DE1205504B - Verfahren zur Gewinnung von Alkalidithionit aus seiner Loesung durch Kuehlung und Kristallisieren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

COIb

Deutsche KL: 12 i-17/66

Nummer: 1205 504

Aktenzeichen: N 250351V a/12 i

Anmeldetag: 29. Mai 1964

Auslegetag: 25. November 1965

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Alkalidithionit aus einer Lösung, welche bei der Herstellung von Alkalidithionit erhalten wird und einen Alkohol enthält (welcher der Löslichkeit des Dithionits herabsetzt), wobei die Lösung zur Auskristallisierung von Alkalidithionitdihydrat gekühlt und durch Rückführung von Kristallen, welche man zuvor erhalten hat, zur Kristallisiervorrichtung geimpft wird.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 938 771 bekannt. Nach dieser Patentschrift wird eine alkoholhaltige Dithionitlösung durch Zumischen einer großen Menge rückgeführter Kristallsuspension, welche als Impfmaterial dient, gekühlt. Das Gemisch läuft vom Misch- und Kristallisationsgefäß zu einem Wärmeaustauscher und fließt von dieser Vorrichtung zu einem Eindicker, in welchem die Trennung zwischen kristallfreier Mutterlauge und Kristallsuspension stattfindet. Wie ausgeführt, wird ein Teil der Kristallsuspension zum Mischgefäß zurückgeleitet, und der übrigbleibende Teil wird zur Gewinnung der Kristalle einer Zentrifuge oder einem Filter zugeführt.

Eine der größten Schwierigkeiten in einem solchen Verfahren ist die Erzielung einer Kristallsuspension, welche leicht filtrierbar bzw. zentrifugierbar ist. Tatsächlich muß man einem Kompromiß schließen zwischen der Erzielung möglichst großer Kristalle, wofür eine ziemlich lange Zeit erforderlich ist, und der Begrenzung der Zersetzung, welche im allgemeinen bei Abkürzung der Kristallisationszeit herabgesetzt wird.

Außer diesen widerstreitenden Bedingungen existieren andere Faktoren, wie die Bildung neuer Kristalle durch spontane Kristallkernbildung und Reibung, wirtschaftlich annehmbare Dimensionen der Vorrichtung (welche die Verweilzeiten beeinflussen) usw., die die Erzielung einer Kristallmasse beeinträchtigen, welche leicht abtrennbar ist.

Nunmehr wurde gefunden, daß man in kurzer Zeit relativ große Kristalle erhalten kann, wenn man erfindungsgemäß zumindest den letzten Teil des Kühlens durch Vakuumkühlen bewirkt, während man den Alkoholgehalt der Lösung im wesentlichen konstant hält.

Durch das Konstanthalten des Alkoholgehaltes, welches beispielsweise durch Kondensieren und Rückführen der verdampften Flüssigkeit, die in der Hauptsache aus Alkohol besteht, bewirkt werden kann, wird die verminderte Löslichkeit des Dithionits im alkoholischen Medium beibehalten. Die Anwendung des Vakuumkühlens an Stelle des Kühlens durch Wärmeaustausch durch eine Wandung hin-Verfahren zur Gewinnung von Alkalidithionit aus seiner Lösung durch Kühlung und Kristallisieren

Anmelder:

N. V. Koninklijke Nederlandsche Zoutindustrie,
Hengelo (Niederlande)

Vertreter:

Dr. W. Koch,, Dr. R. Glawe

und Dipl.-Ing. K. Delfs, Patentanwälte,

München 22, Liebherrstr. 20

Als Erfinder benannt:

Marina Adriana van Damme-van Weele,

Hengelo (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 31. Mai 1963 (293 550)

durch führt zu einer beträchtlichen Unterdrückung spontaner Kristallkernbildung und Reibung der Keimkristalle. Dies ist in erster Linie auf die Tatsache zurückzuführen, daß während des Vakuumkühlens die Lösung nicht mit einer großen Wandungsoberfläche in Berührung steht.

Mit Rücksicht auf die Kosten kann der erste Teil des Kühlens im allgemeinen mittels eines Wärmeaustauschers durchgeführt werden. In diesem Falle kann die Temperatur auf einen Wert erniedrigt werden, bei welchem eine Gefahr spontaner Kristallkernbildung nicht besteht. Das Animpfen der Lösung findet dann nach der Vorkühlung, vorzugsweise vor der Vakuumkühlung, statt.

Im Gegensatz zu den allgemeinen Richtlinien zur Kristallisierung aufgelöster Substanzen, welche unter anderem besagen, daß man zur Erzielung relativ großer Kristalle Maßnahmen treffen muß, um eine geringe Übersättigung in der Lösung zu haben, wird das erfindungsgemäße Vakuumkühlen vorzugsweise so rasch bewirkt, und die Zirkulation und das Mischen in der Kühl- und Kristallisationsvorrichtung sind auf ein solches Maß beschränkt, daß in der Kühlzone die Lösung eine Übersättigung von mindestens 8 g, vorzugsweise von mindestens 9,5 g Dithionit je Liter erreicht.

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn

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man die Menge zugesetzten Keimmaterials beträchtlich beschränkt. Dies steht ebenfalls im Gegensatz zu der üblichen Praxis der Gewinnung großer Kristalle. Erfindungsgemäß werden Keimkristalle zu der Lösung vorzugsweise nur in solcher Menge zugesetzt, daß die Suspensionsdichte der mit Keimen versetzten Lösung nicht größer als 100 g Kristalle je Liter ist. In dem folgenden Beispiel, welches die Erfindung veranschaulicht und sich auf die Zeichnung bezieht, ist die Ausgangslösung eine Natriumdithionitlösung, welche man durch Umsetzen von Natriumamalgam mit einer Natriumbisulfitlösung erhält, wie dies in der USA.-Patentschrift 2 938771 beschrieben ist. Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch angewendet werden zur Kristallisierung von Alkalidithionit aus Lösungen, welche kontinuierlich oder nicht in einer unterschiedlichen Weise gewonnen werden, beispielsweise durch Umwandlung von Zinkdithionit mit Alkalihydroxyd oder -carbonat.

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Beispiel

Die Ausgangslösung wird aus einer Anzahl von Produktionsreaktoren in einer Menge von 15 m³ je Stunde entnommen und enthält 20% Äthanol und 32 g Na₂S₂O₄ je Liter. Diese Lösung wird durch Leitung 1 der Kristallisationsvorrichtung zugeführt und zunächst durch Brunnenwasser in einem Wärmeaustauscher 2 auf 14° C abgekühlt, wobei bei dieser Temperatur keine Kristallisation von Dithionit eintritt. Die Lösung wird in das Zentralrohr 4 des Vakuumkristallisationsgefäßes 5 durch die Leitung 3 eingeführt, zusammen mit 3 m³ der Kristallsuspension je Stunde. Diese Suspension, welche von einem Eindicker 15 kommt, wird durch Leitung 6 zugeführt und enthält 280 g Dithionithydratkristalle je Liter.

Die Umlaufpumpe 7 mit einer Kapazität von 25 m³ je Stunde pumpt das Gemisch zusammen mit 7 m³ umlaufender Suspension durch das Rohr 4 nach aufwärts zur Kühlzone, d. h. zu der Zone in der Nachbarschaft der Oberfläche der im Kristallisiergefäß enthaltenen Suspension, wo das Gemisch durch Vakuumkühlen rasch auf 5° C abgekühlt wird. Zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und dem Saugauslaß 9, welcher mit der Vakuumleitung 8 verbunden ist, befindet sich ein Kühler 10 zur Kondensierung der verdampften Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit fließt über die Platteil in die Lösung zurück. Auf diese Weise wird der Alkoholgehalt nicht wesentlich vermindert.

In der Vakuumkühlzone erreicht das Gemisch eine Übersättigung an Dithionit von etwa 11 g je Liter, da während der kurzen Zeit des Passierens dieser Zone keine wesentliche Kristallisation stattfinden kann.

Während des Durchgangs durch die Kristallisationszone des Vakuumkristallisiergefäßes, welche unterhalb der Kühlzone liegt, kristallisieren 201 kg Na₂S₂O₄, und es bilden sich 242 kg Hydratkristalle. Je Stunde werden 18 m³ Kristallsuspension durch die Leitung 12 dem Kristallisationsgefäß entnommen. Diese Suspension, welche 60 g Hydratkristalle und 18 g aufgelöstes Dithionit je Liter enthält, wird in ein Endkristallisiergefäß 13 eingeführt, in welchem noch 65 kg Hydratkristalle kristallisieren. Die aus dem Endkristallisiergefäß entnommene Suspension, welche 63,6 g Hydratkristalle und 15 g aufgelöstes Dithionit je Liter enthält, wird durch Leitung 14 dem Eindicker 15 zugeführt, aus welchem 13,9 m³ klare überstehende Flüssigkeit je Stunde durch Leitung 16 abgezogen werden. Diese Flüssigkeit wird zu den Reaktoren (nicht gezeigt) zurückgeführt.

Wie oben erwähnt, werden je Stunde 3 m³ der eingedickten Kristallsuspension, welche als Impfmaterial dient, durch Leitung 6 zum Vakuumkristallisiergefäß gepumpt. 1,1 m³ der eingedickten Suspension werden durch Leitung 17 zu einer Zentrifuge geleitet, in welcher 306 kg Hydratkristalle abgetrennt werden. Die Kristalle können leicht zentrifugiert werden. Sie können in üblicher Weise entwässert werden, um wasserfreies Natriumdithionit zu bilden. Das Zentrifugat wird zu den Reaktoren zurückgeführt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Alkalidithionit aus einer Lösung, welche man bei der Herstellung von Alkalidithionit erhalten hat und welche einen Alkohol enthält, durch Kühlen der Lösung zur Kristallisierung von Alkalidithionitdihydrat und Impfen der Lösung durch Rückführung von Kristallen, welche man vorher erhalten hat, zur Kristallisiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest den letzten Teil des Kühlens durch Vakuumkühlung bewirkt, während man den Alkoholgehalt der Lösung im wesentlichen konstant hält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vakuumkühlen so rasch bewirkt und man Zirkulation und Mischen in der Kühl- und Kristallisationsvorrichtung bis zu solchem Ausmaß beschränkt, daß in der Kühlzone die Lösung eine Übersättigung von mindestens 8 g, vorzugsweise von mindestens 9,5 g Dithionit je Liter erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Impfkristalle zu der Lösung nur in solcher Menge zugesetzt werden, daß die Suspensionsdichte der geimpften Lösung nicht mehr als 100 g Kristalle je Liter beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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