AT154891B - Verfahren zur Herstellung von Natriumbikarbonat. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Natriumbikarbonat. 



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natriumbikarbonat   (NaHC03),   welches gegebenenfalls in Natriumkarbonat   (NaCOs)   und nachfolgend in kaustische Soda   (NaOH)   übergeführt werden kann. 



   Das Verfahren bezieht sich auf eine Arbeitsweise, gemäss welcher von Natriumchlorid ausgegangen und dieses mit Ammoniak und Kohlensäure zu Natriumbikarbonat und   Ammoniumchlorid   umgesetzt wird, worauf aus dem Ammoniumchlorid Ammoniak   zurückgewonnen   und wieder in den Prozess zurückgeführt wird. Die vorliegende Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass man das   Ammoniumchlorid   in an sich bekannter Weise in Ammoniak und Salzsäure zerlegt, die erhaltene Salzsäure auf Kalziumkarbonat einwirken lässt und die freigemachte Kohlensäure zur Bildung weiterer Mengen Natriumbikarbonat in den Prozess zurückführt. 



   Gemäss einer besonderen Ausbildung des vorliegenden Verfahrens, bei welcher das erhaltene Natriumbikarbonat in Natriumkarbonat und anschliessend in Ätznatron übergeführt wird, wird die durch die Zerlegung des Ammoniumchlorids gebildete Salzsäure auf die Kalziumkarbonatsehlämme zur Einwirkung gebracht, welche bei der bekannten Kaustifizierung des Natriumkarbonats mit Ätzkalk entstehen ; das gebildete Kohlendioxyd wird in den Prozess   zurückgeführt.   



   Es ist bereits bei der Herstellung von Natriumbikarbonat bekannt, im geschlossenen Kreislauf unter abwechselnder Erzeugung von Natriumbikarbonat und Ammoniumchlorid zu arbeiten. Im Zuge dieses bekannten Verfahrens wird das Ammoniumchlorid mit Ätzkalk zersetzt, um das Ammoniak zu regenerieren, welches in den Kreislauf wieder eintritt. Die Regenerierung des Ammoniaks erfordert somit die Einführung von Kalziumhydrat [Ca (OH)   J,   das durch Brennen von Kalk gewonnen werden muss, während die bei der Herstellung von kaustischer Soda (Ätznatron) durch Kaustifizieren des Natriumkarbonats als Nebenprodukt erhaltenen   Kalziumkarbonatschlämme   bei diesem Verfahren als unverwendbares Nebenprodukt anfallen.

   Ferner ist es bei den bekannten Verfahren notwendig, einen konstanten Zuschuss an kohlensäurehaltigem Gas vorzusehen, welches aus den Kalköfen stammt, d. h. an einem Gas, welches nur etwa 25% Kohlensäure enthält. 



   Das vorliegende Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass man nicht nur das in den Prozess eingeführte Ammoniak im dauernden Kreislauf hält, sondern auch den gesamten Bedarf an Kohlensäure im Kreislauf dauernd decken kann, sofern man das erhaltene Bikarbonat in Natriumkarbonat und dieses in Ätznatron überführt, da die Kalziumkarbonatschlämme als Kohlensäurequelle dienen können.

   Entnimmt man das Natriumbikarbonat zur Gänze oder zum Teil als solches aus dem Prozess oder führt man das Bikarbonat zur Gänze oder zum Teil unter Gewinnung von Kohlensäure in Soda über, so kann man die Erzeugung von Kohlensäure durch Brennen von Kalkstein zur Gänze oder zum Teil ersparen, da mindestens ein Teil des   Kohlensäurebedarfes durch   die Einwirkung der aus der Zersetzung des   Ammoniumchlorids   stammenden Salzsäure auf Kalziumkarbonat erhalten wird.

   Abgesehen von dieser ins Gewicht fallenden Ersparnis ist von erheblicher Bedeutung, dass die durch Einwirkung der Salzsäure auf Kalziumkarbonat, sei es auf rohen Kalkstein, sei es bei der besonderen Ausführungsform des Verfahrens, auf die bei der Kaustifizierung der Soda anfallenden   Karbonatschlämme erhaltene   Kohlensäure im Gegensatz zu der durch Brennen von Kalziumkarbonat gewinnbaren Kohlensäure rein und konzentriert ist, was für die Umsetzung mit Natriumchlorid und Ammoniak sehr vorteilhaft ist.   Kalziumchlorid   ist das einzige Nebenprodukt des neuen Verfahrens ; es fällt in gleicher Menge 

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 wie bei den bekannten Verfahren an und kann für die bekannten Anwendungszwecke, z. B. als Mittel für die Entstaubung von Strassen angewendet werden. 



   Die Zerlegung des   Ammoniumchlorids   kann im Rahmen des vorliegenden Verfahrens in an sich bekannter Weise dadurch erzielt werden, dass man das Ammoniumehlorid mit Ammoniumbisulfat umsetzt, wobei das Ammoniak in Form von neutralem Ammonsulfat unter Freisetzung der Chlorwasserstoffsäure gebunden wird, worauf das neutrale Sulfat durch Erhitzen unter Rückbildung des Bisulfats und Austreibung des Ammoniaks zersetzt wird.

   Zu diesem Zwecke kann man beispielsweise das erhaltene neutrale Ammonsulfat unter Entwicklung von Ammoniak auf eine geeignete Temperatur, welche zweckmässig   2800 C   nicht überschreitet, erhitzen und die Entwicklung des Ammoniaks in einem Zeitpunkt unterbrechen, in welchem noch eine erhebliche Menge unzersetztes neutrales Sulfat vor- 
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 aus der Kaustifizierung des Natriumkarbonats stammende   Kalziumkarbonatschlämme   zur Einwirkung gebracht. 



   Wenn dem Ammoniumbisulfat andere Bisulfate zugesetzt sind, so wird dem durch entsprechende Bemessung der der Zerlegung zugefügten Mengen an Ammoniumehlorid Rechnung getragen. Das Sulfat (oder die Sulfate) werden zweckmässig durch poröse inerte Stoffe, z. B. durch Glaswolle, Asbest u. dgl., im Zustand grosser Unterteilung gehalten. 



   Die Entwicklung des Ammoniaks auf Grund der obigen Reaktionen wird vorzugsweise'unter verringertem Druck oder im Vakuum bewirkt, wogegen die Abführung des Chlorwasserstoffes bei normalem Druck erfolgen kann. Die Entwicklung des Chlorwasserstoffes kann dadurch beschleunigt werden, dass man ihn mit Wasserdampf fortführt. 



   In der Zeichnung ist ein Fliessschema für eine Ausbildungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung dargestellt. 



   In der Apparatur I, welche den üblichen Einrichtungen für die abwechselnde Herstellung von Natriumbikarbonat und Ammoniumchlorid entspricht, werden in bekannter Weise nach der Summenformel 2   NaCl   + 2 NH3 + 2 CO2 + 2 H20   =   2 NH4Cl + 2 NaHCOs aus Natriumchlorid, Ammoniak, Kohlensäure und Wasser Ammoniumchlorid und Natriumbikarbonat gebildet. Das Ammoniumchlorid wird in der Apparatur II mit Hilfe von Ammoniumbisulfat, wie oben beschrieben, zersetzt und das freigemachte Ammoniak im Kreislauf nach I zurückgeführt, wo es zur Erzeugung weiterer Mengen Natriumbikarbonats dient. Der in der Apparatur II gebildete Chlorwasserstoff wird beispielsweise 
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 bekannter Weise nach der Reaktionsgleichung Na2CO3 + Ca   (OH) 2   = 2   NaOH + CaCO   kaustifiziert. 



  'Die hiebei anfallenden Kalkschlämme werden erfindungsgemäss in der Apparatur III mit der aus der
Zerlegung des Ammoniumchlorids stammenden Chlorwasserstoffsäure behandelt, wobei nach der
Gleichung 2 HC1 +   CaCOg   =   CaCl2   + CO2 konzentrierte Kohlensäure gewonnen wird. Die so erhaltene
Kohlensäure wird schliesslich im Kreislauf in die Apparatur   I   zurückgeführt.

   In der Apparatur I findet somit die Bildung von Natriumbikarbonat statt, wobei abgesehen von dem dauernd zuzuführenden
Natriumehlorid alle Reaktionsteilnehmer aus dem Prozess selbst stammen, nämlich das Ammoniak aus der Stufe II (Zerlegung des Ammoniumchlorids) und die benötigte Kohlensäure zum Teil aus der Stufe   III   (Einwirkung der aus der Zerlegung des Ammoniumchlorids stammenden Salzsäure auf
Kalziumkarbonat) und teils aus der Stufe   IV   (Kalzinierung des Natriumbikarbonats). Das einzige abzuführende Nebenprodukt stellt das in   III   gebildete Chlorkalzium   (CaCL)   dar.

   Hingegen findet bei dieser Ausführungsform der Erfindung keinerlei Einführung von verdünntem Kohlendioxyd in den Kreislauf statt, so dass die lästige Konzentrierung von verdünntem Kohlendioxyd völlig vermieden wird, so dass sich dieses Verfahren durch grosse Wirtschaftlichkeit auszeichnet. 



   Im Falle, dass das neutrale Natriumkarbonat nicht kaustifiziert wird, sondern als Hauptprodukt dem Prozess entnommen wird, wird der Kreislauf um diese zusätzliche Verfahrensstufe abgekürzt ; bei dieser Ausführungsform wird in den Autoklaven II roher   Kalkstein eingeführt   und aus diesem 

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 durch die aus der Zerlegung des Ammoniumehlorids stammende Salzsäure konzentriertes Kohlen. dioxyd freigemacht. Auch in diesem Falle erübrigt sich die Zuführung von verdünntem durch Brennen von Kalziumkarbonat hergestelltem Kohlendioxyd. 



   Das Verfahren der Erfindung ist nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt ; insbesondere kann die Zerlegung des   Ammoniumchlorids   in Ammoniak und Salzsäure nach sonstigen   Arbeits-   weisen erfolgen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Natriumbikarbonat, welches gegebenenfalls in Natrium- karbonat und nachfolgend in Ätznatron übergeführt werden kann, wobei von Natriumchlorid aus- gegangen, dieses mit Ammoniak und Kohlensäure zu Natriumbikarbonat und Ammoniumchlorid umgesetzt, aus dem Ammoniumchlorid Ammoniak zurückgewonnen und wieder in den Prozess zurück- geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ammoniumchlorid in an sich bekannter Weise in Ammoniak und Salzsäure zerlegt, die erhaltene Salzsäure auf Kalziumkarbonat einwirken lässt und die freigemachte Kohlensäure zur Bildung weiterer Mengen Natriumbikarbonat in den Prozess zurückführt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, unter Überführung des Natriumbikarbonats in Natrium- karbonat und anschliessend in Ätznatron, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Zerlegung des Ammoniumehlorids gebildete Salzsäure auf die Kalziumkarbonatschlämme, welche bei der bekannten Kaustifizierung des Natriumkarbonats mit Ätzkalk entstehen, zur Einwirkung gebracht werden. EMI3.1