无水亚硫酸钠的应用

背景及概述^[1]

无水亚硫酸钠为无色或白色结晶性粉末。分子量126.04。相对密度2.633(15/4℃)。在空气中逐渐被氧化成硫酸钠。易溶于水，难溶于乙醇，可溶于甘油。水溶液呈碱性。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。用作分析试剂、还原剂、防腐剂、显影剂、光敏电阻材料等。目前无水亚硫酸钠的生产工艺主要为吸收法，即由硫磺燃烧产生的SO2气体通入吸收塔与相对密度为1.21的纯碱溶液逆流吸收，生成亚硫酸氢钠溶液的pH值为5～6，在中和槽中用相对密度1.21的纯碱溶液中和至微酸性，然后加热至102℃以上；再加入相对密度1.19的烧碱溶液中和至pH值11～12，除去铁，同时得到亚硫酸钠溶液；中和液经真空(26.7kPa)蒸发浓缩、结晶分离，在250～300℃气流中干燥脱去结晶水即得产品。

质量标准^[2]

应用^[3-5]

无水亚硫酸钠作为显影保护剂应用于照相业；在纺织上用于漂白织物；制革工业上用作去钙剂；食品工业用作防腐剂，在医药制剂生产中主要作为还原剂使用。其应用举例如下：

1）制备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。

2）制备一种单环芳烃型高效减水剂。这种单环芳烃型高效减水剂以无水亚硫酸钠、氨基磺酸钠、苯乙酮、双酚A、甲醛单体为主要原料。首先，以部分无水亚硫酸钠水解所产生的氢氧化钠作为催化剂，碱性条件下，苯乙酮与部分甲醛发生缩合反应并与复合磺化剂(氨基磺酸钠+无水亚硫酸钠水解产物)反应，把氨基和磺酸基团引入苯环上，形成含有的磺化甲醛-苯乙酮缩合产物中间体。然后，在碱性条件下，双酚A与另一部分甲醛发生甲基化反应缩合成双酚A-甲醛中间体，同时剩余无水亚硫酸钠的水解产物和甲醛加成在双酚A-甲醛酚醛中间体上引入磺酸盐。最后，磺化甲醛-苯乙酮缩合中间体与磺化双酚A-甲醛中间体进行缩聚反应合成出单环芳烃型高效减水剂。

3）制备一种利用造纸污泥制备分散-稳定剂，包括直接向不经过处理的原料中滴加NaOH溶液，升温90℃时加入无水亚硫酸钠反应1.5~2h；再加入双氧水、甲醛溶液和无水亚硫酸钠反应；最后加入一氯乙酸搅拌2~3h，得含木质素磺酸钠-羧甲基纤维素钠的分散-稳定剂。所得产品具有很好的分散稳定性，用于水煤浆可使其浓度达到67%，粘度在1100mPa·s以下，放置72h没有硬沉淀，流动性好。本发明工艺简单，反应条件温和，实现了废物的再利用，可用于水煤浆制备、油田、水泥加工等行业。

4）制备发泡酚醛树脂，特别是一种高性能免脱水发泡酚醛树脂的合成。先用多聚甲醛和苯酚为原料并以无水亚硫酸钠为催化剂进行缩聚反应，其中：多聚甲醛与苯酚的重量比为0.38~0.64：1，无水亚硫酸钠与苯酚的重量比为0.03~0.08∶1，水与苯酚的重量比为0.06~0.12：1；然后使用对甲基苯磺酸的水和乙二醇或二甘醇或三甘醇或聚乙二醇溶液中和上述缩聚反应的产物，中和剂中：对甲基苯磺酸与苯酚的重量比为0.03~0.05：1，乙二醇或二甘醇或三甘醇或聚乙二醇与苯酚的重量比为0.04~0.12：1，水与苯酚的重量比为0.015~0.022：1。本发明使合成生产过程中免去了脱水工序，整个生产过程无废水排放，既环保又节能，产品性能高，适合用于优质酚醛泡沫生产。

制备^[6-7]

方法1：一种简易生产药用辅料无水亚硫酸钠的方法，工艺步骤包括：

(1)利用蒸馏水配置一定浓度的亚硫酸氢钠溶液，在一定反应温度下，边搅拌边加入一定浓度氢氧化钠溶液，控制反应终点的pH值为碱性，搅拌反应20min左右；

(2)反应结束后，继续搅拌控制反应终点的pH值在12.0～12.30范围内；

(3)将反应液进行减压真空蒸馏，蒸发至反应液出现大量结晶，然后冷却，离心分离，固体结晶经干燥，所得产品进行分析检测，合格即为药用辅料无水亚硫酸钠。

方法2：一种利用冶炼烟气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于采用吸收塔中将净化后的含SO₂烟气与烧碱溶液逆向吸收生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，再经液体烧碱中和后，脱水制得无水亚硫酸钠，其制备过程依次为：

a.将配制好重量浓度为10％-13％的氢氧化钠碱溶液由吸收塔顶向下喷淋；

b.将净化后的SO₂烟气，由吸收塔底向上与碱液逆流接触，过程控制温度40℃-60℃，碱液循环吸收至pH值达到5.0～6.0；

c.在b步骤完成后，在吸收液中加入10％-13％氢氧化钠溶液，调整溶液的pH值为至9～10，控制溶液的温度80℃～95℃，溶液含亚硫酸钠重量浓度20％～25％；

d.在溶液中加入硫化钠进行除铁杂质反应，加入的Na₂S量为与铁全部反应的理论量的过量8％-12％，进行过滤固液分离得亚硫酸钠溶液；

e.将过滤后的亚硫酸钠溶液蒸发为含亚硫酸钠重量42％～45％的固液混合浓缩相，浓缩相经离心分离制得含水5％～8％地亚硫酸钠粗产品；

f.通过振动硫化床或气流干燥系统用120℃～160℃热空气接触将亚硫酸钠粗产品干燥脱水，制得无水亚硫酸钠；

主要参考资料

[1] 简明摄影辞典-化工助剂

[2] 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

[3] CN201710352249.2一种单环芳烃型高效减水剂的制备方法

[4] CN201210053535.6利用造纸污泥制备分散-稳定剂的方法

[5] CN201910010047.9一种简易生产药用辅料无水亚硫酸钠的方法

[6] CN200410056898.0一种利用冶炼烟气生产无水亚硫酸钠的方法