Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод

 

Изобретение относится к химической промышленности и обеспечивает снижение стоимости получаемых продуктов, повышение безопасности работ и улучшение экологии. Способ переработки включает первоначальную нейтрализацию щелочной воды с дальнейшим ее подкислением соляной кислотой для последующего выделения йода и брома путем их последовательного окисления, десорбции, абсорбции и кристаллизации. После извлечений йода отводимый технологический раствор подвергают концентрированию и дальнейшему электролизу с получением соляной кислоты и гипохлорида натрия, при этом соляную кислоту подают на начальную стадию процесса для нейтрализации щелочи и подкисления исходной йодобромной воды, а гипохлорид натрия вводят в процесс на стадии окисления йода. На стадии нейтрализации щелочи и подкисления исходной йодобромной воды процесс ведут с отбором углекислого газа, который после отбора направляют на производство сухого пищевого льда. При осуществлении комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод с высоким содержанием метана производят отбор метана до стадии нейтрализации щелочи и подкисления йодобромной воды. После концентрирования часть маточного раствора направляют на последующее извлечение пищевой соли и получение раствора бромистых солей, которые используют для получения утяжелителя с плотностью 1,2-1,21. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области комплексной переработки гидроминерального сырья, в частности к переработке йодобромсодержащих натрийхлоридных вод.

Задача комплексной переработки минерализованной воды может быть решена различными путями. Так, в книге Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С., Химия и технология брома, йода и их соединений М., Химия,1995,с.121-175, описана переработка йодобромсодержащих растворов методом концентрирования с применением солнечной энергии.

Недостатком этого способа является необходимость получения солнечной энергии, что делает этот способ неприемлимым для использования в России.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом является способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод с извлечением из них брома, йода и пищевой соли, включающий нейтрализацию щелочи, подкисление исходной йодобромной воды соляной кислотой с дальнейшим выделением йода и брома путем их последовательного окисления, десорбции, абсорбции и кристаллизации, известный из российского патента N 2132819, кл. С 02 F 1/04 опублик. 10.07.99.

Недостатком данного способа является то, что при его осуществлении на нескольких стадиях производится обработка концентрата дорогой соляной кислотой, используемой целиком в виде готового реагента, а обработка подкисленной воды для отделения йода производится газообразным хлором. Это приводит к необходимости хранения больших запасов опасного сырья - газообразного хлора и концентрированной соляной кислоты и увеличивает опасность химического заражения окружающей среды.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является снижение стоимости получаемых продуктов, повышение безопасности работ и улучшение экологической обстановки в прилегающих к производству территориях.

Технический результат, который может быть получен при использовании настоящего изобретения, заключается в снижении количества используемой непосредственно в виде готового сырья, концентрированной соляной кислоты, за счет получения части необходимой соляной кислоты в ходе осуществления способа, а также замены хлора, используемого для окисления йода, на гипохлорид натрия, который также получают в процессе переработки буровых вод. Это ведет к более полному использованию химических компонентов, содержащихся в добываемых буровых водах, а также к снижению стоимости процесса переработки.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод с извлечением из них йода, брома и пищевой соли, включающем нейтрализацию щелочи, подкисление исходной йодобромной воды соляной кислотой с дальнейшим извлечением йода и брома путем их последовательного окисления, десорбции, абсорбции и кристаллизации, после извлечения йода отводимый маточный технологический раствор подвергают концентрированию и дальнейшему электролизу с получением соляной кислоты и гипохлорида натрия, при этом соляную кислоту подают на начальную стадию процесса для нейтрализации щелочи и подкисления исходной йодобромной воды, а гипохлорид натрия вводят в процесс на стадии окисления йода.

Целесообразно начальную стадию нейтрализации щелочи и подкисления исходной йодобромной воды вести с отбором углекислого газа, который после отбора направляют на производство сухого пищевого льда.

Также целесообразно в случае комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод с высоким содержанием метана производить отбор метана до стадии нейтрализации щелочи и подкисления йодобромной воды.

Предпочтительно при осуществлении способа после концентрирования часть маточного раствора направлять на последующее извлечение пищевой соли и получение раствора бромистых солей.

Кроме того, целесообразно часть полученного маточного раствора солей брома и хлорида натрия выводить из процесса для получения утяжелителя с плотностью 1,2- 1,21.

Изобретение поясняется одним чертежом, на котором представлена схема ведения процесса комплексной переработки подземных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод.

Способ осуществляется следующим образом. Добываемая из скважин буровая вода поступает на групповые сборные пункты. В том случае, если попутно из скважин вместе с водой поступает метан, как это имеет место, например, на Троицком участке Славяно-Троицкого месторождения подземных вод, этот метан отбирается на сборном пункте и подается на производство, например, электроэнергии и тепловой энергии, необходимых для осуществления процесса концентрирования при комплексной переработке йодобромсодержащих натрийхлоридных вод по описываемому способу.

После отбора метана природная щелочная вода поступает на стадию подкисления, где в результате добавления расчетного количества соляной кислоты происходит нейтрализация щелочи и подкисление воды. В зависимости от количества содержащегося в исходной воде хлористого натрия, а также целесообразности его использования вся кислота, необходимая для дальнейшего ведения процесса или часть ее может быть получена непосредственно в ходе происходящей обработки. Образующийся при подкислении воды углекислый газ отбирается и направляется на производство одного из возможных конечных продуктов - сухого пищевого льда.

Подкисленная вода обрабатывается гипохлоридом натрия, который также может быть получен в ходе ведения процесса переработки исходной воды. При этом происходит окисление йодида до свободного йода, который затем отдувается воздухом из воды в десорбере с последующим поглощением паров йода из йодовоздушной смеси в абсорбере.

Дальнейшее выделение йода из абсорбента и получение готовых продуктов производится по любой известной технологии.

После выделения йода оставшаяся технологическая вода направляется на концентрирование, после которого часть образовавшегося маточного раствора идет на получение пищевой соли и извлечение солей брома. Соли брома и оставшийся хлорид натрия используются для производства утяжеляющей жидкости с плотностью 1,2 - 1,21, а другая часть маточного раствора с температурой не ниже 60^oC направляется на извлечение брома методом воздушной десорбции.

Оставшийся после извлечения брома концентрат направляют на электролиз для получения гипохлорида натрия и соляной кислоты, которые, как уже отмечалось, используют для ведения комплексного процесса. Таким образом, предлагаемый процесс позволяет регулировать необходимое количество как получаемых в качестве конечного продукта полезных компонентов, так и количество необходимых для ведения самого процесса реагентов. При этом существенными признаками способа являются не только наличие осуществляемых стадий переработки, но и их последовательность, которая позволяет осуществить технологически связанную стадийность обработки буровой воды.

Пример осуществления способа. Промышленная йодобромная вода в количестве 630-850 м³/ч с содержанием попутного газа метана в количестве 2-2,5 м³ на 1 м³ воды поступает на групповой сборный пункт, где производится отбор метана. Дальше вода поступает на стадию подкисления. На этой стадии производится нейтрализация и подкисление с одновременным отбором образующегося углекислого газа. После отбора углекислого газа промышленная йодобромная вода поступает на дальнейшее подкисление и извлечение йода, которое составляет на этой стадии 90% от содержания йода в воде. Затем вода направляется на концентрирование и дальнейшее извлечение солей брома и поваренной соли из полученного маточного раствора (концентрата) с производительностью 6,0-7,0 кг/ч солей брома и 300-350 кг/ч пищевой соли. Часть маточного раствора (концентрата), в котором содержание брома составляет около 5 кг/м³, с температурой не ниже 60^oC направляется на извлечение брома методом воздушной десорбции.

Отработанный концентрат направляют на электролиз, где после разложения получают гипохлорид натрия в количестве 22-26 кг/ч и соляную кислоту, необходимую для ведения всего технологического цикла, в количестве 600-700 кг/ч.

В целом способ комплексной переработки позволяет полностью использовать добываемые буровые воды, выделяя из них все полезные компоненты. При этом использование в процессе соляной кислоты вместо использовавшейся ранее серной кислоты позволяет свести к минимуму вредное влияние производства на окружающую среду.

Формула изобретения

1. Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод с извлечением из них йода, брома и пищевой соли, включающий нейтрализацию щелочи, подкисление исходной йодобромной воды соляной кислотой с дальнейшим извлечением йода и брома путем их последовательного окисления, десорбции, абсорбции и кристаллизации, отличающийся тем, что после извлечения йода отводимый маточный технологический раствор подвергают концентрированию и дальнейшему электролизу с получением соляной кислоты и гипохлорида, при этом соляную кислоту подают на начальную стадию процесса для нейтрализации щелочи и подкисления исходной йодобромной воды, а гипохлорид вводят в процесс на стадии окисления йода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию нейтрализации щелочи и подкисления исходной йодобромной воды ведут с отбором углекислого газа, который после отбора направляют на производство сухого пищевого льда.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при осуществлении комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод с высоким содержанием метана производят отбор метана до стадии нейтрализации щелочи и подкисления йодобромной воды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после концентрирования по крайней мере часть маточного раствора направляют на последующее извлечение пищевой соли и получение раствора бромистых солей.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что по крайней мере часть полученного маточного раствора солей брома и хлорида натрия выводят из процесса для получения утяжелителя с плотностью 1,2 - 1,21.

РИСУНКИ

Рисунок 1

RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 31.03.2004

Номер и год публикации бюллетеня: 15-2004

Наименование лица, которому выдан дубликат:Патентный поверенный Г.И. Федоренко

Извещение опубликовано: 27.05.2004        

RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 31.03.2004

Наименование лица, которому выдан дубликат:патентный поверенный Г.И.Федоренко

Извещение опубликовано: 20.10.2004        БИ: 29/2004