RU2820127C1 - Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства - Google Patents

Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства Download PDF

Info

Publication number
RU2820127C1
RU2820127C1 RU2023120231A RU2023120231A RU2820127C1 RU 2820127 C1 RU2820127 C1 RU 2820127C1 RU 2023120231 A RU2023120231 A RU 2023120231A RU 2023120231 A RU2023120231 A RU 2023120231A RU 2820127 C1 RU2820127 C1 RU 2820127C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
processing
distillation liquid
electrolyzer
ammonia
Prior art date
Application number
RU2023120231A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Алексеевич Быковский
Людмила Николаевна Пучкова
Надежда Николаевна Фанакова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2820127C1 publication Critical patent/RU2820127C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к области переработки дистиллерной жидкости, образующейся в производстве кальцинированной соды по аммиачному методу. Фильтрат, содержащий хлорид натрия, полученный после обработки дистиллерной жидкости гидроксидом натрия и отделения осадка гидроксида кальция, подвергают электрохимической переработке в четырехкамерном электролизере с катионообменными и анионообменными мембранами. Процесс ведут при мембранной плотности тока до 1000 А/м2 и с удельными затратами электричества до 3,4 ГДж/м3 с извлечением NaCl до 98%. Изобретение обеспечивает переработку дистиллерной жидкости без получения газообразного хлора. 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к области переработки дистиллерной жидкости, образующейся в производстве кальцинированной соды по аммиачному методу. На 1 т кальцинированной соды после регенерации аммиака образуется до 9 м3 дистиллерной жидкости, содержащей около 100 г/л CaCl2, около 50 г/л NaCl и другие примеси. (Д.А. Кузнецов и др. Общая химическая технология. - М, Высшая школа, 1970. - 344 с., стр. 141.)
Известен способ получения безводного пероксида кальция, где в качестве исходного сырья используют дистиллерную жидкость - отход производства кальцинированной соды, включающий 82,13÷142,07 г/л CaCl2, 45,26÷68 г/л NaCl, 0407÷1,78 г/л Са(ОН)2, 0,46÷0,624 г/л СаСО3, 0,784÷1,21 г/л Na2SO4, а также раствор аммиака и пероксид водорода. (Пат. №2341449 Россия, МПК С01В 15/043 Способ получения безводного пероксида кальция / Е.И. Бахонина, И.Х. Бикбулатов, А.Ю. Бакиев, P.P. Даминев, P.P. Насыров, Ф.Р. Опарина (Россия). Уфимский государственный нефтяной технический университет. - №2007119247/15; заявлено 23.05.2007.)
К недостаткам этого способа можно отнести необходимость использования таких реагентов как пероксид водорода и раствор аммиака. Кроме того, в производстве пероксида кальция по этому методу образуется значительное количество сточных вод, содержащих хлориды аммония и натрия.
Известен способ переработки дистиллерной жидкости - использование ее после подготовки для закачки в нефтяные скважины с целью поддержания пластового давления. Подготовка дистиллерной жидкости включает следующие операции:
- разбавление дистиллерной жидкости водой для снятия пересыщения по гипсу;
- карбонизация дистиллерной жидкости газом известковых печей в присутствии ретурного шлама;
- отстаивание и транспортирование прокарбонизованной дистиллерной жидкости для закачки в нефтяной пласт. (И.Д. Зайцев, Г.А. Ткач, Н.Д. Стоев Производство соды. - М., Химия, 1986. - 312 с, стр. 198-201.)
К недостаткам этого способа следует отнести необходимость расположения производства соды в районе добычи нефти.
Известен способ переработки дистиллерной жидкости с получением хлорида кальция (Г.А. Ткач, В.П. Шапорев, В.М. Титов Производство соды по малоотходной технологии. - Харьков, ХГПУ, 1998. - 429 с., стр. 359-368). В дистиллерную жидкость после карбонизации и отстоя добавляют затравку из активного ангидрита CaSO4 для предотвращения инкрустирования теплопередающих поверхностей выпарной батареи. Осветленная дистиллерная жидкость с затравкой подается в первую выпарную батарею, где упаривается до содержания 18% CaCl2. Частично упаренная и осветленная от затравки дистиллерная жидкость направляется на вторую выпарную установку, где концентрируется до 38% по CaCl2. При этом выделяется основная масса NaCl. Суспензия NaCl в 38% растворе CaCl2 после отстоя центрифугируется и твердый NaCl направляется потребителям или возвращается в производство соды. Осветленный 38% раствор CaCl2 подается на вакуум-кристаллизационную установку, где концентрируется до 40% по CaCl2, причем в твердую фазу выделяется добавочное количество NaCl. Осветленный 40% раствор CaCl2 подается в выпарной аппарат, где упаривается до состояния плава (72% CaCl2). Плав CaCl2 после чешуирования, сушки и прокалки представляет собой готовую продукцию. Расходные нормы для получения 1 т хлорида кальция (67% CaCl2) составляют:
- дистиллерная жидкость, м3 7,3;
- газ известковых печей, м3 96,6;
- вода оборотная, м3 162;
- пар, ГДж 16,4;
- электроэнергия, МДж 410.
К основным недостаткам этого способа следует отнести многостадийность производства, сложное технологическое оборудование, использование газа известковых печей и большие энергозатраты. Так на переработку 1 м3 дистиллерной жидкости по этой технологии необходимо 13,2 м3 газа известковых печей и 2,31 ГДж энергии.
Наиболее близким к заявляемому, т.е. прототипом, является способ переработки дистиллерной жидкости (Пат. №2476386 Россия, МПК C02F 9/06, C01D 7/18 Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства/ Н.А. Быковский, P.P. Даминев, Л.Р. Курбангалеева, Н.Н. Фанакова (Россия). Уфимский государственный нефтяной технический университет.- №2011138179/05; заявлено 16.09.2011), включающий ее обработку гидроксидом натрия при мольном отношении CaCl2:NaOH, равном 1:2-2,25, получающийся осадок гидроксида кальция отфильтровывают, а фильтрат подвергают электрохимической переработке в двухкамерном электролизере с катионообменной мембраной при плотности тока 350-1400 А/м2 с получением гидроксида натрия и хлора.
Основным недостатком этого способа является получение в процессе электрохимической обработки газообразного хлора, предполагающего организацию технологии его утилизации.
Технической проблемой изобретения является разработка способа переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства без получения газообразного хлора.
Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что в способе переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства, включающем обработку дистиллерной жидкости гидроксидом натрия, отделение осадка гидроксида кальция посредством фильтрации и электрохимическую переработку фильтрата, содержащего хлорид натрия, согласно изобретению электрохимическую переработку фильтрата осуществляют в четырехкамерном электролизере с катионообменными и анионообменными мембранами при мембранной плотности тока 300-1000 А/м2 с получением гидроксида натрия в катодной камере и соляной кислоты в камере, соседней с анодной, причем фильтрат загружают в камеру, соседнюю с катодной, а в анодную камеру загружают слабый (преимущественно 0,1 н) раствор серной кислоты.
На фигуре представлен общий вид электролизера.
Способ переработки дистиллерной жидкости осуществляется следующим образом. В катодную камеру (камера 1) помещают дистиллированную воду или слабый (преимущественно 0,1 н) раствор гидроксида натрия. Последний служит для создания в катодной камере начальной проводимости. В камеру электролизера, соседнюю с катодной (камера 2), помещают фильтрат, полученный после обработки дистиллерной жидкости гидроксидом натрия. В камеру электролизера, соседнюю с анодной (камера 3), помещают слабый (преимущественно 0,1 н) раствор соляной кислоты. В анодную камеру (камера 4) электролизера помещают слабый раствор (преимущественно 0,1 н) серной кислоты. Катодная 1 и анодная 4 камеры электролизера разделены катионообменными мембранами (К), а между камерами 2 и 3 электролизера расположена анионообменная мембрана (А). В электрическом поле, создаваемом в электролизере при подаче напряжения на электроды, происходит перенос ионов натрия из камеры 2 через катионообменную мембрану в катодную камеру 1 электролизера, а ионов хлора через анионообменную мембрану - в камеру 3 электролизера. Дальнейшему движению ионов хлора к аноду препятствует катионообменная мембрана, разделяющая камеру 3 и анодную камеру 4 электролизера. На электродах происходит разложение воды. На катоде этот процесс протекает с выделением газообразного водорода и образованием ионов ОН-
а на аноде вода разлагается с выделением газообразного кислорода и образованием ионов Н+
Ион водорода мигрирует в камеру 3 электролизера через катионообменную мембрану и запирается в ней анионообменной мембраной. Таким образом, из камеры 2 происходит извлечение ионов и натрия и хлора. В катодной камере 1 электролизера происходит концентрирование гидроксида натрия, а в камере 3, соседней с анодной концентрируется соляная кислота. Электрохимическую обработку проводят при плотности тока 300-1000 А/м2.
Пример 1
Исследовано извлечение ионов натрия и хлора из фильтрата, полученного после обработки дистиллерной жидкости гидроксидом натрия и извлечения осадка гидроксида кальция в электролизере, представленном на чертеже, где К - катионообменная мембрана марки МК-40, А - анионообменная мембрана марки МА-40 с рабочей поверхностью 14,1 см2. Перед опытом в катодную камеру (камера 1) заливали 60 мл 0,1 н раствора NaOH, в камеру, соседнюю с катодной (камера 2), заливали 60 мл фильтрата, содержащего 171,3 г/л NaCl. Фильтрат получен после обработки дистиллерной жидкости гидроксидом натрия и отделения осадка гидроксида кальция. В камеру, соседнюю с анодной (камера 3), заливали 60 мл 0,1 н раствора HCl. В анодную камеру (камера 4) заливали 60 мл 0,1 н раствора H2SO4. Во всех опытах через электролизер пропускали одинаковое количество электричества, равное 4,5 А⋅ч.
Результаты опытов представлены в таблице 1.
В процессе электрохимической переработки фильтрата происходит извлечение хлорида натрия из камеры электролизера, соседней с катодной (камера 2). В катодной камере (камера 1) происходит концентрирование гидроксида натрия, а в камере, соседней с анодной (камера 3), происходит концентрирование соляной кислоты. При этом выход по току обнаруживает тенденцию к уменьшению с ростом мембранной плотности тока, изменяясь от 82,7% до 78,6% при изменении мембранной плотности тока от 354 А/м2 до 1415 А/м2. Следует отметить, что при увеличении мембранной плотности тока более, чем 1000 А/м2, происходит значительный разогрев растворов в камерах электролизера, потому электрохимическую переработку фильтрата следует проводить при плотностях тока не выше 1000 А/м2.
Пример 2
Для определения максимальной концентрации гидроксида натрия и соляной кислоты в растворах, образующихся в катодной (камера 1) и в камере, соседней с анодной (камера 3) электролизера, соответственно, поставлена серия опытов, в которых в катодной камере (камера 2) циркулировал фильтрат, содержащий хлорид натрия, а в анодной камере (камера 4) циркулировал раствор серной кислоты. Объемы циркулирующих растворов равнялись по 1 л каждый. Растворы гидроксида натрия и соляной кислоты, генерируемые в соответствующих камерах электролизер, по мере накопления, покидали камеры и собирались в емкостях. Рабочая поверхность каждой мембраны составляла 30 см2. Концентрации растворов, используемых в эксперименте, были такими же, как и в примере 1. Результаты опытов представлены в таблице 2.
Наличие хлора в катодной камере (камера 1) и натрия в камере, соседней с анодной (камера 3), не обнаружено. Энергозатраты на процесс электрохимической переработки дистиллерной жидкости сопоставимы с энергозатратами при переработке дистиллерной жидкости с получением хлорида кальция. При электрохимической переработке дистиллерной жидкости в четырехкамерном мембранном электролизере процесс протекает без образования газообразного хлора. Это исключает организацию процесса утилизации газообразного хлора. Получающаяся при этом соляная кислота может применяться в производственном процессе.

Claims (1)

  1. Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства, включающий обработку дистиллерной жидкости гидроксидом натрия, отделение осадка гидроксида кальция посредством фильтрации и электрохимическую переработку фильтрата, содержащего хлорид натрия, отличающийся тем, что электрохимическую переработку фильтрата осуществляют в четырехкамерном электролизере с катионообменными и анионообменными мембранами, процесс ведут при мембранной плотности до 1000 А/м2 и с удельными затратами электричества до 3,4 ГДж/м3 с извлечением NaCl до 98%.
RU2023120231A 2023-07-31 Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства RU2820127C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2820127C1 true RU2820127C1 (ru) 2024-05-29

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5258109A (en) * 1991-03-29 1993-11-02 Vaughan Daniel J Electrodialytic conversion of complexes and salts of metal cations
RU2398753C1 (ru) * 2009-04-01 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет Способ получения фосфорсодержащих удобрений
RU2476386C1 (ru) * 2011-09-16 2013-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства
RU2589483C1 (ru) * 2015-04-20 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Способ переработки дистиллерной жидкости содового производства аммиачным методом
RU2596564C1 (ru) * 2015-04-13 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Способ регенерации отработанных кислых травильных растворов, образующихся при обработке изделий из титана

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5258109A (en) * 1991-03-29 1993-11-02 Vaughan Daniel J Electrodialytic conversion of complexes and salts of metal cations
RU2398753C1 (ru) * 2009-04-01 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет Способ получения фосфорсодержащих удобрений
RU2476386C1 (ru) * 2011-09-16 2013-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства
RU2596564C1 (ru) * 2015-04-13 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Способ регенерации отработанных кислых травильных растворов, образующихся при обработке изделий из титана
RU2589483C1 (ru) * 2015-04-20 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Способ переработки дистиллерной жидкости содового производства аммиачным методом

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4238305A (en) Electrodialytic process for the conversion of impure soda values to sodium hydroxide and carbon dioxide
US7708972B2 (en) Method for obtaining sodium carbonate crystals
AU2009238625B2 (en) Method of making high purity lithium hydroxide and hydrochloric acid
RU2112817C1 (ru) Способы получения диоксида хлора
EP2867388B1 (en) Process and apparatus for generating or recovering hydrochloric acid from metal salt solutions
US3463814A (en) Chemical cycle for evaporative water desalination plant
US4209369A (en) Process for electrolysis of sodium chloride by use of cation exchange membrane
US20090260993A1 (en) Method for obtaining sodium carbonate crystals
WO2020162796A2 (ru) Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты
SE500107C2 (sv) Förfarande för framställning av klordioxid
RU2196735C1 (ru) Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих карбонат лития
RU2820127C1 (ru) Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства
RU2476386C1 (ru) Способ переработки дистиллерной жидкости аммиачно-содового производства
RU2171862C2 (ru) Способ извлечения брома из бромсодержащих растворов и установка для его осуществления
CN104529016A (zh) 一种处理高盐废水的方法
CN104150458A (zh) 一种从含氯磷矿石中分离回收氯离子的方法
CN218778813U (zh) 生活垃圾连碳捕捉系统
RU2769609C2 (ru) Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих соли лития
UA156573U (uk) Спосіб одержання хлорату калію з розчинів мінеральних солей
UA156472U (uk) Спосіб одержання хлорату калію з розчинів мінеральних солей
UA156572U (uk) Спосіб одержання хлорату калію з розчинів мінеральних солей
JPH0397880A (ja) 水酸化ナトリウムの高濃度水溶液の製造方法
RU2637694C2 (ru) Способ получения гипохлорита кальция при комплексной переработке природного поликомпонентного пересыщенного рассола хлоридного кальциево-магниевого типа
RU2361819C1 (ru) Способ обессоливания воды
UA156473U (uk) Спосіб одержання хлорату калію з розчинів мінеральних солей