RU2146221C1

RU2146221C1 - Method of production of sodium dithionite

Info

Publication number: RU2146221C1
Application number: RU98118799A
Authority: RU
Inventors: З.М. Алиев; Т.М. Шабанова; А.В. Вегерин
Original assignee: Дагестанский государственный университет
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-03-10

Abstract

FIELD: electrochemical production. SUBSTANCE: electrolysis is performed in diaphragm electrolyzer placed in autoclave. Sodium dithionite is formed at pressure of sulfur dioxide of 0.15 MPa and density of current of 1000 A/sq. m. Sulfuric acid is concentrated in anode chamber due to anodic oxidation of hydrolysis products of sulfur dioxide. EFFECT: increased output of reaction products by current.

Description

Изобретение относится к области электрохимической технологии производства химических веществ, а точнее к способам получения дитионитов металлов. The invention relates to the field of electrochemical technology for the production of chemicals, and more specifically to methods for producing metal dithionites.

Изобретение может быть использовано в фармацевтической, текстильной и металлургической промышленности. Дитионит натрия применяют в качестве восстановителя при синтезе кубовых красителей, печатании, в процессе отбеливания и для поглощения кислорода при газовом анализе. The invention can be used in the pharmaceutical, textile and metallurgical industries. Sodium dithionite is used as a reducing agent in the synthesis of vat dyes, printing, in the bleaching process and for oxygen absorption in gas analysis.

Известен электрохимический способ получения дитионита натрия с применением хлористого натрия. /Бейдин В.К. В кн.: Тезисы докладов и сообщений Всесоюзного отраслевого научно-исследовательского совещания по производству хромовых соединений, сульфитных солей и сернистого натрия. УНИХИМ, Свердловск, 1970. / Анодным продуктом является газообразный хлор, поэтому проведение электрохимического способа целесообразно только на тех предприятиях, где имеется потребитель хлора. Known electrochemical method for producing sodium dithionite using sodium chloride. / Beidin V.K. In the book: Abstracts and reports of the All-Union Industrial Research Meeting on the Production of Chromium Compounds, Sulfite Salts and Sulfur Sodium. UNIHIM, Sverdlovsk, 1970. / The anode product is gaseous chlorine, therefore, the electrochemical method is advisable only in those enterprises where there is a consumer of chlorine.

Известен способ получения дитионита натрия путем электролиза водного раствора при катодной плотности тока 1000 А/м², с одновременной подачей диоксида серы в катодную и анодную камеры электролизера (см. Авторское свидетельство СССР 652238, C 25 B 1/22, 15.03.79). При этом в анодном пространстве концентрируется серная кислота, а в катодном - образуется дитионит натрия. Недостатками указанного способа являются низкие выходы по току и необходимость применения дополнительного оборудования для повторной подачи неизрасходованного при электролизе диоксида серы.A known method of producing sodium dithionite by electrolysis of an aqueous solution at a cathodic current density of 1000 A / m ² while feeding sulfur dioxide into the cathode and anode chambers of the electrolyzer (see USSR author's certificate 652238, C 25 B 1/22, 15.03.79). In this case, sulfuric acid is concentrated in the anode space, and sodium dithionite is formed in the cathode. The disadvantages of this method are low current outputs and the need for additional equipment for re-supply of sulfur dioxide unused during electrolysis.

Задача предлагаемого изобретения - получения дитионита натрия. Технический результат - увеличение выхода по току продуктов реакции. При этом нами прослеживается химизм процессов, протекающих на электродах и в электролизере. The objective of the invention is the production of sodium dithionite. EFFECT: increased current output of reaction products. In this case, we trace the chemistry of the processes occurring on the electrodes and in the electrolyzer.

Указанный технический результат достигается тем, что электролиз проводится при повышенных давлениях диоксида серы в диафрагменном электролизере, помещенном в автоклав, при использовании в качестве католита щелочи натрия, анолита - раствора серной кислоты. The specified technical result is achieved in that the electrolysis is carried out at elevated pressures of sulfur dioxide in a diaphragm electrolyzer placed in an autoclave, when sodium alkali is used as catholyte, and the anolyte is a solution of sulfuric acid.

При осуществлении процесса под давлением растворимость диоксида серы увеличивается, соответственно возрастает число заряженных частиц H⁺, HSO₃ ^-, SO₃ ^2-, что способствует интенсификации электрохимических реакций и повышению выходов по току катодных и анодных продуктов.When the process is carried out under pressure, the solubility of sulfur dioxide increases, respectively, the number of charged particles H ⁺ , HSO ₃ ^- , SO ₃ ^2- increases, which contributes to the intensification of electrochemical reactions and increase the current outputs of the cathode and anode products.

В ходе электролиза из анодного пространства через катионитовую мембрану МК-40 в катодное пространство переходят катионы водорода
H⁺ + OH^---->H₂O.During electrolysis, hydrogen cations pass from the anode space through the MK-40 cation exchange membrane to the cathode space
H ⁺ + OH ^- ---> H ₂ O.

Щелочь натрия, являющаяся католитом, нейтрализуется избытком сернистого ангидрида с образованием гидросульфита натрия. Sodium alkali, which is a catholyte, is neutralized by an excess of sulfur dioxide to form sodium hydrosulfite.

NaOH + SO₂--->NaHSO₃.NaOH + SO ₂ ---> NaHSO ₃ .

Гидросульфит натрия восстанавливается до дитионита натрия Na₂S₂O₄
2HSO₃ ^- + 2е= S₂O₄ ^2- + 2OH^-; 2Na⁺ + S₂O₄ ^2- = Na₂S₂O₄.Sodium hydrosulfite is reduced to sodium dithionite Na ₂ S ₂ O ₄
2HSO ₃ ^- + 2e = S ₂ O ₄ ^2- + 2OH ^- ; 2Na ⁺ + S ₂ O ₄ ^2- = Na ₂ S ₂ O ₄ .

На аноде протекают окислительные процессы с образованием H₂SO₄
SO₂ - 2е + 2H₂O = H₂SO₄ + 2H⁺
Электролиз проводится при значениях катодной плотности тока 100 - 1000 А/м², избыточном давлении диоксида серы 0,15 МПа и температуре 25^oC. При давлении диоксида серы свыше 0,15 МПа выход по току дитионита натрия практически не изменяется. Максимальные выходы по току дитионита натрия - 96,1% наблюдаются при плотности тока 1000 А/м². При плотностях тока ниже 1000 А/м² и выше - выходы по току снижаются. Выход по току серной кислоты при этой плотности тока - 97,10%.Oxidation processes occur at the anode with the formation of H ₂ SO ₄
SO ₂ - 2e + 2H ₂ O = H ₂ SO ₄ + 2H ⁺
Electrolysis is carried out at a cathodic current density of 100-1000 A / m ² , an excess pressure of sulfur dioxide of 0.15 MPa and a temperature of 25 ^o C. At a pressure of sulfur dioxide of more than 0.15 MPa, the current output of sodium dithionite practically does not change. The maximum current outputs of sodium dithionite - 96.1% are observed at a current density of 1000 A / m ² . At current densities below 1000 A / m ² and above, the current outputs are reduced. The current efficiency of sulfuric acid at this current density is 97.10%.

Заявленный способ получения дитионита натрия позволяет получить широко используемый восстановитель - дитионит натрия с высокими выходами по току, с одновременным концентрированием серной кислоты в анодном пространстве. Способ доступен в использовании и не требует специального оборудования. The claimed method of producing sodium dithionite allows you to get a widely used reducing agent - sodium dithionite with high current outputs, with simultaneous concentration of sulfuric acid in the anode space. The method is available to use and does not require special equipment.

Claims

A method of producing sodium dithionite by electrolysis of an aqueous solution while supplying sulfur dioxide to the cathode and anode chambers of the electrolyzer with a cathode current plane of 1000 A / m ² , characterized in that the process is carried out at an excess pressure of sulfur dioxide of 0.15 MPa.