Способ выпаривания щелочных растворов

 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способам концентрирования щелочных растворов - электрощелоков, получаемых при электролизе раствора хлорида натрия диафрагменным методом. Электрощелока подают на выпаривание. В исходные электрощелока вводят добавку смеси органических компонентов этиленгликоля и пропиленгликоля при массовом соотношении 1: 1 в количестве 0,10-0,15 г на 1 дм³ исходных электрощелоков. Добавки органических компонентов создают эффект снижения расхода тепла греющего пара, ускорения процесса выпаривания и уменьшения степени засоления греющих поверхностей выпарных аппаратов за счет изменения условий теплопередачи. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам концентрирования щелочных растворов, получаемых в процессе хлорного диафрагменного электролиза насыщенных растворов хлорида натрия [1].

Цель изобретения - экономия тепла греющего пара, сокращение времени выпаривания, снижение степени засоления выпарных аппаратов. Щелочные растворы (электрощелока), подаваемые на выпаривание, имели состав (г/дм³): гидроксид натрия (90-140), хлорид натрия (140-190), небольшое количество примесей хлората и карбоната натрия (до 1).

В процессе выпаривания образуется концентрированный раствор щелочи (каустической соды) состава, (г/дм³): гидроксид натрия (650-670), хлорид натрия (20-25), примеси хлората и карбоната натрия (до 0,3).

По существующей технологии согласно регламенту производства [2] процесс выпаривания проводят двумя стадиями с использованием выпарных аппаратов специального назначения за счет тепла пара высокого давления, поступающего с ТЭЦ и ГРЭС.

Наиболее близким к заявленному предложению является способ концентрирования электрощелочи, включающий ее выпарку, охлаждение, отделение осадка от щелочи, в которую перед выпариванием вводят тринатриевую соль оксиэтилендифосфоновой кислоты (Nа₃ОЭДФ) в количестве 1-10 мг/дм³ [4], который взят качестве прототипа. Однако недостатком этого способа является незначительное снижение расхода пара на процесс выпаривания.

Цель изобретения достигается на существующем технологическом оборудовании по существующей технологической схеме с помощью добавки в исходный выпариваемый щелочной раствор смеси органических компонентов этиленгликоля (ЭГ) и пропиленгликоля (ПГ) при массовом соотношении 1:1.

Присутствие органических компонентов создает снижение расхода тепла греющего пара, ускорение процесса выпаривания, уменьшение степени засоления греющих поверхностей выпарных аппаратов за счет изменения условий теплопередачи [3].

Пример 1 (по прототипу).

Щелочной раствор состава, (г/дм³): хлорид натрия - 180, гидроксид натрия - 130 с примесью Na₃OЭДФ - 10 мг/дм³, выпаривался до состава (г/дм³): гидроксид натрия - 670, хлорид натрия - 20. При этом удельный расход тепла греющего пара ТЭЦ составлял 3,0 Гкал на 1 т товарной продукции - каустической соды.

Пример 2 (по предлагаемому способу).

В раствор электрощелоков состава, аналогичного минеральному составу по примеру 1, добавлялась смесь ЭГ и ПГ при массовом соотношении 1:1 в количестве 0,05 г на 1 дм³ исходных электрощелоков. Полученную смесь выпаривали до состава, аналогичного составу по примеру 1. Расход тепла греющего пара ТЭЦ составлял 2,0 Гкал на 1 т получаемой каустической соды.

Пример 3 (по предлагаемому способу).

В раствор электрощелоков состава, аналогичного минеральному составу по примеру 1, добавлялась смесь ЭГ и ПГ при массовом соотношении 1:1 в количестве 0,10 г на 1 дм³ исходных электрощелоков. Полученную смесь выпаривали до состава, аналогичного составу по примеру 1. Расход греющего пара ТЭЦ составлял 1,8 ГКал на 1 т получаемой каустической соды.

Пример 4 (по предлагаемому способу).

В раствор электрощелоков состава, аналогичного минеральному составу по примеру 1, добавлялась смесь ЭГ и ПГ при массовом соотношении 1: 1 в количестве 0,15 г на 1 дм³ исходных электрощелоков. Полученную смесь выпаривали до состава, аналогичного составу по примеру 1. Расход греющего пара ТЭЦ составлял 1,75 ГКал на 1 т получаемой каустической соды.

Пример 5 (по существующей технологи).

Раствор электрощелоков состава, аналогичного по минеральному составу, представленному в п.п. 1-4 электрощелоков, подвергался выпариванию без добавки органических примесей. Расход пара составлял 3,2 Гкал/т.

Данные испытаний представлены в таблице. Из таблицы следует, что оптимальная дозировка органической смеси составляет 0,1-0,15 г на 1 дм³ электрощелоков. В процессе выпаривания наблюдалось снижение времени этого процесса и уменьшение степени засоления выпарных аппаратов.

Источники информации 1. Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. - М.: Химия, 1974, с.249-260.

2. Технологический регламент производства технического едкого натра (соды каустической цеха 4-13 корпуса 13, 83, 101), Кемеровское акционерное общество "Химпром", Кемерово, 1996.

3. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. - М.: Энергоиздат, 1981, с.170-200.

4. Патент РФ 2062254, БИ 17, 1996 (прототип).

Формула изобретения

1. Способ выпаривания электрощелоков, полученных при электролизе раствора хлорида натрия диафрагменным методом, включающий добавление в исходные электрощелока органических веществ и их выпаривание, отличающийся тем, что в исходные щелока добавляется смесь из этиленгликоля с пропиленгликолем при массовом соотношении 1: 1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь этиленгликоля и пропиленгликоля добавляется в количестве 0,10-0,15 г на 1 дм³ исходных электрощелоков.

РИСУНКИ

Рисунок 1