CN110218549B

CN110218549B - 一种利用一氧化碳生产高端融雪剂的工艺

Info

Publication number: CN110218549B
Application number: CN201910529885.7A
Authority: CN
Inventors: 袁甫荣; 肖光; 王存申; 赵希合; 杜迎晨; 王刚; 刘尚生; 杨莉; 张敏
Original assignee: Liaocheng Luxi Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Liaocheng Luxi Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2039-06-19
Also published as: CN110218549A

Abstract

本发明涉及一氧化碳生产高端融雪剂的工艺，该工艺以一氧化碳和烧碱为原料，通过合成的方法生产高端融雪剂主体，混加1‑3％的硅酸盐、偏铝酸钠等添加剂，生产高端环保无污染的有机融雪剂，有效防止储存过程中出现板结问题。本工艺包括的主要工序为：碱液配置、合成、蒸发离心干燥、混合造粒、包装。

Description

一种利用一氧化碳生产高端融雪剂的工艺

技术领域

本发明属于合成生产工艺领域，具体涉及一种利用一氧化碳生产高端融雪剂的工艺。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

降雪天气会造成交通堵塞甚至交通事故，从而造成重大损失，给人们出行带来不便。目前常用氯化钠、氯化钙等无机盐作为融雪剂，价格便宜，但其除雪后残存氯盐会污染土壤、腐蚀桥梁、危害植被；储存过程中易板结。为克服含氯融雪剂的弊端，从而发明了一种利用煤气化合成净化气生产高端融雪剂的工艺，该融雪剂不含有害氯离子成分，使用后不会对环境造成不利的后续影响；使用过程中不易板结。

专利CN200710116078.X公开了一种半水煤气生产甲酸钠的工艺方法，属于生产甲酸钠的工艺方法技术领域。半水煤气生产甲酸钠的工艺方法由煤气发生炉产生的含体积百分比30％的CO半水煤气，经过脱硫工序除去气体中的硫化氢杂质，进入压缩机一、二、三段压缩，加压后的气体经净氨塔净氨除去其中的少量氨去脱碳工序，经脱去二氧化碳，再进入压缩机四段使气体压力提升到2.2MPa以上，与氢氧化钠液体碱进行合成反应生成合格的甲酸钠，经浓缩离心干燥后得成品，进行包装。该工艺的缺点是，原料中含有较多的CO₂，在后续反应中将产生较多的杂质碳酸钠，甲酸钠熔点253℃、碳酸钠熔点：851℃，这部分杂质熔点较高，起不能溶雪作用，还会对土壤起到碱化的作用。

专利CN201110270365.2开发了一种融雪剂，以甲酸盐为主要成分，还含有硅酸盐、偏铝酸钠、碳酸钠、含磷酰基团的有机磷酸盐等多种添加剂。本发明融雪剂不仅融雪能力强，而且腐蚀性小，对碳钢金属、混凝土的腐蚀性低，特别是针对飞机上使用的铝、镁合金材料的腐蚀性极小，该融雪剂还容易被生物降解，降解时耗氧量低，环保性能好，是一种高效快速融雪剂。该工艺的缺点是，添加剂成分多，且含有对水有污染作用的磷基物质。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种利用一氧化碳气体生产高端融雪剂的生产工艺，主要包括碱液配制、喷射混合合成、蒸发离心干燥、混合造粒、包装工序。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用一氧化碳生产高端融雪剂的方法，包括：

CO与碱液反应，生成主体稀料；

主体稀料进入尾气分离器进行气液分离、浓缩、冷却、离心、干燥；

将上述干燥后的物料与硅酸钠、偏铝酸钠混合，造粒，即得。

在一些实施例中，所述碱液的浓度为240-260g/L。

在一些实施例中，所述一氧化碳气体纯度为97％(v％)，压力为2.2Mpa，一氧化碳气体中的CO₂和H₂S含量必须小于150ppm。

在一些实施例中，所述CO与碱液反应在管式反应器中进行，反应温度控制在160-220℃之间，反应压力控制在1.8-2.3Mpa之间。

在一些实施例中，所述主体稀料浓度为43-47％。

在一些实施例中，所述浓缩采用二效蒸发器，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa，温度控制在80℃。

在一些实施例中，所述一、二效蒸发器浓缩浓度为65-68％。

在一些实施例中，造粒后的产品含水率控制在0.47％以内。

本发明还提供了任一上述的方法制备的融雪剂。

本发明还提供了上述的融雪剂在城市道路、高速公路、机场、港口或桥梁除雪化冰，以及作建筑工程冬季施工冰雪融化的速融剂和防冻外加剂的应用。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供了利用97％以上的较纯的一氧化碳生产高端融雪剂的工艺，严格控制原料中CO₂含量，基本不产生碳酸钠，可为市场提供一种绿色、环保、无污染、无腐蚀的高端融雪剂。

(2)含有2种添加剂，且不含对水有污染作用的磷基物质。

(3)本工艺经干燥器后再降温至40℃，有效防止高端融雪剂因包装温度高，携带空气中水分后，在储存过程中出现板结问题。

(4)蒸发冷凝液、离心母液回收利用进行配碱，既回收利用了母液中的甲酸钠成分，又有有效降低脱盐水的消耗，同时避免了废液的产生，具有三重效果。

(5)采用喷射式管道混合器混合，有效降低了机械能的消耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为实施例1的系统图。

其中，1、配碱罐 2、喷射式管道混合器 3、管式反应器 4、尾气分离器 5、一、二效蒸发器 6、蒸发冷凝器 7、离心机 8气流干燥器 9、洗涤除尘器 10、冷却分离器 11、混合器12、造粒机 13、自动包装机

图2为喷射式管道混合器结构图

14一氧化碳进口 15氢氧化钠进口 16喷射段 17折流段 18混合物出口

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对目前常用氯化钠、氯化钙等无机盐作为融雪剂，价格便宜，但其除雪后残存氯盐会污染土壤、腐蚀桥梁、危害植被；储存过程中易板结的问题。因此，本发明提出一种利用一氧化碳气体生产高端融雪剂的生产工艺，主要包括碱液配制、合成、蒸发离心干燥、混合造粒、包装工序。

高端融雪剂主体甲酸钠反应原理：

一氧化碳与氢氧化钠溶液合成高端融雪剂主体甲酸钠，反应方程式如下：

CO+NaOH→HCOONa

(1)碱液配制

32％(w％)的液体烧碱和脱盐水配置成烧碱溶液。

(2)合成

一氧化碳气体和配置好的碱液在喷射式管道混合器混合进入管式反应器，在反应器内生成高端融雪剂主体溶液，然后进入稀料罐，高端融雪剂主体稀料进入尾气分离器进行气液分离，合格的稀料进入蒸发离心干燥工序。

喷射式管道混合器，为非标设备，此设备中流体特点为喷射加折流，主要包括CO气体进口DN100，氢氧化钠液体进口DN125，喷射段混合物出口DN200，同时气相进口与液相进口的平方和与混合物出口的平方的比值0.63接近于黄金分割比例0.618，从而达到较好的混合效果。)喷射段有336个直径为8mm的小孔组成，折流段由三块折流板组成。

(3)蒸发离心干燥

高端融雪剂主体稀料依次送至多效蒸发器进行浓缩，然后冷却至50℃左右结晶后送至离心机，再送至管式干燥器干燥，上升过程中水分被蒸发，控制产品含水率，经冷却分离器冷却后，进入混合造粒工序。

(4)混合造粒、包装

高端融雪剂主体进入混合器内，将添加剂加入，充分搅拌混合后便得到高端融雪剂成品，然后进入造粒机，进行挤压造粒，经自动包装称称重后，包装。

优选的，步骤(1)所述的烧碱溶液浓度为240-260g/L。

优选的，步骤(2)所述的一氧化碳气体纯度为97％(v％)，压力为2.2Mpa，一氧化碳气体中的CO₂和H₂S含量必须小于150ppm。

优选的，步骤(2)所述的管式反应器反应温度控制在160-220℃之间，反应压力控制在1.8-2.3Mpa之间。

优选的，步骤(2)所述的合格的稀料浓度为43-47％。

优选的，步骤(3)所述的多效蒸发器为二效蒸发器，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa，温度控制在80℃。

优选的，步骤(3)所述的浓缩浓度为65-68％。

优选的，步骤(3)所述的产品含水率控制在0.47％以内。

优选的，步骤(3)所述的冷却分离器冷却后的温度为38-42℃。

优选的，步骤(4)所述的添加剂为硅酸钠、偏铝酸钠，添加剂的添加量为1％-3％。

实施例1：

32％(w％)的液体烧碱和脱盐水在配碱罐1中配置成浓度为240g/l的烧碱溶液，与纯度为97％(v％，CO₂和H₂S含量为150ppm)，压力为2.2Mpa的一氧化碳气体，在管道混合器2混合后，在220℃，1.8Mpa下生成高端融雪剂主体溶液，进入尾气分离器4进行气液分离，质量浓度为43％稀料送至一、二效蒸发器5进行浓缩，浓缩至浓度为65％，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa，温度控制在80℃，蒸出来的水分进入蒸发冷凝器6冷凝，冷凝水作为配碱水回用；浓缩后的液体冷却至50℃左右结晶后送至离心机7，再送至气流干燥器8干燥，上升过程中水分被蒸发，产品含水率为0.45％，经冷却分离器10冷却至38℃，进入混合器11，冷却空气及少量粉尘进入洗涤除尘塔洗涤9后为其达标排放；添加总含量为1％硅酸钠(0.5％)、偏铝酸钠(0.5％)混合物，充分搅拌混合后便得到纯度为99.2％，冰点为-17.6℃高端融雪剂成品，然后进入造粒机12，进行挤压造粒，经自动包装机13称重后，包装。

实施例2：

32％(w％)的液体烧碱和脱盐水在配碱罐1中配置成浓度为240g/l的烧碱溶液，自15液体进口进入喷射式管道混合器2，纯度为30％(v％)，压力为2.2Mpa的一氧化碳气体，自气体进口14进入，混合后进入喷射段16，喷射段由336个直径为8mm的小孔组成；然后进入折流段17，该段由三块折流板组成，经混合物出口17混合后进入管式反应器3，在220℃，1.8Mpa下生成高端融雪剂主体溶液，进入尾气分离器4进行气液分离，质量浓度为43％稀料送至一、二效蒸发器5进行浓缩，浓缩至浓度为65％，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa，温度控制在80℃，蒸出来的水分进入蒸发冷凝器6冷凝，冷凝水作为配碱水回用；浓缩后的液体冷却至50℃左右结晶后送至离心机7，再送至气流干燥器8干燥，上升过程中水分被蒸发，产品含水率为0.45％，经冷却分离器10冷却至38℃，进入混合器11，冷却空气及少量粉尘进入洗涤除尘塔洗涤9后为其达标排放；添加总含量为1％硅酸钠(0.5％)、偏铝酸钠(0.5％)混合物，充分搅拌混合后便得到纯度为98.9％，冰点为-18.2℃高端融雪剂成品，然后进入造粒机12，进行挤压造粒，经自动包装机13称重后，包装。

实施例3：

32％(w％)的液体烧碱和脱盐水在配碱罐1中配置成浓度为240g/l的烧碱溶液，自15液体进口进入喷射式管道混合器2，与纯度为97％(v％，CO₂和H₂S含量为150ppm)，压力为2.2Mpa的一氧化碳气体，自气体进口14进入，混合后进入喷射段16，喷射段由336个直径为8mm的小孔组成；然后进入折流段17，该段由三块折流板组成，经混合物出口17混合后进入管式反应器3，在220℃，1.8Mpa下生成高端融雪剂主体溶液，进入尾气分离器4进行气液分离，质量浓度为43％稀料送至一、二效蒸发器5进行浓缩，浓缩至浓度为65％，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa，温度控制在80℃，蒸出来的水分进入蒸发冷凝器6冷凝，冷凝水作为配碱水回用；浓缩后的液体冷却至50℃左右结晶后送至离心机7，再送至气流干燥器8干燥，上升过程中水分被蒸发，产品含水率为0.45％，经冷却分离器10冷却至38℃，进入混合器11，冷却空气及少量粉尘进入洗涤除尘塔洗涤9后为其达标排放；添加总含量为1％硅酸钠(0.5％)、偏铝酸钠(0.5％)混合物，充分搅拌混合后便得到纯度为98.9％，冰点为-18.0℃高端融雪剂成品，然后进入造粒机12，进行挤压造粒，经自动包装机13称重后，包装。

实施例4：

32％(w％)的液体烧碱和脱盐水在配碱罐1中配置成浓度为260g/l的烧碱溶液，自15液体进口进入喷射式管道混合器2，纯度为97.5％(v％，CO₂和H₂S含量为120ppm)，压力为2.0Mpa的一氧化碳气体自气体进口14进入，混合后进入喷射段16，喷射段由336个直径为8mm的小孔组成；然后进入折流段17，该段由三块折流板组成，经混合物出口17混合后进入管式反应器3，在200℃，2.3Mpa下生成高端融雪剂主体溶液，然后进入尾气分离器4进行气液分离，质量浓度为47％稀料送至二效蒸发器进行浓缩，浓缩至浓度为68％，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa，温度控制在80℃，蒸出来的水分进入蒸发冷凝器6冷凝，冷凝水作为配碱水回用；浓缩后的液体冷却至50℃左右结晶后送至离心机7，再送至气流干燥器8干燥，上升过程中水分被蒸发，产品含水率为0.43％，经冷却分离器10冷却至40℃，进入混合器，添加总含量为2％硅酸钠(1％)、偏铝酸钠(1％)混合物，充分搅拌混合后便得到纯度为99.9％，冰点为-17.2℃高端融雪剂成品，然后进入造粒机，进行挤压造粒，经自动包装称重后，包装，产品指标见表1。

实施例5：

32％(w％)的液体烧碱和脱盐水在配碱罐1中配置成浓度为250g/l的烧碱溶液，自15液体进口进入喷射式管道混合器2，纯度为97.2％(v％，CO₂和H₂S含量为130ppm)，压力为2.2Mpa的一氧化碳气体自气体进口14进入，混合后进入喷射段16，喷射段由336个直径为8mm的小孔组成；然后进入折流段17，该段由三块折流板组成，经混合物出口17混合后进入管式反应器3，在160℃，2.0Mpa下生成高端融雪剂主体溶液，然后进入尾气分离器4进行气液分离，质量浓度为45％稀料进送至一、二效蒸发器5进行浓缩，浓缩至浓度为66％，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa，温度控制在80℃，蒸出来的水分进入蒸发冷凝器6冷凝，冷凝水作为配碱水回用；浓缩后的液体冷却至50℃左右结晶后送至离心机7，再送至气流干燥器8干燥，上升过程中水分被蒸发，产品含水率为0.46％，经冷却分离器10冷却至42℃，进入混合器11，添加3％硅酸钠、偏铝酸钠混合物，充分搅拌混合后便得到纯度为99.9％，冰点为-16.9℃高端融雪剂成品，然后进入造粒机12，进行挤压造粒，经自动包装机13称重后，包装，产品指标见表1。

TECHNICAL DATA SHEET OF SNOW-MELTING AGENT

融雪剂技术参数表

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种利用一氧化碳生产高端融雪剂的方法，其特征在于，包括CO与碱液经混合合成，生成主体稀料，主体稀料进入尾气分离器进行气液分离、浓缩、冷却、离心、干燥，将上述干燥后的物料与硅酸钠、偏铝酸钠混合，造粒，即得；

所述CO与碱液在喷射式管道混合器混合进入管式反应器，在反应器内生成主体稀料，喷射式管道混合器为非标设备，此设备中流体特点为喷射加折流，主要包括CO气体进口DN100，氢氧化钠液体进口DN125，喷射段混合物出口DN200，同时气相进口与液相进口的平方和与混合物出口的平方的比值0.63接近于黄金分割比例0.618，从而达到较好的混合效果，喷射段有336个直径为8mm的小孔组成，折流段由三块折流板组成。

2.如权利要求1所述的一种利用一氧化碳生产高端融雪剂的方法，其特征在于，所述碱液的浓度为240-260g/L；所述一氧化碳气体纯度为97％(v％) ，压力为2.2Mpa ，一氧化碳气体中的CO₂和H₂S含量必须小于150ppm；所述CO与碱液反应温度控制在160-220℃之间，反应压力控制在1.8-2.3Mpa之间；所述生成的主体稀料浓度为43-47％；所述浓缩采用二效蒸发器，一效蒸发器压力控制在0.3Mpa，温度控制在140℃；二效蒸发器压力控制在-60Kpa ，温度控制在80℃；所述一、二效蒸发器浓缩浓度为65-68％；所述造粒后的产品含水率控制在0.47％以内。