Способ концентрирования электролитической щелочи

 

Изобретение относится к способу концентрирования раствора гидроксида натрия, в частности электролитической щелочи, получаемой при диафрагменном электролизе раствора поваренной соли. Способ включает введение в электролитическую щелочь перед выпаркой тринатриевой соли оксиэтилидендифосфоновой кислоты в количестве 1 - 10 мг/л, последующее выпаривание, охлаждение и отделение примеси. Способ позволяет снизить коррозию оборудования и уменьшить солеотложение. 2 табл.

Изобретение относится к процессу концентрирования раствора гидроокиси натрия, в частности электролитической щелочи, получаемой при диафрагменном электролизе раствора поваренной соли.

Известны способы концентрирования электролитической щелочи, включающие ее выправку, охлаждения и отделение осадка хлористого натрия от щелочи. Полученный осадок промывают и возвращают на получение щелочи [1] Наиболее близким к заявленному известен способ концентрирования электролитической щелочи [2] включающий ее выпарку, охлаждение и отделение осадка от щелочи, в котором перед выпариванием в раствор электрощелочи вводят триполифосфат натрия в количестве 5 400 мг/л, принимаемый за прототип.

Недостатком способов является невысокая скорость отделения осадка, так как он получается мелкокристаллическим. Из-за высокой дисперсности осадка готовый продукт может содержать повышенное количество исходной соли, в результате чего ухудшается его качество. По этой же причине осадок соли содержит значительное количество щелочи, вследствие чего требуется большое количество воды для промывки осадка от щелочи и, следовательно, возвращение на повторную выпарку дополнительных количеств щелочного раствора.

Существенным недостатком способа является также отложение солей на стенках теплообменной аппаратуры, что требует частой промывки системы и снижает ее мощность. Кроме того, в данных процессах наблюдается высокая коррозия оборудования, приводящая к увеличению железа в готовом продукте и ухудшению его качества.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества щелочи, снижение коррозии оборудования и солеотложений на стенках выпарных аппаратов, уменьшение потерь щелочи за счет улучшения гранулометрического состава соли, кристаллизующейся в выпарных аппаратах, снижение расхода пара за счет сокращения количества промывных вод, образующихся на стадии промывки соли, возвращаемых на выпарку.

Указанный результат достигается тем, что, в способе концентрирования электролитической щелочи, включающем ее выпарку, охлаждение и отделение осадка от щелочи, в электролитическую щелочь перед выпариванием вводят тринатриевую соль оксиэтилидендифосфоновой кислоты (Na₃ ОЭДФ) в количестве 1 10 мг/л.

Проведение процесса выпаривания электролитической щелочи в присутствии тринатриевой соли ОЭДФ позволяет получать соль более крупнокристаллизованную. При этом снижается коррозия оборудования, величина солеотложений на поверхностях теплообмена, снижается расход щелочи с осадком соли, сокращается расход пара за счет снижения количества промывных вод.

Введение Na₃ ОЭДФ менее 1 мг/л недостаточно эффективно и незначительно изменяет гранулометрический состав соли после выпарки.

Увеличение концентрации выше 10 мг/л неэкономично.

ПРИМЕР: В титановый реактор емкостью 1,2 л, снабженный мешалкой, холодильником и электрической баней загружают 1000 г электрощелочи, состава NaCl 185 г/л, NaOH 122 г/л и добавляют Na₃ ОЭДФ в количестве 0,5 - 10 мг/л. Эту смесь упаривают с постоянной скоростью до получения средних (концентрацией 360 378 г/л NaOH) и крепких щелоков с (концентрацией 660 - 670 г/л).

Все операции выпарки проводились при температуре 125^oC при получении средней щелочи (концентрацией 365 370 г/л) и 150^oC при получении крепкой щелочи (концентрацией 665 680 г/л) путем подачи постоянного напряжения на электронагреватели. Время выпарки до крепких щелоков составляло 2,7 ч, до средних 2 ч. Остатки в реакторе охлаждались до 40^oC и центрифугировались в течение 5 мин (П 2000 об/мин.). Данные по определению гранулометрического состава соли представлены в табл. 1.

Для определения скорости коррозии при упаривании в растворы электрощелочи подвешивались на фторопластовых нитях образцы стали Х18Н10Т и по растворению их определялась величина коррозии, а по количеству соли на них величина солеотложений. Упаривание щелочи до концентрации 665 680 г/л велась при вышеописанных условиях. Данные по величине коррозии и солеотложений сведены в табл. 2. Как видно из данных табл. 1 введение добавки тринатриевой соли оксиэтилидендифосфоновой кислоты приводит к снижению концентрации щелочи в соли более чем на 20 30% при количестве ее в 40 400 раз меньше по сравнению с известным способом. Введение добавки Na₃ ОЭДФ позволяет снизить коррозию оборудования не менее чем в 10 раз, что положительно скажется на качестве готового продукта.

Введение добавки одновременно со снижением коррозии тормозит процесс солеотложений почти в 2 2,5 раза (табл. 2).

Источники информации 1. Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. М. Химия, 1974, с. 249 261.

2. А.С. N 916396 (прототип) ТТТ1

Формула изобретения

Способ концентрирования электролитической щелочи, включающий ее выпарку, охлаждение и отделение осадка, отличающийся тем, что в электролитическую щелочь перед подачей ее на стадию выпаривания вводят тринатриевую соль оксиэтилидендифосфоновой кислоты в количестве 1-10 мг/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3