Безвідходна технологія виробництва соди

УКРАЇНА (19) UA (11) 60979 (13) U (51) МПК (2011.01) C01F 11/00 C01F 11/18 (2006.01) C01C 1/16 (2006.01) C01C 1/18 (2006.01) C01D 7/18 (2006.01) C01D 7/22 (2006.01) МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ видається під відповідальність власника патенту ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) БЕЗВІДХОДНА ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА СОДИ 1 2 (13) 60979 (11) Взявши за аналог цей процес автори поставлену задачу вирішили шляхом реагування хлористого амонію з карбонатом кальцію: 2NH4Cl + СаСО3  СаСl2 + 2NH3 + СО2 + Н2О Технічний результат для отримання соди по безвідходної технології досягається при виконанні процесів описаних наступними реакціями: 2NH4NO3 + 2NaCl  2NaNO3 + 2NH4Cl (1) 2NH4C1 + СаСОз  СаСl2 + 2NH3 + CO2 + H2O (2) 2NaNO3 + 2NH3 + 2CO2 + 2H2O  2NaHCO3 + 2NH4NO3 (3) 2NaHCO3  Na2CO3 + CO2 + H2O (4) Сумарно процес описується реакцією 2NaCl + СаСО3  Na2CO3 + СаСl2 (5) Таким чином процес виробництва соди, що пропонується, є безвідходним і відповідає теоретичній формулі отримання соди. Для підтвердження автори провели лабораторні опити тільки по реакції (2), тому, що всі інші реакції вже описані у літературі. У колбу з кульовим дном помістили 5 г СаСО3 і 5 г NH4Cl, добре їх перемішали. При перемішуванні реакційну масу нагрівали до 350°С до припинення відділення газів. До отриманого продукту у UA Корисна модель відноситься до хімічної промисловості, зокрема до виробництва соди. Відомо [1], що є метод отримання бікарбонату натрію вивчений Федотьєвим П.П. по реакції NaNO3 + NH3 + СО2 + Н2О -* NaHCO3 + NH4NO3 Нітрат натрію отримують з аміачної селітри NH4NO3 + NaCl  NaNO3 + NH4CI Отриманий кристалічний хлорид амонію відділяють на центрифузі. Але тому, що не було знайдено способів його використання, цей процес у виробництві не використали. Автори поставили задачу знайти спосіб переробки цього відходу з регенерацією аміаку та отриманням товарного продукту. Тобто зробити процес виробництва соди безвідходним. За аналог була прийнята схема взаємодії окислу кальцію з хлоридом амонію у процесі виробництва фосфогіпсу [2], [3]: 2NH4Cl + СаО  2NH3 + СаСl2+ Н2О При температурі від 350°С і більше хлорид амонію розкладається на хлористий водень та аміак. Хлористий водень реагує з окисом кальцію з отриманням хлориду кальцію. U отриманням нітрату натрію та хлориду амонію, де останній змішують з карбонатом кальцію і, при термообробці (температура 350-370 °С), одержують хлорид кальцію та аміак і вуглекислий газ, які (гази) направляють на амонізацію та карбонізацію розчину одержаного нітрату натрію з отриманням нітрату амонію та бікарбонату натрію, який прожарюють для одержання соди та вуглекислого газу, який додають до процесу карбонізації. (19) (21) a200910287 (22) 09.10.2009 (24) 11.07.2011 (46) 11.07.2011, Бюл.№ 13, 2011 р. (72) БІЛОКІНЬ ЄВГЕН МИКОЛАЙОВИЧ, ДУЛЬНЄВ ПЕТРО ГЕОРГІЙОВИЧ, ПЕТРОЧЕНКОВ ВАЛЕНТИН ГЕОРГІЙОВИЧ (73) ДУЛЬНЄВ ПЕТРО ГЕОРГІЙОВИЧ (57) Безвідходна технологія виробництва соди шляхом обробки нітрату амонію хлоридом натрію з 3 60979 колбі додали 60 мл води, підігріли до 50-70°С, відфільтрували, а розчин упарили і просушили при 270-280°С для отримання безводного хлориду кальцію. Отримали 4,3 г СаСl2, вихід 91%. В цілому технологічний процес іде наступним чином. У реактор поміщають аміачну селітру і хлорид натрію, додають воду, щоб можна було перемішувати суміш цих солей при температурі від 0°С до +5°С, осаджують хлорид амонію. Його відділяють на центрифузі. Отримують кристалічний хлористий амоній з вологою біля 5%. Розчин нітрату натрію амонізують та карбонізують сумішшю газів: аміаку та вуглекислого газу з отриманням бікарбонату натрію та аміачної селітри. Бікарбонат відділяють на вакуум фільтрі або центрифузі, промивають від аміачної селітри і прожарюють у печі з отриманням соди та вуглекислого газу, який використовують у процесі карбонізації. Хлористий амоній або концентрат його змішують у дезінтеграторі з карбонатом кальцію і нагрівають у барабані до 350370°С. Процес можливо вести по варіантам: 1. При надлишку хлориду амонію по відношенню до карбонату кальцію у межах 2,6-6,0 з відгонкою надлишку хлориду амонію і його конденсації з послідуючим змішанням наступної пор Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 4 ції. При цьому варіанті отримують порошок хлориду кальцію, регенерують аміак і отримують вуглекислий газ. 2. При надлишку карбонату кальцію отримують суміш хлориду кальцію з карбонатом. Цю суміш обробляють водою для отримання товарного розчину хлориду кальцію, який відділяють від карбонату кальцію. Останній або повертають у процес, або використовують як товарний продукт дрібну крейду. Запропонований технологічний процес отримання соди дозволяє його використання на підприємствах азотної промисловості з найбільшим ефектом. Це пов'язано з наявністю у виробництві аміачної селітри, нітрату натрію, аміаку, вуглекислого газу, та добрив, що дозволяє скоротити деякі стадії технологічного процесу. Література: 1. И.Н. Шокин, С.А. Крашенинников, «Технология соды», Москва, Химия, 1975 г, с. 287(172). 2. Журнал прикладной химии, 1978 г., т. Ll,№7, с. 1441- 1443. 3. И.П. Наркевич, В.В. Печковский, «Утилизация и ликвидация отходов в технологи неорганических веществ», Москва. Химия, 1984г, с. 249 (132). Підписне Тираж 23 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