PT86077B

PT86077B - Processo para a separacao de graos de bicarbonato de um metal alcalino de uma pelicula liquida de cloridrato de um base organica azotada absorvida a sua superficie e processo para a producao de bicarbonato de um metal alcalino

Info

Publication number: PT86077B
Application number: PT86077A
Authority: PT
Inventors: Claude Breton; Leon Niname
Original assignee: Solvay
Priority date: 1986-11-05
Filing date: 1987-11-04
Publication date: 1990-11-20
Also published as: DE3780759D1; CN1012892B; FR2605892B1; EP0266831A1; ATE78797T1; CN87107296A; DE3780759T2; FR2605892A1; JPS63134514A; PT86077A; EP0266831B1; ES2033811T3

Description

A presente invenção refere-se a um processo para separar grãos de bicarbonato de metal alcalino de uma película líquida de cloridrato de uma base orgânica azotada que os impregna.

Conhece-se já uma técnica para a fabricação de bicarbonato de sódio segundo a qual se mistura uma solução aquosa de cloreto de sódio e uma solução orgânica de uma amina insolóvel em água, se trata a mistura resultante com um gás contendo anidrido carbónico, seguidamente subraete-se a mesma a uma decantaçao para separar uma suspensão aquosa de bicarbonato de sódio e una solução orgânica de cloridrato da amina. A suspensão aquosa e em seguida submetida a uma decantação ou a uma filtração para extrair dela o bicarbonato de sódio sólido que ela contém e a solução orgânica é tratada para regenerar a amins,

que è reciclada no processo (Patente GB-A-l 0B2 436 (KAISER ALUMINUM & CHEMICAL CDRPCRATION), pág. 2, linhas 105 a 125; Central Patents índex, Basic Abstracts Journal, secção E, Week T. 49, Derwent Publication Ltd., Londres, Resumo 7043OT-E; Pedido de patente JP-A-7241237 (Israel Mining Inds. Inst. Res. &, Dev.)) * bicarbonato de sódio recolhido na sequência deste processo conhecido apresenta-se geralmente no estado de grãos que estão impregnados de uma película de adsorção da solução organica de cloridrato da amina. A presença desta película constitui um inconveniente, visto que reduz a qualidade do bicarbonato de sódio e acarreta uma perda de amina.

A invenção remedeia este inconveniente fornecendc um processo que permite recuperar de maneira eficaz e económica o cloridrato de uma base orgânica azotada, nomeadamente o cloridrato da amina, adsorvido sobre os grãos de bicarbonato do metal alcalino, e que permite produzir, simultaneamente, bicarbonato de metal alcalino de qualidade melhorada.

Como consequência a invenção refere-se a um processo para separar grãos de bicarbonato do metal alcalino de uma película do cloridrato líquida de uma base orgânica azotada adsorvida à sua superfície; de acordo com a invenção dispersam-se os grãos num banho aquoso e submete-se a suspensão aquosa resultante, sucessivamente, a uma turbulência e depois a uma decantação.

No processo de acordo com a invenção a base orgânica azotada é por definição qualquer reagente orgânico azotado insolúvel em água que apresenta um caracter básico suficiente para reagir com o cloreto de hidrogénio, formando □ cloridrato da base. Q líquido pode ser constituído pelo cloridrato da base

orgânica azotada tal qual, quando esta é norrnalmante líquida nas condições de realização do processo. Como variante pode ser uma solução do cloridrato num dissolvente apropriado, de preferência um dissolvente orgânico. Como regra geral è vantajoso escolher a natureza e a quantidade do dissolvente de modo que o líquido apresente uma viscosidade que não exceda 3 centipoises, de preferencia 1,5 centipoises, nas condições de realização do processo. Ds exemplos de dissolventes orgânicos utilizáveis no âmbito da invenção são o xileno, butilbenzenos, metiletilbenzenos e mais particularmente o white spirit e os dissolventes comerciais conhecidas pelas marcas ISOPAR (Esso) que á uma mistura de isoparafinas, SGLVESSO (Esso) que é uma mistura de compostos aromáticos, SHELL50L AB (Shell) que á ume mistura ds compostos aromáticos, e SHELLSOL K, que á uma mistura de compostos alifáticos.

A película líquida e uma camada delgada, contínua ou descontínua, de líquido adsorvida sobre os grãos.

De acordo com a invenção os grãos impregnadas da película líquida do cloridrato de uma base orgânica azotada são dispersos num banho aquoso e a suspensão aquosa assim obtida e submetida a uma turbulência e depois a uma decantação.

D banho aquoso pode ser a água ou uma solução aquosa. No caso de uma solução aquosa esta deve de preferência ser inerte quimicamente face ao bicarbonato de metal alcalino nas condições de trabalho. Pode ser, por exemplo, urna solução aquosa de cloreto do metal alcalino. Prefere-se utilizar uma solução aquosa de bicarbonato de metal alcalino, de preferencia uma solução saturada.

banho aquoso deve ser utilizado em quantidades suficientes para permitir urna dispersão fácil e eficaz dos grãos

Q

de bicarbonato de metal alcalino, evitando a formação de aglomerados» Convém no entanto evitar uma quantidade excessiva de banho, que ocasionaria um volume excessivo e necessitaria de um gasto excessivo de energia na face posterior de realização da turbulência. A quantidade óptima de banho a utilizar depende com efeito de diversos parâmetros, entre os quais figuram a natureza da banho e a distribuição granulometrica do bicarbonato de metal alcalino; pode ser determinada facilmente em cada caso partícula por um trabalho laboratorial de rotina.

A turbulência tem por função destacar a película líquida dos grãos de bicarbonato e dispersá-la no banho aquoso. Pode ser exercida por qualquer meiD adequado, por exemplo um agitador rotativo ou uma injecção de gás. A intensidade e a dura· çao da turbulência devem ser suficientes para destacar a película líquida dos grãos e dependem de diversos parâmetros, nomeadamente do diâmetro médio dos grãos, da natureza do líquido da película, da natureza da banho aquoso, das massas respectivas dos graos de bicarbonato de metal alcalino e do banho, assim como da temperatura. Podem ser determinadas facilmente em cada caso particular por um trabalho laboratorial de rotina.

A decantação que se segue á turbulência tem por função separar os graos de bicarbonato de metal alcalino de uma fase líquida contendo o cloridrato. Pode ser executada por gravidade ou por centrifugação. A seguir à decantação evacua-se a referida fase líquida s recolhem-se os grãos de bicarbonato de metal alcalino.

Por considerações de natureza económica o processe de acordo com a invenção é realizado com vantagem a baixas temperaturas, de preferência abaixo dos 602C, por exemplo entre 15 e 4QSC.

bicarbonato de metal alcalino recolhido depois da decantação está húmido; pode sor eventualmente submetido a uma operação posterior de secagem.

Uuma forma de realização particular do processo de acordo com a invenção os grãos de bicarbonato húmidos recolhidos depois da decantação sao dispersos num outro banho aquoso e a dispersão resultante e submetida sucessivamente a uma turbulência e a uma decantação, tal como foi descrito anteriormente. Esta forma de realização particular da invenção, que pode ser repetida em várias fases, aumenta a eficácia do processo.

C processo de acorda com a invenção aplica-se a todas as bases orgânicas azotadas, tais como foram definidas anteriormente, e particularmente as que são insolúveis em água, por exemplo às iminas insolúveis em água e aos seus derivados, aos sais de amónio quaternário insolúveis em água e às aminas e derivados aminados insolúveis em água; aplica-se particularmer te bem às aminas primárias, nomeadarnente às aiquilaminas primárias contendo 12 a 24 átomos de carbono na molécula, que têm um= aplicação interessante na produção de bicarbonato de sodio pela técnica das aminas anteriormente referida. Por outro lado o processo de acordo com a invenção aplica-se também com eficácia nos casos em que a película líquida dos grãos de bicarbonato compreende urna mistura da base orgânica azotada e do cloridrato da referida base, par exemplo uma mistura compreendendo entre 30 e 70/í em peso da base e entre 70 e' 30^ci de cloridrato.

processo de acordo com a invenção tem uma aplicação interessante no tratamento de grãos de bicarbonato de sódio obtidos pela técnica das aminas, anteriormente descrita.

A invenção refere-se icualmente também a um processo para a prddução de bicarbonato de metal alcalino, segundo o qual se trata o cloreto de metal alcalino na presença de água com um gás contendo anidrido carbónico e uma base orgânica azotada insolúvel em água, se submete a mistura reactiva a uma decantação para recolher, por um lado, uma fase aquosa compreendendo uma suspensão aquosa de bicarbonato de metal alcalino e, por outro lado, uma fase orgânica compreendendo clcridrato da base orgânica azotada, e se trata a fase aquosa para extrair dela □ bicarbonato de metal alcalino sólido que ela contám e umas águas-mães; de acordo com a invenção o bicarbonato de metal alcalino sólido é submetido a uma turbulência num banho aquoso e depois a suspensão aquosa resultante é submetida a uma decanta ção, como se expos anteriormente.

As particularidades e os pormenores da invenção vão salientar-se na descrição seguinte dos desenhes anexos.

A figura 1 representa o esquema geral de uma instalação para a produção de bicarbonato de sódio utilizando uma forma de realização particular do processo de acordo com a invenção.

As figuras 2, 3 e 4 representam formas de realização modificadas da instalação da. figura 1.

Nestas figuras utilizararn-se notaçDes de referencia iguais para elementos idênticos.

A instalação representada na figura 1 compreende uma câmara de cristalização 1 que é alimentada continuamente com uma solução aquosa sensivelmente saturada de cloreto de sódio ou uma calda aquosa de cloreto de sódio 2, um líquido orgânico 3 compreendendo uma amina primária insolúvel na solução aquosa de cloreto de sódio, e um gás contendo anidrido carbónico 4» 0 líquido orgânico 3 pode ser por exemplo uma solução a 5C% em peso

em xileno da alquilamina primária conhecida pela marca PRIMENE JMT (Rohm & Haas) que contém entre 18 e 24 átomos de carbono na molécula.

Como variante o líquido orgânico pode ser uma alquilamina primária líquida contendo menos de 18 átomos de carbono na sua molécula, utilizada tal qual, nao dissolvida num dissolvente, por exemplo a amina conhecida pela marca PRIKENE 81R (Rohm Haas) cuja molécula contém entre 12 e 14 átomos de carbono.

C gás 4 è de preferência rico em anidrido carbónico, contendo pelo menos 60% em peso de anidrido carbónico.

Na câmara de cristalização 1 o bicarbonato de sódio cristaliza e a amina é convertida em cloridrato de amina.

Retira-se da câmara de cristalização 1 um líquido 5 constituído por uma mistura de cristais de bicarbonato de sódio, umas águas-maes da cristalizaçao e uma fase orgânica contendo cloridrato de amina. 0 líquido 5 é transferido para ume câmara de decantação 6 onde se separa, por gravidade, por um lado a fase orgânica de cloridrato da amina 7 e, por outro lado; uma fase aquosa 8 contendo essencialmente uma suspensão aquosa de bicarbonato de sódio.

A fase aquosa de cloridrato de amina 7 é tratada de forma conhecida por si num dispositivo 9 para regenerar a amina, que é reciclada na câmara de cristalização 1.

A fase aquosa 8 é enviada a um dispositivo de secagem ou de filtração 10 onde se extrai dela, separadamente, bicarbonato de sódio nc estado de grãos 11 e umas águas-mães 12. Estas são recicladas na carnara de cristalização 1 depois de se

lhes adicionar cloreto de sódio,

3e acordo com a invenção o bicarbonato de sódio sólido 11 é introduzido numa câmara de malaxagem 13 com um banho aquoso 14 que pode ser por exemplo água, uma solução aquosa de cloreto de sódio ou, mais vantajosamente, uma solução aquosa de bicarbonato de sódio. A mistura á submetida a uma turbulência viva na câmara 13, por exemplo por meio de uma ou várias hélices, A mistura resultante 15 é em seguida transferida para uma câmara de decantação 16 onde se opera por decantação a separação de uma fase orgânica 17, que se recicla na fase orgânica 7, e de uma fase aquosa 18 que se envia a um dispositivo de secagem ou de filtraçao 19.

Recolhe-se do dispositivo 19 por um lado cristais de bicarbonato de sódio 20 e, por outro lado, umas águas-mães 21 que se reciclam na câmara de cristalização 1.

Os cristais de bicarbonato de sódio 20 são transferidos para um filtro 22 onde são submetidos a uma corrente de água de lavagem 23,

D bicarbonato de sódio 24 recolhido do filtro 22 pode ser enviado a um forno de calcinação, não representado, para se produzir carbonato de sódio anidro»

A água recolhida da lavagem 25 e enviada a uma. câmara de cristalização 1, o* duma forma de realizaçao modificada do processo, com referencia à figura 2, a fase aquosa 8 separada da fase orgânica 7 á enviada tal qual, directamente à carnara de malaxagem 13, onde é submetida a uma viva turbulência, A mistura resultante 15 é em seguida tratada da forma descrita anteriormente com referencia à fig. 1

Na forna de realização representada na fig. 3 os grãos de bicarbonato de sódio 2C provenientes da câmara de decantação 19 sao transferidos para uma segunda camara de malaxagem 26 onde se introduz, por outro lado, a corrente de água 25 proveniente do filtra 22. Na câmara de malaxagem 26 o bicarbonato de sódio e a agua são submetidos a uma maceração enérgica e a suspensão aquosa resultante 27 é transferida para uma câmara de decantação 28 de onde se retiram, ssparadamente, uma solução aquosa 29 que se envia à câmara de cristalização 1, e graos de bicarbonato de sódio 30 que se enviam ao filtro 22, onde são tratados como já foi descrito anteriormente com referencia à fig. 1.

Numa forma de realização simplificada do processo representado na fig. 4 os grãos de bicarbonato de sódio 11 recolhidos do dispositivo de secagem ou de filtração 10, depois da carbonataçãc, são introduzidos directamente na câmara de malaxagem 26, onde são em seguida tratados como se descreveu acima com referencia à fig. 3.

exemplo cuja descrição se segue permite reconhe* cer o interesse da invenção.

Fez-se reagir uma solução aquosa aproximadamente saturada de cloreto de sódio, uma aniina ΡΠΙΜΕΝΕ 81R (mistura de aminas contendo 12 a 14 átomos de carbono na molécula) e anidrido carbónico, filtrou-se a suspensão aquosa resultante de bicarbonato de sódio e recolheram-se separadamente o bicarbonato de sódio sólido e as águas-mães. C! bicarbonato ds sódio sólido continha por kg 2 g de amina (no estaco de uma mistura da amina e do cloridrato da amina) e as águas-mães tinham a composição ponderai seguinte:

Na Cl

NaHCO :

Amina :

132 g/kg g/kg

1,4 g/kg.

De acordo com a invenção dispersou-se 1 kg de bicarbonato da sódio sólido em 4,25 kg das águas-mães e submeteu-se a dispersão resultante a una turbulência viva por meio de um agitador de hélice durante 3(1 minutos. Seguidamente deixou-se a mistura decantar durante 15 minutos para separar uma fase orgânica contendo a amina e uma fase aquosa. Recolheu-se a fase aquosa que se filtrou para extrair dela o bicarbonato de sódio sólido. Este apresentava um teor residual de amina de 0,35 g/kg.

Claims

REIVINDICAÇÕES _ is _

Processo para a separaçao de graos de bicarbonato de um metal alcalino de uma película líquida de cloridrato de uma base orgânica azotada adsorvida à sua superfície, caracterizado pelo facto de se dispersarem os grãos (11, 20) num banho aquoso (14, 25) e se submeter a suspensão aquosa resultante (15, 27) sucessivamente a uma turbulência (13, 26) e depois a una decantação (16, 28).

Processo de accrdo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de o banho aquoso (14) ser uma solução aquosa saturada de bicarbonato de um metal alcalino.

- 3ê .

Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado pelo facto de se submeterem os grãos de bicarbonato do metal alcalino (20, 30) recolhidos da decantação (16, 26) a uma lavagem com água (23).

- 4^ -

Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3 caracterizado pelo facto de o cloridrato da base organica azotada ser um cloridrato de arnina·

11 Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo facto de o cloridrato da base orgânica azotada ser o cloridrato de uma alquilamina primária compreendendo entre 12 e 24 átomos de carbono.

tal no

Processo para alcalino, segundo o qual 2), na presença de água, (4) e uma base orgânica ete a mistura reactiva a cloreto do metal alcalicontendo anidrido carboem água (3), se para recolher, •Ha urna suspensáooutro lado, uma por um lado, uma fase aquosa (6) compreendendo aquosa de bicarbonato de metal alcalino e, por base orgânica (7) compreendendo o cloridrato da base orgânica azotada, e se tratar a fase aquosa (8) para se extrair dela o bicarbonato de metal alcalino solido que ela contam e umas águas-mães, caracterizado pelo facto de se submstsr c bicarbonato de metal alcalino solido a um processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7.

Processo de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo facto de, para se extrair □ bicarbonato de metal alcalino solido da fase aquosa (8), se submeter esta sucessivamente a uma turbulência viva (13) e a uma decantaçao (16).

Processo de acordo com a reivindicação 7 caracterizado pelo facto de, antes de se submeter a fase aquosa (8) ã turbulência (13), se evacuar uma fracção das aguas-mães.

Processo de acordo com as reivindicações 7 ou 8 caracterizado pelo facto de se reciclarem as aguas-maes (21) na mistura reactiva.

Foram inventores Leon Ninane, belga, engenheiro civil electricista e ”f!aster of Sciences'¹, residente em Rue Laênnec, 1, F-54110 Zombasle-sur-Fieurthe, França; e Elaude Breton, francês, doutor engenheiro, residente em Rue Pierre Breton, 5, F-54110 jombasle-sur-Heurthe, França.