.4%的十水碳酸钠，通入二氧化硫控制pH值为3，得到的液体产品含NaHSO₃＝30.5%，NaCl＝0.008%，Na₂SO₄＝0.141%，Fe＜2.2ppm，Na₂SO₃＝0。