无水亚硫酸钠的制备

概述^[1-3]

无水亚硫酸钠为无色或白色结晶性粉末，在空气中逐渐被氧化成硫酸钠。与酸反应可产生二氧化硫气体。与硫反应可生成硫代硫酸钠。其可用作分析试剂、还原剂、防腐剂、显影剂、光敏电阻材料等。

制备^[3][5]

方法一、

参照图1，一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，具体步骤如下：

S1：将固体硫磺投入熔硫槽内部进行熔化，硫磺熔化的温度大于119℃，熔化过后成为液态硫磺进入沉降槽内将液态硫磺进行沉降分离，液态硫磺温度为135℃，分离过后的澄清液进入精硫槽内部对液态硫磺进行精制；

S2：精制过后的硫磺进入焚硫炉内部进行燃烧反应，得到含二氧化硫的烟气，焚硫炉内部温度为850℃，反应方程式为：S+O2↑＝SO2↑+Q；

S3：将含二氧化硫气体的烟气先后进入火管锅炉和空气预热器，火管锅炉进口温度为850℃，出口温度为300℃，烟气进口温度为320℃，出口温度为200℃，向空气预热器内部通入空气，空气流量为3100Nm3/h，空气进口温度为60℃，出口温度为180℃，烟气温度下降空气温度上升；

S4：降温后的含二氧化硫气体的烟气进入净化系统进行净化，净化系统采用正压系统,正压系统的压力为25Kpa，净化系统包括冷却器，冷却器进口温度为200℃，出口温度为35℃，冷却器将含二氧化硫气体的烟气进行冷却，降温除杂质，冷却至38℃，然后在经过洗涤器进行洗涤处理，经过洗涤器处理过后的含二氧化硫气体的烟气再进入电除雾器内部去除少量灰份及三氧化硫酸雾，使烟气得到进一步净化；

S5：净化过后的含二氧化硫气体的烟气进入吸收塔内部，反应中产生的含硫气体进行吸收，方程式为：Na2SO3+SO2↑+H2O＝2NaHSO3；

然后再进入无水亚硫酸钠装置的干燥工段对成品进行烘干，最后得到无水亚硫酸钠晶体。

方法二、

一种工业无水亚硫酸钠的生产方法，包括如下步骤：

（a）二氧化硫的制备：将硫加热到120℃熔化后通过硫磺泵与压缩空气一起通入焚硫炉内，硫与压缩空气的加入体积比为0.22。

（b）除硫：将经过步骤（a）反应得到的炉气冷却至80℃后送入气固分离器，得到二氧化硫含量为20%的混合气和少许硫单质，硫单质收集后送往步骤（a）中循环利用。

（c）吸收：将经过步骤（b）得到的过量的混合气通入吸收塔塔底，与70%的碳酸钠溶液逆流吸收，直至体系pH下降到3.5时结束吸收，得到碳酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠混合液和二氧化碳以及少许二氧化硫。

（d）中和：将上述混合液缓慢通入中和槽，加热到95℃，用30%的氢氧化钠溶液调节体系pH为11，得到亚硫酸钠和少许氢氧化钠、硫化钠、硫酸钠的混合溶液以及二氧化碳和少许二氧化硫，其中，20%混合液送往吸收塔，80%混合液送往下一步。

（e）浓缩：将步骤（d）得到的混合溶液加热到95℃，得到含亚硫酸氢钠结晶的悬浮液。

（f）离心：将悬浮液送入离心机进行离心分离，离心转速为800r/min，离心时间为10min，得到的亚硫酸钠结晶和母液，母液为氢氧化钠、硫化钠、硫酸钠混合液。

（g）干燥：将亚硫酸钠结晶送入气流干燥器，并在80℃下气流干燥15min。

（h）废气回收再利用：将步骤（c）、（d）中产生的废气收集后用5%的氢氧化钠溶液吸收，控制吸收温度为40℃，得到的钠盐混合液冷却浓缩至50%后送入步骤（c）中作为吸收液循环利用。

（i）母液回收再利用：离心后的母液送往反应器中在550℃下以0.2%铁粉作催化剂与10%的氢气反应，得到的溶液冷却过滤后向滤液中通入1%二氧化硫，控制吸收温度为80℃，直至不再有沉淀生成时停止吸收，吸收完成后离心分离固液体，离心转速为800r/min，离心时间为12min，得到的液体浓缩至30%后送入步骤（d）中作为中和碱液，得到的硫沉淀送入步骤（a）中制备二氧化硫。

（j）在最终得到的成品中随机取样，将样品加一定体积的水溶解为溶液，往溶液中加入稀盐酸，有无色刺激性气体放出，且该无色气体能使品红溶液褪色，证明亚硫酸根的存在；利用碘量法测定出该亚硫酸钠成品的纯度为97.58%。

应用^[4]

CN201610360445公开了一种包含无水亚硫酸钠与聚二甲基硅氧烷二季铵盐的酸性纺织染料，属于纺织染料技术领域。所述酸性纺织染料包括以下重量份的各组分：酸性染料15-30份，无水亚硫酸钠5-10份，磷酸二氢钠4-8份，月桂酸基肌氨酸钠2-5份，聚乙烯醇3-11份，润湿剂1-5份，聚二甲基硅氧烷二季铵盐8-13份，聚甲基环四硅氧3-9份，脂肪酸钠2-9份，乙酸1-6份。本发明确保了天然染料在纺织物上的染色能力，染色后的织物颜色均匀，具有优良的皂洗牢度、日晒牢度及抑菌性能。

主要参考资料

[1]简明精细化工大辞典

[2]化工助剂

[3][中国发明]CN201910295068.X一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法

[4][中国发明]CN201610360445.X一种包含无水亚硫酸钠与聚二甲基硅氧烷二季铵盐的酸性纺织染料

[5][中国发明]CN201711158980.8一种工业无水亚硫酸钠的生产方法