PL171692B1 - Sposób wytwarzania weglanu metalu alkalicznego PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania weglanu metalu alkalicznego obejmujacy przepuszczenie, w warunkach wytwarzania weglanu, roztworu wodnego lub zawiesiny chlorku metalu alkalicznego przez stala zywice jonowymienna, która w srodowisku wodnym zatrzymuje chlorki i odzyskanie wodnego roztworu lub zawiesiny weglanu metalu alkalicznego z zywicy,znamienny tym, ze stosuje sie zywice, która w srodowisku wodnym ma zasado- wosc wieksza niz jon wodoroweglanowy, ale mniejsza niz zawiesina mleka wapiennego i ze stosuje sie wymieniony roztwór lub zawiesine chlorku metalu alkalicznego zawierajaca wodoroweglan metalu alkalicznego. PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania węglanów metali alkalicznych, w szczególności, lecz nie wyłącznie, węglanu sodowego.

Węglan sodowy, zwany również sodą kalcynowaną, otrzymuje się drogami syntetycznymi (tzn. drogami nienaturalnej sody) i jest również otrzymywany z naturalnie występujących pokładów półtorawęglanu sodowego.

Większość współczesnych dróg syntetycznego otrzymywania węglanu sodowego można opisać przez następujące równanie całkowite:

171 692

2NaCl + CaCO₃ -> NazCOs + CaCl₂

Jednak reakcji tej nie można przeprowadzić w jednym etapie i najbardziej znana droga syntezy (metoda amoniakalnej produkcji sody) wykorzystuje następującą serię reakcji:

ciepło

1. CaCO₃ — CaO + CO₂T

2. CaO + H₂O -> Ca(OH)₂

3. 2NaCl + 2CO₂ + 2NHs -> 2NaHCO₃^ + 2NH4CI ciepło

4. 2NaHCOs Na₂COs + CO2 T+ H₂O

5. 2NH4Cl + C_a(OH)₂ -n C_aCl₂ + 2NH₃T + 2H₂O

Amoniak i połowa dwutlenku węgla cyrkul ują w ramach procesu, tak że całkowita reakcja jest taka, jak podano powyżej.

Chlorek sodowy dla reakcji 3 jest zasadniczo dostarczany do procesu jako nasycona lub niemal nasycona solanka otrzymana przez rozpuszczenie naturalnie występującej (stałej) soli w wodzie. Solankę należy oczyścić przed procesem dla usunięcia jonów wapnia i magnezu, które by w innym przypadku wytrącały się w procesie jako związki zawierające węglany i sprawiały trudności z blokowaniem. Zwykła metoda oczyszczania solanki polega na dodawaniu węglanu sodowego i wodorotlenku sodowego do solanki, tak by utworzyć osady węglanu sodowego i wodorotlenku magnezowego, które można następnie usunąć. Oczywiście węglan sodowy zastosowany do procesu może być częścią wyprodukowanego w reakcji 4.

Proces amoniakalnej produkcji sody cierpi jednak na pewne niekorzystne cechy. W szczególności, reakcje 4 oraz 5 wymagają znaczących nakładów energii (w postaci ciepła) dla osiągnięcia żądanej reakcji, tak że cały proces wymaga dużej ilości energii pomimo bardzo daleko posuniętych wysiłków mających na celu odzyskanie i powtórne użycie energii cieplnej w procesie. Wymagania energetyczne reakcri 4 i 5 są tzczególdie niekorżyctną cechą, gdy się; weźmie pod uwagę, że część energii jest wymagana bezpośrednio lub pośrednio dla wytworzenia tej części węglanu sodowego, która nie jest przeznaczona na sprzedaż tzn. części przeznaczonej do oczyszczenia solanki. Dalszymi niekorzystnymi cechami metody amoniakalnej produkcji sod^o czst to, że wydajność wodorowęglanu sodowej w reakcji 3 nie przekrocza zasadniczo 80% odaz, że rozdzielenie tego wodorowęglanu od chlorku amonowego , również wytwarzmego w reakcji 3 jest stosunkowo kosztowne.

Wykonywano próby pokonania wszystkich lub niektórych spośród tych niekorzystnych cech. Np. zaproponowano aminy jako alternatywę dla amoniaku jako nośnika i badano to ze wszystkimi szczegółami. Rozpuszczalne aminy mogą dać wyższe wydajności nierozpuszczalnego półproduktu wodorowęglanu sodowego, lecz straty amin w czasie stosowania są dość kosztowne. Nierozpuszczalne aminy o długim łańcuchu potencjalnie dają nawet niższe koszty oddzielania (np. grawitacyjnie), lecz w praktyce straty amin są wciąż zbyt kosztowne wskutek paoblemaw z tworzeniam emulsji oraz znaczną (chociaż niską) rozpuszcza^lndścią aminy w wycieku. Próby rozwiązania tego problemu przy użyciu układów amina/rozpuszczalnik organiczny są szeroko badane, lecz znów straty amiy i rozpuszczalnika, oraz ta^pże koszty dnranol rozpuszczalnika są dość znaczne.

Inną propozycję opisano w ZA-A-785962 (Klipfdntein), w którym słabą zasadę (R - N) przeprowadza się w jwęglan uzyskując; R - NH₂CO₃ i następnie kontaktuje z roztworem chl orku sodowego (solanką), tak że otrzymuje się wodorowęglan sodowy zgodnie z następującym równeniem:

R _- NH₂CO₃ + NaCl R _- NHCl + NaHCO₃

Roztwór wodorowęglaNu e4dowegd wytworzony w wyniku tej reakcji łatwo odzyskuje się z żywicy (którą można następnie regenerować mlekiem wapiennym) tak, że unika się kosztownego rozdzielania NaHCO^NHCl związanego z reakcią 3 metd^ey amoniakalnek produkcji sody.

Podobny proces ujawniono w artykule Roberta Kunina pt. łon Euchange in Chemical Sonihes^ta (^ccduetrial and Engin eering Chemis^bo, Vol. 56^a No.1, January 1964, s 35-39). Artykuł ten opisuje proces, który przebiega według całkowitego równania

R - N + CO2 + MCl + H₂O<R - NHCl + MHCO3 gdzie R - N jest żywicą jonowymienną, a M jest metalem alkalicznym. Będzie doceniony fakt, że w tym procesie, jak również w opisanym w ZA-A-785962, żywicę stosuje się jako bezpośrednie zastąpienie amoniaku w etapie bikarbonacji metody amoniakalnej produkcji sody (por. reakcja 3 powyżej). Zarówno proces opisany przez Kunina jak i proces ujawniony w ZA-A-785962 mają tę niekorzystną cechę, że obróbka cieplna wodorowęglanu sodowego jest _nadal wymagana przy wytwarzaniu węglanu sodowego (por. reakcja 4. powyżej). Podmiotem niniejszego wynalazku jest uniknięcie lub złagodzenie wyżej wymienionych niekorzystnych cech.

Według mniejszego wynalazku, sposób wytwarzania węglanu,metalu alkalicznego obejmujący przepuszczenie, w warunkach wytwarzania węglanu, roztworu wodnego lub zawiesiny chlorku i wodorowęglanu metalu alkalicznego przez stałą żywicę jonowymienną, która w środowisku wodnym zatrzymuje chlorki i odzyskanie wodnego roztworu lub zawiesiny węglanu metalu alkalicznego z żywicy, polega na tym, że w środowisku wodnym żywica ma zasadowość większą niż jon wodorowęglanowy, ale mniejszą niż zawiesina mleka wapiennego i że wymieniony roztwór lub zawiesina chlorku zawiera wodorowęglan metalu alkalicznego.

W sposobie według wynalazku korzystnie jako żywicę stosuje się usieciowaną żywicę akrylową.

Najkorzystniej w sposobie według wynalazku jako żywicę stosuje się żywice zawierające grupy aminowe pierwszorzędowe i/lub drugorzędowe i/lub trzeciorzędowe, które zapewniają żywicy żądaną zasadowość.

Korzystnie sposób według wynalazku obejmuje ponadto etap regenerowania żywicy zawiesiną mleka wapiennego.

W sposobie według wynalazku korzystnie część roztworu lub zawiesiny otrzymanego węglanu metalu alkalicznego poddaje się; reakcji z dwutlenkiem węgla z wytworzeniem wodorowęglanu metalu alkalicznego do ponownego zastosowania w reakcji.

Jako żywicę w sposobie według wynalazku stosuje się również korzystnie żywicę nie zatrzymującą jonów siarczanowych.

Korzystnie w sposobie według wynalazku stosuje się jako metal alkaliczny sód.

Ponadto sposób wytwarzania węglanu sodowego obejmujący następujące etapy:

(i) ogrzewanie węglanu wapniowego dla wytwarzania CaO oraz CO₂, (ii) działanie na CaO z etapu (i) wodą z wytworzeniem zawiesiny mleka wapiennego, oraz (iii) przepuszczenie, w warunkach wytwarzania węglanu, roztworu wodnego lub zawiesiny chlorku sodowego przez stałą żywicę jynowyanienną, która w środowisku wodnym zatrzymuje chlorki i odzyskanie wodnego roztworu lub zawiesiny węglanu metalu alkalicznego z żywicy, (iv) stosowanie okresowej regeneracji żywicy zawiesiną mleka wapiennego otrzymanego w etapie (ii), wedł_ug wynalazku polega na tym, że żywica w środowisku wodnym ma zasadowość większą niżjon wodorowęglanowy, lecz mniejszą niż zasadowość zawiesiny mleka wapiennego, że roztwór lub zawiesina chlorku sodu zawiera wodorowęglan sodu i że część zawiesiny węglanu sodu poddaje się reakcji z dwutlenkiem węgla wytworzonym w etapie (i) z wytworzeniem wodorowęglanu sodu, który następnie kieruje się do etapu (iii).

Sposób wytwarzania węglanów metali alkalicznych stosuje się również w sposobie oczysz_czania solanki obejmującym doprowadzanie roztworu lub zawiesiny węglanu sodu uzyska_nego n_a d_rod_ze popuszczania, w warunkach wytwarzania węglanu, wodnego roztworu l_ub z_awi_esi_ny chlorku sodu przez stałą żywicę jonowymienną, która w środowisku wodnym zatrzymuj_e chlorki i odzyskiwania wodnego roztworu lub zawiesiny węglanu sodu z żywicy, a następnie kontaktowania odzyskanego węglanu sodu a solanką celem jej oczyszc_zeni_a, a pol_egającym _na tym, że jako żywicę .stosuje się żywicę mającą w środowiski WOdnym, zasadowość większą, niż zasadowość jonu węglanowego, lewz mniejszą, niż zasadowość -zawieśmy ml_eka wapiennego i że wodny roztwór lub zawiesina chlorku sodu zawiera wodorowęglan sodu.

171 692

W sposobie według wynalazku korzystnie stosuje się jako żywicę jonowymienną żywicę słabozasadową.

Sposób według niniejszego wynalazku można wykonać przy użyciu chlorku oraz wodorowęglanu, całkowicie w roztworze wodnym, chociaż jest możliwe zastosowanie zawiesiny wodnej jednego lub obydwu składników (szczególnie wodorowęglanu). Podobnie, niniejszy sposób może dać bądź roztwór bądź zawiesinę węglanu. Dla wygody, określenie roztwór stosowne w poniższym opisie w odniesieniu do chlorku, wodorowęglanu lub chlorku metalu alkalicznego będzie interpretowane jako obejmujące ich zawiesiny (oprócz sytuacji gdzie kontekst wymaga czegoś innego).

Węglany metali alkalicznych można przedstawić wzorem M2O. x CO2. Jeśli x= 1 wtedy ostatni wzór odpowiada czystemu M2CO3. Jednakże x może być mniejsze lub większe od 1. W pierwszym przypadku (tzn. x < 1) węglan jest zasadowy, a w drugim przypadku (tzn. x > 1) węglan jest kwasowy. Niniejszy wynalazek obejmuje również wytwarzanie takich kwasowych i zasadowych węglanów i zgodnie z tym rozumie się określenie węglan metalu alkalicznego. Zatem dla wygody stosowany w niniejszym tekście wzór M2CO3 obejmuje substancje kwasowe i zasadowe.

Wodorowęglan metalu alkalicznego o wzorze MHCO3 ma x=2. Zatem roztwór wodny dostarczony do żywicy będzie w typowym przypadku mieć wartość x aż do 2. Najkorzystniej początkowy roztwór wodny będzie charakteryzował się x od 1,8 do 2. Otrzymany produkt będzie miał niższą wartość x, zwykle w zakresie od 0,8 do 1,9.

Niniejszy wynalazek stosuje się w szczególności do wytwarzania węglanu sodowego (z chlorku sodowego i wodorowęglanu sodowego), lecz stosuje się również do wytwarzania węglanów innych metali alkalicznych (np. potasowego).

Sposób według niniejszego wynalazku opiera się na zastosowaniu żywicy, która w wodnym środowisku reakcji, jest zdolna do zatrzymywania jonów chlorkowych i ma również większą zasadowość niż zasadowość jonu wodorowęglanowego.

Reakcja przeprowadzana w sposobie według niniejszego wynalazku może być przedstawiona przez następujące równanie całkowite:

Żywica + MCl + MHCO3 -> Żywica. HCl + M2CO3 (gdzie M jest metalem alkalicznym)

Zostanie doceniony fakt, że powyższe równanie różni się od sposobów ujawnionych przez Kunina i Klipfonteina (ZN-A-785962), jako że niniejszy wynalazek stosuje wodorowęglan jako materiał wyjściowy i odzyskuje węglan.

Podczas gdy powyższe równanie przedstawia całkowitą reakcję, nie jest prawdopodobne by wodorowęglan reagował bezpośrednio z żywicą. W istocie reakcje zachodzące w żywicy są w pierwszym rzędzie związane z jonami wodorowymi, wodorotlenowymi i chlorkowymi.

Innymi słowy, mogłoby się wydawać, że w środowisku względnie stężonego wodnego roztworu chlorku, w którym zachodzi niniejszy proces oraz przy stosunkowo niskich stężeniach rozpuszczalnych węglanów/wodorowęglanów, chlorkowa forma żywicy (oraz wolne formy zasadowe) są korzystne w porównaniu z formą wodorowęglanową. Podczas gdy nie chcemy być związani jakimkolwiek szczególnym mechanizm reakcji, wydaje się, że zasadowa żywica zwiększa pH roztworu wodnego zawierającego wodorowęglany i że zachodzi następująca reakcja:

HCO₃· + OH <= CO3²' + H₂O

Ta reakcja przebiega w prawą stronę wskutek jonów wodorotlenowych tworzonych przez żywicę. Zgodnie z tym jony wodorotlenowe wciąż się uwaloiają aż do momentu wyczerpania żywicy.

Ponieważ żywica jonowymienna będzie substancją polimerową, stałą i nierozpuszczalną, roztwór weglanu metalu alkalicznego można łatwo wydzielić z j/wicy bez jakiegokolwiek znacwnego zużycia energii. Ponzdto, ponieważ żj^wicę można łatwo oddzUlić od produktu, potencjalnie cały chlorek metalu alkalicznego można zamienić w produkt. Ponadto, reakcję mo:żna wykonać w temperalueze pokojowzj unika_jąc tym samym stosowania ciepła dla przeimany wodwrowęglanu ww węglan (por. reakcja 4 powyżej).

171 692

Korzystnie żywica jonowymienna jest słabo zasadową żywicą anionowymienną, najkorzystniej taką, w której zasadowość wynika z obecności grup aminowych, które mogą być grupami aminowymi pierwszorzędowymi i/lub drugorzędowymi i/lub trzeciorzędowymi. Najkorzystniej jako żywicę stosuje się usieciowaną żywicę akrylowa. Korzystnymi żywicami do stosowania według niniejszego wynalazku są zatem usieciowane żywice zawierające pierwszorzędowe i/lub drugorzędowe i/lub trzeciorzędowe grupy aminowe, które zapewniają żywicy żądaną zasadowość. Korzystnie żywica nie zawiera w jakimkolwiek znaczącym stopniu czwartorzędowych grup amoniowych.

Oczywiście żywica będzie się zużywać przy ciągłym stosowaniu i byłoby oczywiście pożądane, by żywicę możnaby było okresowo regenerować. Korzystnie, żywicajest taką żywicą, którą można regenerować jonami wodorotlenowymi i zatem korzystne żywice cechują się zasadowością pośrednią między jonem wodorowęglanowym a jonami wodorotlenowymi. Jony wodorotlenowe mogą być dostarczane dogodnie przez zawiesinę mleka wapiennego. Korzystnie sposób według wynalazku obejmuje ponadto etap regenerowania żywicy zawiesiną mleka wapiennego. Jeśli żywica ma być zregenerowana przez zawiesinę mleka wapiennego, to wtedy żywica winna być taką żywicą, która podczas reakcji wytwarzania węglanu metalu alkalicznego nie zatrzymuje w żadnym znacznym stopniu jonów siarczanowych (które mogą być obecne w roztworach zawierających chlorek metalu alkalicznego i wodorowęglan), ponieważ te jony przyczyniałyby się podczas regeneracji do tworzenia osadów nierozpuszczalnego siarczanu wapniowego. Wyżej wymieniane, usieciowane żywice akrylowe z pierwszorzędowymi, drugorzędowymi i/lub trzeciorzędowymi grupami aminowymi spełniają te wymagania.

W trakcie regeneracji w żywicy będą istnieć inne warunki osmotyczne w porównaniu z tymi, jakie występują w sytuacji, gdy żywica jest stosowana do wytwarzania węglanu. Żywica winna być zatem odporna na cykliczne zjawiska osmotyczne, które mogłyby wystąpić w przemiennych etapach tworzenia węglanów i regeneracji żywicy.

Żywicą odpowiednią dla stosowania w niniejszym wynalazku jest słabozasadowa akrylowa żywica anionowymienna dostępna pod nazwą Purolite A-835. Żywica ta jest polecana dla stosowania do demineralizacji wody zawierającej substancje organiczne i ustalono, że przy stosunkowo dużych siłach jonowych, przy których sposób według niniejszego wynalazku będzie w normalnym przypadku realizowany, żywica ta dokona żądanej przemiany wodorowęglanu w węglan równocześnie korzystnie zatrzymując jony chlorkowe.

Inne żywice przydatne obejmują Purolite A845, Dianon WA10, Amberlite IRA67 oraz Amberlite IRA 68.

Wodorowęglan metalu alkalicznego zastosowany jako materiał wyjściowy dla sposobu według niniejszego wynalazku można otrzymać typowym sposobem przez przereagowanie części roztworu węglanu sodowego z CO2 dla regeneracji roztworu wodorowęglanu, który można przepuścić przez żywicę ponadto z roztworem chlorku metalu alkalicznego dla wytworzenia węglanu. CO2 można otrzymać przez kalcynację węglanu wapniowego, w którym to przypadku wytworzony CaO można użyć w wytwarzaniu zawiesiny mleka wapiennego dla regeneracji żywicy. Jest zatem możliwe przedstawienie całkowitego procesu (w zastosowaniu do wytwarzania węglanu sodowego) przebiegającego zgodnie z następującymi równaniami, w którym stała żywica ma trzeciorzędowe grupy aminowe (R3N) ciepło

a. CaCO3 —> CaO + CO2

b. C_aO + H₂O -> C_a (OH)₂

c. 2R₃N + 2N_aHCO₃ + 2N_aCl -> 2R₃N.HCl + 2N_a2CO₃

d. N_a ³CO₃ + CO₂ + H+O -a 2NaHCO_{3 e}. 2R₃N.HCl C C_a(OH)₂ -> 2R₃N + C_aCl₂ + 2H₂O

W powyższym schemacie jedynie część NaCO₃ wytworzonego w reakcji (c) jest przeprowadzana do reakcji (d) dla regeneracji NaHC0₃.

Sposób według niniejszego wynalazku zastosowany dla wytwarzania roztworu węglanu sodowego można dogodnie przeprowadzać w połączeniu z konwencjonalną metodą amoniakalnej produkcji sody dla dostarczenia reagenta oczyszczającego solankę (tj. roztworu węglanu sodowego). Taki roztwór węglanu sodowego nie wymaga oczyszczenia dla usunięcia jonów chlorkowych i/lub jonów siarczanowych przed użyciem do oczyszczenia solanki. Roztwór węglanu sodowego może być również użyty do oczyszczania solanki w innych zastosowaniach. Np. może być użyty do oczyszczania solanki stosowanej do wytwarzania soli stałej lub solanki stosowanej do wytwarzania chloru i sody kaustycznej.

Niniejszy sposób może być również zastosowany dla wytwarzania stałego węglanu sodowego. Np. wytworzony roztwór węglanu sodowego może być odparowany do suchości. Inną alternatywąjest działanie na roztwór węglanu sodowego dwutlenkiem węgla dla wytrącenia wodorowęglanu sodowego, następnie ogrzewanego dla otrzymania węglanu sodowego. Nie jest to koniecznie korzystny sposób wytwarzania stałego węglanu sodowego, lecz w pewnych okolicznościach może być sposobem najbardziej ekonomicznym. W każdym razie nasycanie dwutlenkiem węgla roztworu węglanu sodowego jest sposobem, którym można wytwarzać stały wodorowęglan sodowy i stały półtorawęglan sodowy, które same są produktami możliwymi do zbycia. Alternatywnie, można węglan sodowy ochłodzić dla wytrącenia węglanu sodowego w postaci jednego lub więcej hydratów, oddzielić i następnie, wedle potrzeby, przeprowadzić w postać bezwodną.

W dalszym ciągu niniejszego opisu, niniejszy wynalazek będzie opisany za pomocą przykładów z powołaniem się na załączony rysunek, który schematycznie przedstawia sposób według niniejszego wynalazku zastosowany w odniesieniu do wytwarzania reagenta oczyszczającego solanką w konwencjonalnej metodzie amoniakalnej produkcji sody.

W powołaniu się na załączony rysunek, kolumna 1 wypełniona żywicą jonowymienną 2 zatrzymującą chlorki jest zasilana nasyconym lub prawie nasyconym roztworem chlorku sodowego oraz roztworem lub zawiesiną wodorowęglanu sodowego (wytworzonego w saturatorze 3, patrz poniżej). Żywica 2 charakteryzuje się zasadowością większą niż w przypadku jonu wodorowęglanowego, lecz mniejszą niż zawiesiny wodorotlenku wapniowego (mleka wapiennego). Żywica 2 może być np. Purolitem N-835. W kolumnie 1 żywica 2 dokonuje przemiany wodorowęglanu sodowego i chlorku sodowego w węglan sodowy (według omawianego powyżej mechanizmu) tak, że wyciek z kolumny jest roztworem węglanu sodowego, być może zawierającym także jony chlorkowe i/lub siarczanowe.

Porcję eluatu wprowadza się na szczyt saturatora 3, u podstawy którego wprowadza się dwutlenek węgla, tak że w saturatorze 3 następuje przemiana węglanu sodowego w wodorowęglan sodowy, który jest zawracany do kolumny 1, jak to uwidoczniono. Ułamek eluatu wprowadzanego do saturatora 3 zależy od stopnia przemiany (w kolumnie 1) chlorku sodowego i wodorowęglanu sodowego w węglan sodowy. Przy 100% konwersji w węglan w kolumnie 1 (i przy 100% konwersji w wodorowęglan w saturatorze 3) połowa węglanu wapniowego wytworzonego w kolumnie 1 będzie wprowadzona do saturatora 3. Przy niższej przemianie w kolumnie 1 ilość węglanu wprowadzonego do saturatora 3 będzie odpowiednio większa.

Część eluatu nie wprowadzana do saturatora 3 jest przeprowadzana do etapu oczyszczania solanki w konwencjonalnej metodzie amoniakalnej produkcji sody. Oczyszczoną solankę można następnie poddać przetwarzaniu w metodzie amoniakalnej produkcji sody dla wytworzenia węglanu sodowego.

Zostanie uznany fakt, że żywica w kolumnie 1 ostatecznie ulegnie zużyciu. Regeneracji żywicy dokonuje się dogodnie przez przepuszczenie zawiesiny mleka wapiennego dla wytworzenia wycieku chlorku wapniowego. Zawiesinę mleka wapiennego otrzymuje się dogodnie na drodze kalcynacji węglanu wapniowego, otrzymując dwutlenek węgla, który jest wprowadzany do saturatora 3 oraz wapno (CaO), które jest gaszone dla otrzymania mleka wapiennego. Produkty kalcynacji można oczywiście otrzymać w etapie kalcynacji stosowanym w metodzie amoniakalnej produkcji sody.

Przykład 1. Kolumnę o średnicy 76 mm wypełniono 2782,6 g żelopodobnej słabozasadowej żywicy akrylowej PUROLITE A845 pod wodą. Żywicę otrzymano jako cząstki wielkości około 0,4-1,5 mm. Żywica była w formie czystej zasady.

Żywicę w kolumnie przemyto 9 litrami oczyszczonej solanki, w warunkach pokojowych, przez wprowadzenie solanki na szczyt kolumny i pozostawienie do spływania grawitacyjnie

171 692 przez kolumnę. Po przemyciu solanką roztwór opuszczający kolumnę miał skład 5,265 N chlorków i 0,032 N zasad. Było to równoważne roztworowi zawierającemu 308 g/l chlorku sodowego oraz 1,696 g/l węglanu sodowego.

Następnie na szczyt kolumny wprowadzono w sposób ciągły z szybkością 0,3-0,4 l/mm roztwór o temperaturze 30° zawierający chlorek sodowy i wodorowęglan sodowy oraz niewielkie ilości węglanu sodowego. Skład roztworu był następujący: 303,9 g/l chlorku sodowego (chlorek = 5,195N), 6,17 g/l tlenku sodowego (zasada=0,199 N) oraz 7,72 g/l dwutlenku węgla. Stosunek równoważników CO2/Na2O wyniósł 1,76; pH roztworu wyniosło 7,45. Roztwór opuszczający kolumnę zebrano i poddano analizie jak następuje.

Objętość roztworu wodnego	pH	Normalność zasady	Normalność chlorków	CO2 g/l	Stosunek równoważników COy/NaoO	Ilość nowo wytworzonej zasady (jako g NaOH)
1	10,00	0,302	5,06	6,53	0,98	4,17
1	10,05	0,356	5,13	7,56	0,97	6,14
1	10,13	0,366	5,09	7,58	0,94	6,59
1	10,15	0,366	5,13	7,68	0,95	6,53
1	10,15	0,364	5,12	7,59	0,95	6,47
1	10,15	0,366	5,13	7,93	0,98	6,53
1	10,14	0,366	5,13	7,82	0,97	6,53
1	10,12	0,366	5,12	7,84	0,97	6,54
1	9,98	0,364	5,12	7,81	0,98	6,47
1	9,91	0,364	5,11	7,59	0,95	6,48
1	9,88	0,364	5,12	7,56	0,94	6,47
10	9,05	0,348	5,14	7,59	0,99	58,21
13,1	8,12	0,272	5,155	7,63	1,28	37,61
10,25	7,81	0,224	5,195	7,78	1,58	9,87
17,45	7,72	0,208	5,185	7,67	1,68	6,31
15,85	7,50	0,200	5,195	7,55	1,72	0,61
Ogółem	181,53

W pierwszej kolumnie powyższej tablicy objętość roztworu wodnego jest wymiarem (w litrach) uzyskanym z kolumny dla celów analitycznych. Ilość nowo wytworzonej zasady (pierwsza kolumna w tablicy) obliczono według poniższego wzoru, dopuszczając możliwe efekty związane z rozpuszczaniem:

Nowo wytworzona ilość zasady = (AN2 - (AN 1 x ”©2· + 31)) 40

V V CNj + ANi);;

gdzie:

AN1 jest normalnością zasad roztworu wprowadzanego na kolumnę,

CN1 jest normalnością chlorków roztworu wprowadzanego na kolumnę,

AN2 jest normalnością zasad roztworu opuszczającego kolumnę,

CN2 jest normalnością chlorków roztworu opuszczającego kolumnę.

Liczba 40 występująca w powyższym równaniu jest oczywiście gramorównoważnikiem wodorotlenku sodowego.

171 692

Człon w wewnętrznych nawiasach w powyższym równaniu daje efektywną przeliczoną wartość początkowej normalności opartej na bilansie masowym sodu uwzględniając zmianę stężenia spowodowaną przez wyciąganie wody z roztworu przez żywicę.

Wartości AN1 oraz AN2 otrzymano przez miareczkowanie, odpowiednio, roztworu wprowadzanego i wyprowadzanego kwasem solnym.

Określenie nowowytworzona zasada oznacza ilość NaOH, która jest produktem efektywnie wytworzonym na żywicy, gdy ta ostatniajest przeprowadzana w formę chlorowodorku. Wytworzone jony wodorotlenowe reagują bezpośrednio z jakimkolwiek obecnym wodorowęglanem, a wartość nowowytworzona zasada jest miarą wydajności żywicy co do przemiany wodorowęglanu w węglan.

Obliczono, że żywica dokonywała przemiany chlorku sodowego w solance według równoważnika 6,52 g NaON na 100 żywicy (w stanie po otrzymaniu).

Następnie kolumnę przemyto dalszymi 9 litrami oczyszczonej solanki w sposób podobny do pierwszego przemycia. Po tym przemyciu roztwór wychodzący z kolumny zawierał 5,32 N chlorków oraz 0,022 N zasad.

Następnie kolumnę przemyto 8 litrami wody demineralizowanej przez wprowadzenie wody na szczyt kolumny i pozostawienie jej do spłynięcia grawitacyjnie. Po tym przemyciu roztwór wychodzący z kolumny zawierał mniej niż 0,001 N chlorków oraz mniej niż- 0,001 N zasad.

Żywicę jonowymienną w kolumnie fluidyzowano przez cyrkulowanie wody ze szczytu kolumny do dołu kolumny z szybkością około 0,5 litra/min. Do cyrkulującej wody wprowadzono 1,15 l zawiesiny wodorotlenku wapniowego (stężenie około 4N tzn. 150 g Ca(OH)2/l), i cyrkulowano przez złoże żywicy w ciągu 30 minut.

Następnie roztwór usunięto z kolumny i poddano analizie. Zdemineralizowaną wodę wprowadzono do kolumny, cyrkulowano przez kilka minut i usunięto. Kolumnę przemyto jeszcze dwukrotnie demineralizowaną wodą. Analiza przemywek dala następujące wyniki:

Objętość roztworu wodnego	pH	Normalność zasad	Normalność chlorków	Równoważnik NaOH chlorków (g)
9,15	11,19	0,051	0,3835	140,4
8,05	9,92	<0,001	0,095	30,6
20,00	9,79	<0,001	0,008	6,4
40,00	7,87	<0,001	0,005	8,0
Ogółem	185,4

Zatem w wyniku tego postępowania żywicę w pełni zregenerowano. W istocie obliczono regenerację 102%, co może oznaczać, że aktywowano pewne dodatkowe miejsca w porównaniu z poprzednią regeneracją.

Przykład 2. Zastosowano procedurę podobną do tej z przykładu 1 (w tej samej kolumnie) z tą różnicą, że zastosowano nieco różne objętości roztworów wodnych dla zapewnienia wyczerpania żywicy, a objętości solanki i wody do przemywania nieco zwiększono dla zapewnienia dokładniejszego przemycia.

Roztwór przeznaczony do przetwarzania zawierał 5,29 N chlorków, 0,176 N zasad oraz 6,9 g/l CO2, stosunek równoważników CO2/N2O = 1,78 pH 7,35. Roztwór podawano na kolumnę z szybkością 0,5-0,6 l/min.

Pierwsze kilka litrów roztworu opuszczającego kolumnę zawierało 5,18 N chlorków, 0,334 N zasad oraz stosunek równoważników CO2/Na2O = 0,94. Wyczerpanie kolumny było równoważne pojemności 6,84 g NaOH/100 g żywicy. Żywicę regenerowano zawiesiną wodorotlenku wapniowego.

Przykład ten pokazuje, że proces ten można powtarzać przy użyciu tej samej żywicy.

Przykład 3. Zastosowano podobną procedurę co w przykładzie 2 z następującymi wyjątkami.

Żywica jopowymieppa była żelopodobną słabo zasadową żywicą akrylową, Dianon WA10; po otrzymaniu ciężar wynosił 1740 g.

Roztwór przeznaczony do przetwarzania zawierał 5,26 N chlorków, 0,198 N zasad oraz 7,74 g/l CO2, stosunek równoważników CO2N2O = 1,78 oraz pH 7,11. Roztwór podawano na kolumnę z szybkością 0,22 do 0,67 l/min.

Pierwsze kilka litrów roztworu opuszczającego kolumnę zawierało 5,1N chlorków, 0,40N zasad oraz stosunek równoważników Co^/^O = 0,95. Wyczerpanie kolumny było równoważne pojemności 8,41 g NaOH/100 g żywicy. Żywicę regenerowano chlorkiem wapniowym, tak że cyrklujący roztwór wodny zawierał 2,29 N chlorków. Następnie dćsyrkuluJąsegć strumienia dodano 0,9 l zawiesiny wodorotlenku wapniowego otrzymując końcowy roztwór o zawartości 2,35 N chlorków oraz całkowitą zasadowość (rozpuszczalną i nierozpuszczalną) 0,032 N. Na podstawie użytych objętości ustalono, że stopień regeneracji żywicy wyniósł 95%.

Przykład ten pokazuje, że żywicę można regenerować w mocnych roztworach chlorku wapniowego; zatem stosowane objętości wycieku nie muszą być zbyt duże.

Przykład 4. Zastosowano podobną procedurę co w przykładzie 2 · z następującymi wyjątkami.

Żywica jonowymienna była mikroporowatą słabo zasadową żywicą akrylową, Purolite A835; po otrzymaniu ciężar wynosił 2090 g.

Roztwór przeznaczony do przetwarzania zawierał 5,16 N chlorków, 0,182 N zasad oraz 7,68 g/l CO2, stosunek równoważników CO2Na2O = 1,92 oraz pH 7,33. Roztwór podawano na kolumnę z szybkością 0,6 do 3,0 l/min.

Pierwsze kilka litrów roztworu zawierającego kolumnę zawierało 5,07 N chlorków, 0,31 N zasad oraz stosunek równoważników CO2Na2O = 0,99. Przy wyczerpaniu kolumny uzyskano równoważnik 110,1 g NaOH, co odpowiada 5,27 g NaOH/lcO g żywicy. Do regeneracji użyto 0,73 l zawiesiny wodorotlenku wapniowego (4 N tj. 150 g/l). Analiza wycieków i przemywek dała następujące wyniki:

Objętość roztworu wodnego	pH	Normalność zasady	Normalność chlorków	Równoważnik NaOH
				regenerowany	ogółem obecny
9,5	11,3	0,261	0,018	99,2	106,0
0,15	11,35	0,055	0,010	0,3	0,4
2,0	10,68	0,056	0,006	4,5	5,0
8,0	10,5	0,009	0,002	2,9	3,5
16,0	10,35	0,002	<0,001	1,3	1,3
Ogółem	108,2	116,2

Z wyników określono, że regeneracja żywicy stanowiła 98,3% pojemności.

Z zastosowanego wodorotlenku wapniowego:

92,6% użyto do regeneracji żywicy

6,8% było obecne w wycieku (chlorek wapniowy)

0,6% nie wyjaśnione (możliwa strata w postaci węglanu)

Powyższe liczby pokazują, że bardzo niewiele węglanu (o ile w ogóle) dochodzi do etapu regeneracji.

Przykład 5. Zastosowano podobną procedurę co w przykładzie 2 z następującymi wyjątkami.

Żywica jonowymienna była żelopodobną słabo zasadową żywicą akrylową, Amberlite IRA68; po otrzymaniu ciężar wynosił 3328 g.

171 692

Roztwór przeznaczony do przetwarzania zawierał 5,18 N chlorków, 0,184 N zasad oraz 7,64 g/l CO2, stosunek równoważników CO2/Na2O = 1,89 oraz pH 7,02; zawierał również 3,70 g/litr siarczanu, wyrażony jako SOą=. Roztwór podawano na kolumnę z szybkością około 1 litr/min.

Tak jak w przypadku innych żywic, pierwsze kilka litrów miało stosunek równoważników CO?/Na₂O = 0,98. 9-ty litr zawierał 5,08 N chlorków, 0,334 N zasad oraz stosunek równoważników CO2/Na2O = 1,08 i zawierał 3,71 g/litr SO4 =. Wyczerpanie kolumny było równoważne 7,49 g NaOH/100 g żywicy.

To ilustruje, że siarczan pozostaje w fazie solanki i nie przechodzi do etapu regeneracji.

Przykład 6. Zastosowano podobną procedurę co w przykładzie 2 z następującymi wyjątkami:

Żywica jonowymienna była makroporowatą słabo zasadową żywicą akrylową, Purolite A830; po otrzymaniu ciężar wynosił 2085 g.

Roztwór przeznaczony do przetwarzania zawierał 5,18 N chlorków, 0,154 N zasad oraz 6,38 g/l CO2, stosunek równoważników CO2Na2O = 1,88 oraz pH 6,78. Roztwór podawano na kolumnę z szybkością 0,5 do 2,0 l/min.

Pierwsze kilka litrów produktu z kolumny zawierało 5,08 N chlorków, 0,285 N zasad oraz stosunek równoważników CO2/Na2O = 0,93. Wyczerpanie kolumny było równoważne 4,93 g NaOH/100 g żywicy.

Przykład 7. Zastosowano podobną procedurę co w przykładzie 2 z następującymi wyjątkami:

Żywica jonowymienna była żelopodobną słabo zasadową żywicą akrylową, Amberlite IRA67; po otrzymaniu ciężar wynosił 3000 g.

Roztwór przeznaczony do przetwarzania zawierał 5,21 N chlorków, 0,18 N zasad oraz 6,28 g/l CO₂, stosunek równoważników CO2Na₂O = 1,59 oraz pH 7,9. Roztwór podawano na kolumnę z szybkością około 0,6 litra/min.

Pierwsze kilka litrów produktu z kolumny zawierało 5,07 N chlorków, 0,302 N zasad oraz stosunek równoważników CO2/Na2O = 0,94. Wyczerpanie kolumny było równoważne 8,52 g NaOH/100 g żywicy.

Przykład 8. Przykład ten ilustruje technikę wstępnej ewaluacji stosowaną do określenia, które żywice były przydatne w procesie. Wyniki przedstawiono dla różnych słabo zasadowych żywic akrylowych.

Żywica jonowymienna o ilości w zakresie od 100 do 200 g (w stanie wilgotnym po otrzymaniu) została dokładnie zważona, a następnie podziałano na nią wstępnie 5%' roztworem wodorotlenku sodowego dla zapewnienia, by żywica ta znajdowała się w postaci wolnej zasady, po czym przemyto starannie wodą zdemineralizowaną. Z żywicy usunięto wodę na powierzchni i przemyto co najmniej 2 ml oczyszczonej solanki na gram żywicy, by usunąć wodę z żywicy. Następnie żywicę zmieszano z około 9 ml solanki na gram żywicy i podziałano na nią gazowym dwutlenkiem węgla w warunkach pokojowych, mieszając aż do 90 minut. Roztwór usunięto z żywicy i poddano analizie.

Żywicę przemyto większą ilością wody dla usunięcia substratów reakcji, a następnie przemyto wodą dla usunięcia solanki do momentu, gdy ilość chlorków w przemywkach stała się zaniedbywalnie mała. Następnie żywicę zmieszano w ciągu 90 minut z nadmiarowymi ilościami zawiesiny wodorotlenku wapniowego. Zawiesinę odsączono, natomiast przesącz poddano analizie na chlorki dla określenia ilości jonów chlorkowych odzyskanych z żywicy.

Zbadano szereg słabo zasadowych żywic akrylowych, co dało następujące wyniki:

Typ żywicy	Dianon WA10	Amberlite IRA68	Amberlite IRA68	Amberlite IRA67	Purolite A830	Purolite A835
Oczyszczona solan ka	Chlorki ( nnrmalnnepj	5,21	5,30	5,16	5 22	5,30	5 32
	Zasady (normalność)	0,02	0,02	0,03		0,02	0,03
	SO4 (g/l)	3,71	3,77	3,74	3,74	3,75	3,70
Roztwór produktu	Chlorki (normalność)	5,15	5,04	5,12		5,30	5,20
	Zasady (normalność)	0,226	0,20	0,24	—	0,170	0,20
	CO2 (g/l)	7,92	8,44	9,08	-	5,19	7,51
	Stosunek równo- ważn. CO2/Na2O	1,59	1,92	1,72		1,39	1,71
	SO4=(g/l)	3,72	3,71	3,76	3,76	3,77	3,77
	g NaOH/100g żywicy	8,01	7,20	8,40	-	5,83	6,70
Regeneracja za pomocą	Chlorki (normalność)	0,253
Ca(OH)2	SO4=(g/l )równo	-	-	-	0,16	-	-
	ważna ilość g NaOH zregener /100g żywicy/	8.16	-

Przykład pokazuje skuteczność przeprowadzonej reakcji, skuteczność regeneracji przy użyciu mleka wapiennego (dlajednej żywicy) oraz los siarczanu w solance. Chociaż ten przykład nie jest w zgodności z niniejszym wynalazkiem, pokazuje próbę początkowego sortowania dla określenia żywic, które mogą być przydatne w sposobie według niniejszego wynalazku. Jeżeli żywica nie funkcjonuje w warunkach stosunkowo niskiego pH jakie były w tych próbach (np. pH 7-9), to nie będzie przydatna do zastosowania według niniejszego wynalazku.

Przykład 9. Niniejszy przykład ilustruje technikę oceny przy użyciu słabo zasadowych żywic jonowymiennych opartych na styrenie.

Wykonano procedurę doświadczalną taką jak w przykładzie 8 użyto kilka słabo zasadowych żywic jonowymiennych z kopolimerem styren - diwinylobenzen i otrzymano następujące wyniki:

Typ żywicy	Lcvatit MP62	Dowex 66	Purolite A107	Amberlite IRA94	Amberlite 93SP	Amberlyst A21
1		3	4	5	6	7	S '
Oczyszczona solanka	Chlorki (normalność)	5,28	5,28	5,38	5,35	5.33	5.32
	Zasady (normalność)	<0,001	<0,001	<0,001	<0,001	<0,001	<0,001
Zasady regenerowane podczas przemywania solanką g NaOH/100 g żywicy	0,12	0,86	0,24		0,61	0,45
Solanka produkt	Chlorki (normalność)	5,28	5,28	5,38	5,03	5,19	5,27
	Zasady (normalność)	0,02	0,008	0,012	0,03	0,01	0,04
	CO2 (g/l)	-	0,22	0,35	-	0,41	1,20

cd. przykładu 9

1	2	3 1	4	-----5	6	7-	8
	Stosunek równoważ. COz/NaiO		1,25	1,33		1,86	1,36
	g NaOH/lOO g żywicy	0,80	0,32	0,48	1,69	0,37	1,68
Ogółem g NaOH/100 g żywicy	0,92	1,18	0,72	1,69	0,98	2,13
Regeneracja za pomocą Ca(OH)2	Chlorki (normalność)	0,063	0,027		0,148		0,081
	równoważna ilość g NaOH zregener. /100 g żywicy/	0,92	0,75		1,86		1,65

Wykazano, że żywice są zbyt słabo zasadowe i jedynie mała część potencjalnej zdolności jonowymiennej da się wykorzystać. Wykazano również, że pewne z tak zwanych słabo zasadowych żywic zawierają część mocnych zasad i części tej w normalnym przypadku nie można zregenerować za pomocą mleka wapiennego.

Przykład 10. Przykład ten ilustruje technikę wstępnej oceny dla silnie zasadowych żywic jonowymiennych opartych na styrenie.

Około 300 g silnie zasadowej żywicy jonowymiennej, zważonej w stanie wilgotnym, jaki uzyskano po zamianie do OH', zmieszano w warunkach pokojowych z 0,3 l oczyszczonej solanki. Próbki roztworu analizowano co 10 minut do momentu uzyskania stałego wyniku. Zwykle osiągano to po 2-3 próbkach. Następnie żywicę przesączono i przemyto starannie wodą w celu usunięcia chlorków. Następnie żywicę ponownie przeprowadzono w stan zawiesiny w 0,35 l około 2,5 N zawiesiny wodorotlenku wapniowego (93,75 g/l) i mieszano w warunkach pokojowych. Ponownie pobierano próbki co 10 minut do momentu stałości wyników analizy próbek. Jeśli regeneracja okazywała się niepełna, dodawano więcej zawiesiny wodorotlenku wapniowego i powtarzano mieszanie i pobieranie próbek. Zwykle uzyskiwano w ten sposób pewną dodatkową regenerację żywicy.C0^2 (g/l)

Typ	żywicy	Dowex SBR	Amberlite IRA4000	Dowex 2	Amberlust A26	Amberlite IRA910	Amberlite IRA410	Dowex 21K	Amberlite IRA458
1	2	3	4	5	6	7	.8	9	Π5
Początko-	Chlorki N	5,26	5,22	5,22	5,22	5,22	5,22	5,22	5,22
wa solanka	Zasady N	0,025	<0,001	<0,001	<0,001	<0,001	<0,001	<0,001	<0,001
Solanka	Chlorki N	2,32	2,62	3,36	2,50	2,96	3,40	2,76	3,02
produkt	Zasady N g NaOH /100 g ży-	1,32	1,175	0,57	0,83	0,67	0,865	1,08	1,01
	wicy	7,57	6,00	3,78	4,69	3,58	4,08	4,76	4,02
Regeneracja 1	Chlorki N ogółem	0,063	0,054	0,192	0,039	0,160	0,156	0,059	0,076
	Zasady N Równo- ważn. g NaOH /100 g ży-	2,20	2,33	1,86	2,36	1,72	2,10	2,48	2,32
	wicy	0,98	0,25	1,60	0,17	0,80	0,95	0,22	0,29

cd. przykładu 10

1	' 2	3		-5	6	7	8	9	-10
Regenera-	Chlorki N	0,046	0,036	0,109	0,037	0,128	0,087	0,044	0,047
cja 2	ogółem Zasady N	2,10	2,35	2,21	2,18	2,08	2,40	2,68	2,60
	Równo- ważn. g NaOH /100 g żywicy	1,51	0,44	1,91	0,45	1,09	1,20	0,46	0,48

Przykład 11. Kolumnę o średnicy 25 mm wypełniono 200 g słabo zasadowej żywicy PUROLITE A845, zważonej w postaci jak po otrzymaniu. Żywicę przemyto wstępnie nadmiarowym roztworem zawierającym 5% wodorotlenku sodowego, by zapewnić przemianę do postaci wolnej zasady. Następnie zasadę przepłukano 400 ml roztworu zawierającego 294,5 g KCl na litr (3,95 N w odniesieniu do Ci). Kolumnę w warunkach pokojowych zasilano z szybkością 20 ml/mieszaninę roztworem zawierającym 262,4 g KCl na litr (3,52 N w odniesieniu do chlorków), oraz 39,24 g na litr wodorowęglanu potasowego (0,392 N w odniesieniu do zasad). Roztwór opuszczający kolumnę poddawano analizie co 200 ml otrzymując następujące wyniki:

Próbka numer	Normalność zasad	Normalność chlorków	CO2 g/litr	Równoważnik CO2/K2O	g KOH wytworz. przez żywicę
1	0,620	3,41	13,6	1,00	2,42
2	0,610	3,46	16,0	1,19	2,26
3	0,580	3,41	16,8	1,32	2,02
4	0,565	3,42	16,7	1,34	1,86
5	0,520	3,47	16,2	1,42	1,35
6	0,500	3,44	16,8	1,53	1,18
7	0,475	3,46	17,2	1,65	0,90
8	0,455	3,46	17,4	1,74	0,70
9	0,440	3,47	17,1	1,77	0,54
10	0,425	3,48	16,8	1,80	0,38
11	0,415	3,50	17,7	1,94	0,28
12	0,410	3,51	17,9	1,98	0,19
13	0,405	3,52	17,7	1,99	0,13
14	0,400	3,52	17,5	1,99	0,08
15	0,400	3,53	17,5	1,99	0,07
Ogółem wytworzony KOH =	14,36

Ogółem wytworzony KOH/100g żywicy = 7,18 g.

Przykład 12. Zastosowano tę samą procedurę postępowania jak w przykładzie 11 z tym, że wodorowęglanowy roztwór zasilający kolumnę miał następujący skład: 246 g KCl na litr (3,30 N w odniesieniu do Cl), 48,04 g K2O na litr (1,02 N w odniesieniu do zasad), oraz

40,50 g dwutlenku węgla na litr; stosunek równoważników CO2/K2O był równy 1,80. Roztwór opuszczający kolumnę poddawano analizie co 100 ml otrzymując następujące wyniki:

Próbka numer	Normalność zasad	Normalność chlorków	CO2 g/litr	Równoważnik CO2/K2O	g KOH cj — ~ — wytworz. przez żywicę
1	1,18	3,22	27,3	1,05	0,79
2	1,36	3,18	33,3	1,11	1,61
3	1,26	3,21	33,8	1,22	1,15
4	1,16	3,25	38,0	1,49	0,67
5	1,16	3,25	39,7	1,56	0,67
6	1,18	3,20	45,3	1,74	0,82
7	1,26	3,19	43,1	1,55	1,17
8	1,20	3,22	44,4	1,68	0,88
9	1,24	3,18	39,6 _	1,45	1,10
Ogółem wytworzony KOH =	8,86

Ogółem wytworzony KOH/100 g żywicy = 4,43 g, lecz żywica nie doszła jeszcze do punktu wyczerpania.

171 692

Na₂CO₃ («,Ι

Procaβ wytwarzania sody metodą amoniakalną

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania węglanu metalu alkalicznego obejmujący przepuszczenie, w warunkach wytwarzania węglanu, roztworu wodnego lub zawiesiny chlorku metalu alkalicznego przez stałą żywicę jonowymienną, która w środowisku wodnym zatrzymuje chlorki i odzyskanie wodnego roztworu lub zawiesiny węglanu metalu alkalicznego z żywicy, znamienny tym, że stosuje się żywicę, która w środowisku wodnym ma zasadowość większą niż jon wodorowęglanowy, ale mniejszą niż zawiesina mleka wapiennego i że stosuje się wymieniony roztwór lub zawiesinę chlorku metalu alkalicznego zawierającą wodorowęglan metalu alkalicznego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako żywicę stosuje się usieciowaną żywicę akrylową.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym że jako żywicę stosuje się żywice zawierające grupy aminowe pierwszorzędowe i/lub drugorzędowe i/lub trzeciorzędowe, które zapewniają żywicy żądaną zasadowość.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap regenerowania żywicy zawiesiną mleka wapiennego.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część roztworu lub zawiesiny węglanu metalu alkalicznego poddaje się reakcji z dwutlenkiem węgla z wytworzeniem wodorowęglanu metalu alkalicznego do zastosowania w reakcji.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako żywicę stosuje się żywicę nie zatrzymującą jonów siarczanowych.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako metal alkaliczny stosuje się sód.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako żywicę jonowymienną stosuje się żywicę słabozasadową.
9. 9. Sposób wytwarzania węglanu sodowego obejmujący etapy:

   (i) ogrzewanie węglanu wapniowego dla wytwarzania CaO oraz CO2, (ii) działanie na CaO z etapu (i) wodą z wytworzeniem zawiesiny mleka wapiennego, oraz (iii) przepuszczenie, w warunkach wytwarzania węglanu, roztworu wodnego lub zawiesiny chlorku sodowego przez stałą żywicę jonowymienną, która w środowisku wodnym zatrzymuje chlorki i odzyskanie wodnego roztworu lub zawiesiny węglanu metalu alkalicznego z żywicy (iv) prowadzenie okresowej regeneracji żywicy zawiesiną mleka wapiennego otrzymanego w etapie (ii), znamienny tym, że stosuje się żywicę, która w środowisku wodnym ma zasadowość większą niż jon wodorowęglanowy, lecz mniejszą niż zasadowość zawiesiny mleka wapiennego i że stosuje się roztwór lub zawiesinę chlorku sodu zawierającą wodorowęglan sodu X, a część zawiesiny otrzymanego węglanu sodu poddaje się reakcji z dwutlenkiem węgla wytworzonym w etapie (i) z wytworzeniem wodorowęglanu sodu, który następnie kieruje się do etapu (iii).