CH258841A - Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure unter gleichzeitiger Bildung von Kochsalz und Salzsäure. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure unter gleichzeitiger Bildung  von Kochsalz und Salzsäure.    In mannigfachen Verfahren der chemi  schen     Industrie    fallen in grosser Menge wässe  rige Lösungen an, die Natriumsulfat enthal  ten. Die     Verwertung    dieser Nebenprodukte  ist zufolge der beschränkten Aufnahmefähig  keit des Marktes in manchen Fällen nicht  wirtschaftlich, und es gibt Industrien, in  welchen recht bedeutende Mengen von Na  triumsulfat keine Verwendung finden kön  nen.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren zur Herstellung von     Schwefel-          äure    aus Natriumsulfat unter gleichzeitiger  Bildung von Salzsäure und Kochsalz.  



  Es     ist        bekannt,    dass beim Einleiten eines  Gemisches von Chlor oder Schwefeldioxyd in  Wasser sieh Schwefelsäure und Salzsäure bil  den gemäss folgender Gleichung:  I. Cl2 + SO2 + 2 H2O = H2SO4 + 2 H Cl.  Versuche, haben gezeigt, dass diese Reak  tion auch dann stattfindet, wenn das vorge  nannte Gasgemisch in eine wässerige Lösung  von Natriumsulfat eingeleitet wird, wobei die  gebildete Salzsäure mit dem gelösten Na  triumsulfat in Reaktion tritt gemäss folgender       Gleichung     II. Na2SO4 + 2 H Cl = H2SO4 + 2 Na Cl.  Die beiden Reaktionen können wie folgt  zusammengefasst werden:  III. Cl2 + so2 + Na2SO4 + 2 H2O  = 2 H2SO4 + 2 Na Cl.    Hieraus geht hervor, dass bei der Umset  zung Wasser verbraucht wird.  



  Sobald die Lösung sieh ausreichend mit  Salzsäure gesättigt hat, so beginnt Kochsalz  auszufallen, das durch Abfiltrieren gewonnen  werden kann. Die im Überschuss gebildete  Salzsäure kann durch, Erwärmen leicht von  der Schwefelsäure     getrennt    werden, so     dass     beide Säuren in reinem Zustande erhalten  werden können. Hierfür ist allerdings not  wendig, die Schwefelsäure auf einen Gehalt  von mindestens 70 bis 75 % zu konzentrieren,  um die darin gelösten Gase SO2, Cl2 und  H Cl vollständig entfernen zu können. Da zur  Eindampfung stark verdünnter Schwefel  säuren verhältnismässig grosse Wärmemengen  benötigt werden, so, wird die Wirtschaftlich  keit des erwähnten Verfahrens durch die not  wendige Konzentration der erhaltenen Schwe  felsäure in ungünstiger Weise beeinflusst.  



  Es wurde festgestellt, dass die Reaktion III  nicht nur mit wässerigen Lösungen von     Na-          triumsuifat    durchgeführt werden kann, son  dern kristallwasserhaltiges, festes Natrium  sulfat auch direkt mit Chlor oder Schwefel  dioxyd behandelt werden kann,     wobei        Schwe-          felsäure,        Salzsäure    und Kochsalz in     fast          theoretischen        Ausiheuten    erhalten werden.

      Diese     Versuchsergebnisse    bilden eine     teeh-          nisch        auswertbare        Enhdeckung    und die  Grundlage eines     neuen:    Verfahrens zur Ver  wertung von Natriumsulfat.      Das erfindungsgemässe Verfahren zur  Herstellung von Schwefelsäure aus Natrium  sulfat unter gleichzeitiger Bildung von Salz  säure und Kochsalz ist dadurch gekennzeich  net, dass die genannten Salze in Gegenwart  von Wasser mit Chlor und Schwefeldioxyd  behandelt werden.  



  Als Ausgangsmaterial können sowohl  festes, kristallwasserhaltiges Natriumsulfat  oder wässerige Lösungen desselben, wie bei  spielsweise die in grossen Mengen in der  Viskoseindustrie anfallenden, verbrauchten  Spinn- und Giessbäder, dienen.  



  Der Unterschied zwischen einer Arbeits  weise mit festem, kristallwasserhaltigem Na  triumsulfat und einer solchen mit einer wässe  rigen Lösung desselben besteht lediglich  darin, dass im     zweitgenannten    Falle zufolge  der grösseren vorhandenen Wassermenge mehr  Schwefelsäure und Salzsäure gebildet wird  unter Verbrauch von entsprechend grösseren  Mengen an Chlor und Schwefeldioxyd. Bei  der Zersetzung des Sulfates mit Chlor und  Schwefeldioxyd wird Wasser verbraucht zur  Bildung von Schw efelsäure und durch die  verminderte Wassermenge eine Schwefelsäure  von entsprechend höherer Konzentration er  halten. Ohne jedes Eindampfen gelingt es, er  findungsgemäss eine Schwefelsäure von min  destens 60% herzustellen.  



  Beispiel:  Als Reaktionsgefäss dient ein säurefest  ausgekleideter Behälter mit einem Kühl  mantel und einem Rührwerk, oder es wird  eine Mehrzahl solcher Reaktionsgefässe ver  wendet. Das feste, kristallisierte Natriumsul  fat wird in genannten Kesseln unter     ständi-          dem    Umrühren mit eingeleitetem Chlor und  Schwefeldioxyd behandelt. Bei der Zerset  zung dies Sulfates tritt zunächst eine starke  Abkühlung des Reaktionsgutes ein. Bei etwa  Abkühlung des Reaktionsgutes ein. Bei etwa  8 C beginnt die Masse zu schmelzen. Die  weitere Zufuhr von Chlor und S02 führt zu  einer starken Erwärmung des Reaktionsgutes,  und allmählich fällt gebildetes Kochsalz aus.

    Unter ständigem Umrühren und Zuleiten  von Chlor und SO2 wird durch den Kühl-    mantel Wasser geleitet und das Reaktionsgut  auf diese Weise gekühlt bis zur vollständigen  Ausfällung des Kochsalzes. Durch Zentrifu  gieren oder Abnutschen des Reaktionsgutes  wird das Kochsalzabgetrennt und aus der er  haltenen rohen Schwefelsäure das gelöste  Chlor, Schwefeldioxyd und Chlorwasserstoff  durch Einseiten von Luft entfernt.  



  Als Ausgangsmaterialien können verwen  det werden: Lösungen und Ablaugen, die Na  triumsulfat enthalten, ferner feste Produkte  aus Natriumsulfatdekahydrat, teilweise ent  wässertem Natriumsulfatdekahydrat oder     Ga-          mischen    von Dekahydrat mit gänzlich oder  teilweise entwässertem Dekahydrat. Ferner  kann einem als Ausgangsmaterial verwende  ten wasserfreien Natriumsulfat in solcher  Menge Wasseroder Salzsäure oder in einem  früheren Arbeitsgang gewonnene rohe Schwe  felsäure zugesetzt werden, dass nicht alles  Salz in Lösung geht. Hierbei kann auch ein  Gemisch der erwähnten Zusätze verwendet  werden.  



  Fermer kann das verwendete Sulfat aus  einer verfügbaren Lösung oder Ablauge in       Gestalteines        festen    Salzes gewonnen werden  vor der erfindungsgemässen Behandlung mit  Chlor und Schwefeldioxyd.  



  Die erhaltene rohe Schwefelsäure kann  durch     Ausblasen    mit Luft oder einem     inerten     Gase gereinigt werden.  



  Es besteht die Möglichkeit, das     erfin-          dungsgemässe    Verfahren mit einer     Chlor-          alkali-Elektrolyse        dergestalt    zu     verbinden,          .dass    das     a,ls    Nebenprodukt gewonnene Koch  salz     verwendet        wird    zur     Herstellung    von       Natrunlauge    und Chlor,     welches,    wieder zur       Umzetzung    von Natriumsulfat dient.

   Auf  diese Weise wird in der     Fabrikation    ein     ge-          schlossener    Kreislauf erreicht, .der laufend  Sulfat     und    Schwefeldioxyd aufnimmt und  Natronlauge und Schwefelsäure liefert, wobei       lediglich    die geringen     Verluste    an Chlor und       S0:    ersetzt     wemden        müssen.  

Claims (1)

1. PATENTÄNSPRUCFI Verfahren zur Herstellung von Schwefel säure aus Natriumsulfat unter gleichzeitiger Bildung von Salzsäure und Kochsalz, da durch gekennzeichnet, dass das Natriumsulfat in Gegenwart von Wasser mit Chlor und Schwefeldioxyd behandelt wird. UNTERANSPRÜCEE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, in welchem Chlor und Schwefeldioxyd in eine wässerige Lösung des Natriumsulfates einge leitet werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch, in welchem Chlor und Schwefeldioxyd in festes, kristallwasserhaltiges Natriumsulfat einge leitet werden. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, in welchem ein verbrauchtes, Natriumsulfat ent- lraltendes Viskose-Spinn- und -Giessbad als Ausgangsmaterial dient. 4. Verfahren nach Patentanspruch, in welchem Natriumsulfat-Dekahydrat als Aus gangsmaterial verwendet wird. Verfahren nach Patentanspruch, in welchem ein durch teilweise Entwässerung von Natriumsulfat-Dekahydrat gewonnenes Produkt als Ausgangsmaterial dient. 6. Verfahren nach Patentanspruch, in welchem ein Gemisch von Natriumsulfat- Dekahydrat und einem durch wenigstens teil weise Entwässerung des Dekahydrates ge wonnenes Produkt als Ausgangsmaterial ver wendet wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein durch Zusatz von Wasser zu wasserfreiem Natriumsulfat in solcher Menge, dass nicht alles Salz in Lösung geht, gewonnenes Produkt als Aus gangsmaterial verwendet wird. S. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Ausgangs material ein Produkt verwendet wird, das durch Zusatz von in einem früheren Arbeits gang erhaltener roher Schwefelsäure zu wasserhaltigem Natriumsulfat in solcher Menge, dass nicht alles Salz in Lösung geht, erhalten wurde. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das als Neben pro,dukt erhaltene Kochsalz der Elektrolyse unterworfen wird und das hierbei gewonnene Chlor wieder zur Behandlung des, Natrium- s.u lfates verwendet wird. 10. Verfahren nach Patentanspruch, in welschem die entstandene Schwefelsäure durch Einleiten -von inerten Gazen gereinigt wird.