UA78192C2 - Saturated brine, method for receiving it and using saturated brine at electrolytic process - Google Patents

Description

гляді практично нерозчинного Сабо (ангідрит) утворення накипу. Наприклад, Ів патенті США і/або полігаліту (КомоаСа»(50О4)4-2НгО). 3155458) запропоновано в процесі випарної крис-

Загальна кількість кальцію і сульфату в родо- талізації додавати до насиченого сольового роз- вищі кам'яної солі залежить від самого відкладен- чину фосфат крохмалю. Треба зазначити, що фо- ня, але, наприклад, може змінюватися в залежнос- сфат крохмалю підвищує розчинність Сазох, і ті від глибини залягання солі, що видобувається. таким чином попереджає утворення накипу і до-

Звичайно кальцій присутній в кількості від 0,5 до 6 зволяє одержувати сіль високої міри чистоти і з грам на кілограм і сульфат - від 0,5 до 16 грам на низьким вмістом Сазох. кілограм. Видобуток розчиненням є технологією, Однак в такому процесі потрібне небажане при якій добре розчинні солі можуть бути видобуті відведення пари, збагаченої СабО»ї, з процесу з певних ділянок родовищ. Перевага вказаного кристалізації, і таким чином необхідно, щоб наси- способу полягає в тому, що слабо розчинні забру- чений сольовий розчин по суті не містив бікарбо- днюючі домішки, такі як ангідрит (Сазохй) і гіпс натів. (СабОл.2Н2гО), частково залишаються в каверні Іншим підходом до рішення є видалення за- родовища, що розробляється. Одержаний насиче- бруднень з сирого насиченого сольового розчину ний сольовий розчин, однак, може бути насичений шляхом хімічної обробки вказаного насиченого вказаними небажаними домішками. Без якої- сольового розчину. Приклад такої обробки описа- небудь обробки солі лужних (лужноземельних) ний вже більше 100 років назад Каїзегіспев5 металів, що забруднюють сирий насичений сольо- Раїепіаті ОЕ-115677, де для осадження гідрокси- вий розчин, одержаний з будь-якого вищезгадано- ду магнію і гіпсу з сирого насиченого сольового го джерела, можуть спричиняти значне утворення розчину використовується гашене вапно. накипу в теплообміннику вакуумного кристалізато- У доповнення або замість вказаних способів ра Масі. Накип сульфату кальцію, що важко вида- також робилися спроби підвищити чистоту наси- ляється, в деяких випадках може забивати тепло- ченого сольового розчину шляхом зменшення кі- обмінник і порушувати теплообмін. Серед іншого, лькості домішок, таких як вищезгаданий ангідрит, наслідком може бути забруднення солі, що одер- гіпс і полігаліт (і/або їх стронцієві аналоги), які роз- жується, і збільшення енерговитрат технологічного чинені у вказаному насиченому сольовому розчині. процесу. Звичайно це роблять шляхом додавання певних

Насичений сольовий розчин високої міри чис- агентів у воду, яку використовують в процесі, або тоти також важливий для технологічних процесів, шляхом змішування таких агентів з джерелом солі при яких розчини солі використовуються як вихідні перед додаванням води (особливо для розчинни- продукти, такі як в хімічній промисловості, напри- ків солі, одержаної природним випаровуванням клад, у виробництві хлору і хлоратів. Перехід від води). Далі такі звичайні агенти названі "інгібіто- ртутної і діафрагмальної технології до більш при- рами". йнятної з точки зору навколишнього середовища ЇІУ патенті 00-115341) описано, що насичений мембранної технології особливо спричиняє собою сольовий розчин, зокрема для використання в вимогу насиченого сольового розчину високої міри способах одержання кальцинованої соди із змен- чистоти. Насичений сольовий розчин для викорис- шеною кількістю СазОї: і Мда5О» може бути одер- тання у вказаних процесах звичайно одержують жаний шляхом додавання лігнінсульфонату каль- розчиненням джерела солі, яким може бути кам'я- цію до води, яку використовують для одержання на сіль, сіль з процесів випаровування, як описано концентрованого сольового розчину. Додавання вище, і/або сіль, одержана природним випарову- лігнінсульфонату кальцію гарантовано зменшує ванням води, включаючи озерну або морську сіль. розчинність Сабо і Ма5О».

Необхідно помітити, що морська сіль звичайно ЇУ патенті США 2906599І| запропоновано вико- містить менше Зг/кг Сабо», що викликано тим фа- ристати групу фосфатів, позначених "поліфосфа- ктом, що Сабо» звичайно присутній у вигляді гіпсу тами", включаючи гексаметафосфати, для змен- якраз з обмеженою розчинністю. шення швидкості розчинення сульфату кальцію

Виявлено, що використання насиченого со- (ангідриту), що дає насичений сольовий розчин із льового розчину високої міри чистоти може бути зменшеною кількістю іонів сульфату і кальцію. важливим для вказаних галузей промисловості, Було виявлено, що при низьких концентраціях оскільки воно зменшує енерговитрати і знижує (тобто до 50ч.н.м. в насиченому сольовому розчи- утворення непотрібних відходів. Таким чином, ні) гексаметафосфати є найбільш ефективними продукти, що одержуються в хімічній промислово- агентами і переважним інгібітором є гексаметафо- сті, можуть бути більш високої якості, якщо при їх сфат натрію. виробництві застосовують насичений сольовий Інший тип інгібітору випускає фірма датевіоп розчин високої міри чистоти. Спетіса! Сотрапу Іпс. під назвою (інгібітор роз-

Таким чином, робилася множина зусиль, щоб чинності сульфату) 5512200. Відповідно до техніч- підвищити якість насиченого сольового розчину. них даних про безпеку речовини, продукт містить

Першим підходом в рішенні було використання додецилбензолсульфокислоту, сірчану кислоту і солі високої міри чистоти, яку розчиняли для оде- фосфорну кислоту. ржання такого насиченого сольового розчину. Вка- Крім того, (в не опублікованій попередній Єв- зана сіль високої міри чистоти може бути одержа- ропейській патентній заявці 01202339.6| запропо- на запобіганням кристалізації сульфату кальцію в новано використати спеціальну комбінацію сполук, процесі виробництва солі шляхом додавання спе- що приводить до зниження рівня забруднень, зок- ціальних затравок або застосуванням |інгібітору рема, сульфатом кальцію, в насиченому сольово-

му розчині, одержаному розчиненням джерела як інгібітор, так і спів-інгібітор додають до води і солі. одержану комбінацію потім використовують для

Зазначено, що ефективність звичайних інгібі- розчинення джерела солі. У найбільш переважно- торів або комбінації інгібіторів варіюється від одно- му виконанні інгібітор і спів-інгібітор додають до го способу розчинення до іншого. На основі рете- води і одержаний розчин відразу вводять в сольо- льних досліджень встановлено, що присутність вий виробіток, причому насичений сольовий роз- домішок у воді, яку використовують в процесі роз- чин видаляють в той же час або після певного часу чинення, впливає помітним чином на кількість до- розчинення. У вказаному виробітку комбінація мішок солей лужноземельних металів і калію. спів-інгібітору і домішок звичайно розташовується

Внаслідок проведення інтенсивних досліджень на дні разом з будь-якою комбінацією, яка утвори- було виявлено, що, зокрема, присутність мінера- лася з інгібітору і лужних (лужноземельних) домі- льної глини, гумінових кислот або їх похідних, мік- шок, які присутні в джерелі солі. роорганізмів або клітинних матеріалів, що поро- Якщо вода, яку використовують в способі роз- джуються мікроорганізмами, і лігнінвміщуючих чинення винаходу, виникає з установки (біологіч- органічних речовин у воді викликає небажані від- ної) обробки води, наприклад, установки обробки хилення в дії інгібітору. Тому, даний винахід відно- води із застосуванням активного мула, вона зви- ситься до шляхів видалення і/або дезактивації чайно містить мікроорганізми і/або клітинний ма- вказаних домішок у воді. теріал таких організмів. У такому випадку перева-

Відповідно, винахід відноситься до способу жне виконання винаходу відноситься до способу, одержання насиченого сольового розчину шляхом де до води додають щонайменше частину звичай- розчинення у воді джерела солі, що містить дже- ного флокулянту в процесі або після обробки у рело сульфату лужноземельного металу, в прису- вказаній установці, і де рлокулянт використовують тності щонайменше одного звичайного інгібітору в кількості, достатній для уловлювання практично для зменшення кількості сульфату лужноземель- всіх домішок у воді, які заважають інгібітору. ного металу, розчиненого у вказаному насиченому Відповідними спів-інгібіторами є відповідні сольовому розчині, де до і/або під час стадії роз- флокулянти, полілігносульфонати, (прищеплені) чинення використовують щонайменше один спів- співполімери лігносульфонату і акрилової кислоти, інгібітор в кількості, яка ефективно зв'язує щонай- поліакрилова кислота і біополімери, така як полі- менше частину домішок у воді. сахариди, модифікований крохмаль і поліакрила-

Слово "спів-інгібітор", використане в даному міди. Переважні звичайні флокулянти, (прищепле- документі, відноситься до позначення будь-якої ні) співполімери лігносульфонату і акрилової звичайної сполуки або суміші сполук, які ефективні кислоти. Найбільш переважні спів-інгібітори, що в скріпленні у воді домішок, які перешкоджають використовуються, які є схваленими харчовими процесу, при якому інгібітор зв'язується з джере- продуктами. лом сульфату лужного металу, яке присутнє в со- Зазначено, що термін "сіль", як він використа- лі. Під "ефективні в скріпленні" розуміють, що ний в даному документі, відноситься до позначен- ефективність інгібітору покращується щонаймен- ня всіх солей, які більше, ніж на 2595 за масою є ше на 595, якщо в тесті використовують воду, як масі. Переважно, така сіль містить більше 5095 за описано нижче, спочатку оброблену спів- масою Масі. Більш переважно, сіль містить більше інгібітором. Оскільки було виявлено, що домішки, 7595 за масою Масі, тоді як сіль, що містить біль- зокрема, включають мінеральну глину і лігнінвмі- ше 9095 за масою Масі, найбільш переважна. Сіль щуючі органічні речовини, переважні спів-інгібітори може бути сіллю, одержаною природним випаро- згідно з винаходом містять будь-які продукти, які вуванням води (сіллю, одержаною випаровуван- здатні адсорбувати вказані мінеральну глину і ліг- ням води з насиченого сольового розчину з вико- нінвміщуючі органічні речовини. Переважно спів- ристанням сонячного тепла), кам'яною сіллю і/або інгібітори не впливають, або впливають дуже ма- підземними сольовими відкладеннями. Переваж- ло, на дію інгібітору в процесі розчинення. Звичай- но, підземні сольові відкладення експлуатують но доцільно використати спів-інгібітори відповідно розробкою родовища шляхом розчинення. Оскіль- до даного винаходу, якщо ефективність інгібітору ки різні джерела солі дають сіль різного складу, (або інгібіторів) у відсутності спів-інгібітору при особливо відносно домішок, звичайно роботу інгі- використанні виробничої води на 595 нижче в порі- біторів оцінюють за оптимізацією їх дії. внянні з тим же тестом, де використана демінера- Виявлено, що одержаний насичений сольовий лізована вода. розчин високої міри чистоти може бути використа-

Спів-інгібітор може бути використаний на ста- ний без подальшого очищення як у випарній крис- дії попередньої обробки, де воду об'єднують зі талізації солі, так і в хімічній трансформуючій про- спів-інгібітором, так що домішки адсорбуються в мисловості, такій як ртутні, діафрагмальні, або на спів-інгібітор. При бажанні спів-інгібітор мембранні або хлоратні електролітичні процеси. може бути рециклізований. Однак в переважному Однак, при бажанні, насичений сольовий розчин виконанні винаходу спів-інгібітор використовують може бути підданий подальшому очищенню шля- витратним методом, що означає, що спів-інгібітор і хом звичайних стадій-очищення, таких як хімічна будь-які домішки, об'єднані з ним, осаджуються з обробка. Таким чином, виявлено, що більше не водної фази і відкладаються у відповідному місці. потрібне використання інгібіторів утворення накипу

На подальших стадіях до обробленої таким чином або спеціальних затравок в технології випарної води може бути доданий інгібітор і джерело солі кристалізації, щоб запобігати осадженню Сазох. розчинене. У більш переважному виконанні, однак, Однак, при бажанні, інгібітори утворення накипу і/або спеціальні затравки можуть бути використані но, більш ніж на 5095 і найбільш переважно, більш в комбінації з насиченим сольовим розчином висо- ніж на 7095 в порівнянні зі сліпим дослідом. кої міри чистоти за даним способом, який може Кількість спів-інгібітору(ів), яка повинна бути бути додатково очищений. використана, залежить від якості води, що викори-

У переважному виконанні винахід відноситься стовується для приготування насиченого сольово- до способу одержання насиченого сольового роз- го розчину, і типу використаного(их) спів- чину високої міри чистоти з джерела солі, де при- інгібітору(ів). Звичайно, загальна кількість спів- сутні ангідрит і/або полігаліт як джерело сульфату інгібітору повинна бути менше 0,295, переважно лужноземельного металу. менше 0,195, більш переважно менше 0,0595 від

Чи є дія комбінації сполук, як інгібітори і спів- маси води, тоді як концентрація менше 0,0295 най- інгібітори, заважаючою або благотворною, швидко більш переважна. Звичайно, спів-інгібітор потрібно і легко визначають із застосуванням наступного використати в кількості більше 0,01мг/кг, переваж- тесту розчинення. Джерело солі подрібнюють до но більше 1мг/кг і, найбільш переважно, більше утворення частинок від 0,1 до 1,5см. 5мг/кг. Хороші результати спостерігали при рівні

Готують свіжий основний розчин приблизно додавання 12-25ч.н.м., але результати поки не 100Омг/л сполук(и) інгібітору, і бажану кількість оптимізовані. вказаного основного розчину (кількість повинна Кількість звичайних інгібіторів, яку потрібно ви- бути визначена) додають в 1-літрову хімічну скля- користати, залежить від якості джерела солі, якості нку, наповнену такою кількістю демінералізованої води для приготування насиченого сольового роз- або виробничої води, щоб загальний об'єм після чину і типу використаних агентів. Звичайно кіль- додавання основного розчину становив 6бомл. кість кожного інгібітору менше 0,195. переважно

Сліпий дослід, де не використовують інгібітор, менше 0,0595, більш переважно менше 0,02905 від проводять одночасно. Хімічну склянку перемішу- маси води, тоді як концентрація менше 0,0195 кож- ють за допомогою магнітної, покритої тефлоном ної зі сполук найбільш переважна. Інгібітори пере- мішалки з клиноподібним колом і розміром 50х9Ммм важно є речовинами з молекулярною масою до (доступна від фірми Аїйагісп Саї. Мо. 228,392-4) при 1000, більш переважно, до 800, навіть більш пере- 200о6./хв. і термостатують при 20"С. До цього роз- важно, до 600, навіть ще більш переважно до 500, чину додають 300 г подрібненого джерела солі, і найбільш переважно, до 400 дальтон, оскільки наприклад, зразок керна зі свердловини, і суміш було виявлено, що речовини з більш високою мо- безперервно перемішують при 200об./хв. Через 1 лекулярною масою менш ефективні як інгібітори. годину зразки дають насичений сольовий розчин. Інгібітори, що використовуються, звичайно ви-

Для цієї мети магнітну мішалку зупиняють і відби- бирають з фосфоліпідів, гідролізованих фосфолі- рають бажану кількість зразка насиченого сольо- підів, алкілбензолсульфонатів, в яких алкільні гру- вого розчину і фільтрують через 0,2 мікронний пи можуть бути лінійними або розгалуженими, фільтр. Потім відфільтрований зразок насиченого фосфатів, переважно поліфосфатів, включаючи сольового розчину аналізують на кількість розчи- поліфосфати лужного металу і амонію, які розчин- нених іонів Са, МО, К, 5г і/або 50. ні у воді, етоксильованих сполук з однією або

Щоб випробувати тривалість дії інгібіторів, ви- більш сульфітною, сульфонатною, сульфатною, пробування може бути продовжене протягом декі- фосфітною, фосфонатною, фосфатною і/або кар- лькох днів, переважно більш 5 днів. Щоб запобігти боксильною групами і/або С2-Сго-алкільних груп, ерозії джерела солі, суміш не перемішують у вка- переважно С2-Сго-алкільних груп з однією або заний період, а зразки відбирають один раз на більш сульфітною, сульфонатною, сульфатною, день. Перед відбором проби суміш перемішують фосфітною, фосфонатною, фосфатною і/або кар- вручну протягом однієї хвилини, використовуючи боксильною групами. 4мм-ову товсту скляну паличку, так що водна фаза Термін поліфосфати включає метафосфати, стає гомогенною. такі як гексаметафосфат (МазРОз)є, триполіфос-

Дію інгібітору визначають як процент, на який фати (Ма5РзОгїо), тетрафосфати (МаєРаОіз), піро- знижується концентрація відповідних іонів в порів- фосфати, такі як Ма«Р2О; і МагНеРгО7, а також різ- нянні зі сліпим дослідом. Якщо необхідно визначи- ні інші комплексні фосфати, які звичайно ти дію спів-інгібітору, спів-інгібітор зручно додава- одержують зі сполук ортофосфорної кислоти шля- ти до виробничої води перед її застосуванням у хом молекулярної дегідратації, і суміші двох або випробуванні. більш вказаних фосфатів.

Дія інгібітору переважно така, що спостеріга- Винахід проясняють наступні приклади, які не ється уповільнення розчинення (в г/л) щонаймен- обмежують винахід. ше одного іона лужного металу, іона лужноземе- Приклад 1 і порівняльні приклади А-О льного металу і/або іона сульфату більш, ніж на У наступних, не оптимізованих, прикладах як 20905, переважно, більш ніж на 40, більш переваж- джерело солі був використаний керн з шахти поб- лизу Оеїїі)Ї, Нідерланди. ее няню Ген тен Батон

А | Демі | Немає | Немає |042| 050 | нр. /187| 235 | нер. в | Демі | 551200 / Немає |022| 028 | 44 |ї01| 134 | 43

0 | Пов. | Немає | Ультза |052| 060 | 0 |216| 274 | о

Інгібітор і спів-інгібітор були використані в кіль- Ультра ж лігпосульфонатний полімер кості ЗОмг/л з розрахунку на об'єм всієї води, вико- ОНгагіпеб), запропонований Гідпоїесі в Норвегії. ристаної у випробуванні (ббОмл). Кількість присут- Ясно, що застосування поверхневої води не- ніх іонів виражена в г/л всього розчину, який сприятливо впливає на інгібітор. Використання одержаний у випробуванні. Порівняльний приклад спів-інгібітору істотно покращує ефективність інгі-

А - це сліпий дослід, який є основою для розрахун- бітору при застосуванні поверхневої води. ку ефективності. Приклад 2 і порівняльні приклади Е-с еф. - ефективність (95) через два дні Попередній приклад був повторюваний із зра- н.р. - не релевантна зком керна солі, який був одержаний з шахти поб-

Демі - демінералізована вода лизу Непдеїо, Нідерланди. Керн солі містив міне-

Пов. - поверхнева вода, взята з водяного по- ральну глину, яка під час розчинення заважала току поблизу Оеїі)І, Нідерланди роботі звичайного інгібітору. 551 200 - продажний інгібітор від датевіомп

Спетісаї ее нею» | винен» Гор зо Ге оелею

ЕЕ | Демі | Немає | Немає | 166| 1,66 | нр. | 413 | 43 | нер.

ЕР | Демі | 551200 | Немає | 156| 160 | 4 | 394| 398 | 3 се | Демі | нНмМмЕ | Немає |092| 1.02 | 39 | 235 | 2,59 | 37 2 | Демі | нмЕ | Ульттла /|082| 092 | 45 | 2л1б | 216 | 43 еф. - ефективність (о) через чотири дні описано. У прикладі З використали боОмг/л НМЕ і н.р. - не релевантна Зомг/л продажного флокулянту (Зупіпойосф), оби-

Демі - демінералізована вода два з розрахунку на загальний об'єм води, викори- 551 200 - продажний інгібітор від датевіомп станої в пробі (б6бО0мл). У порівняльному прикладі

Спетісаї, взятий в кількості ЗОмг/л з розрахунку на Н не застосовували інгібітор і спів-інгібітор, в порі- об'єм всієї використаної в пробі води (6бОмл), вняльному прикладі І було взято ЗОмг/л бензолсу-

НМЕ - гексаметафосфат натрію, що прово- льфонату натрію (як інгібітор) і в порівняльному диться Мо5, взятий в кількості бомг/л з розрахунку прикладі / була використана комбінація двох інгі- на об'єм всієї використаної в пробі води (6бОмл). біторів, а саме бомг/л НМЕ і ЗОмг/л бензолсуль-

Ультра - лігпосульфонатний співполімер фонату натрію, обидва з розрахунку на об'єм всієї

ОпгаіпеФ, що виготовляється Гідпоїесі в Норвегії, води, використаної в пробі (ббОмл). Після утво- взятий в кількості ЗОмг/л з розрахунку на об'єм рення насиченого сольового розчину мішалку зу- всієї використаної в пробі води (6бОмл). пиняли і прозорість розчину оцінювали через 30

Кількість присутніх іонів виражена в г/л зага- хвилин. Насичений сольовий розчин прикладу З льного розчину, одержаного внаслідок випробу- був прозорий, з осілими залишками солі і флоку- вання. льованих забруднень, насичений сольовий розчин

Ясно, що інгібіторна ефективність НМЕ покра- з інших прикладів був ще дуже мутним. Це демон- щується при використанні спів-інгібітору. струє, що розробка підземних виробітків розчи-

Приклад З і порівняльні приклади Н-У ненням значно покращується, якщо відповідно до

У вказаних прикладах насичений сольовий ро- винаходу використовують інгібітор і спів-інгібітори. зчин одержували відповідно до способу тесту, як

Комп'ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601