Спосіб дегідратації розчину гідроксиду лужного металу, що містить хлорат

1. Спосіб дегідратації розчину гідроксиду лужного металу, що містить хлорат, з концентрацією 40-70 %, який включає випарювання при атмосферному чи зниженому тиску і температурі 230370°С, який відрізняється тим, що випарювання здійснюють в режимі нагрівання малих кількостей концентрованого розчину гідроксиду лужного металу в умовах мінімальної площі і часу контакту останніх зі стінками випарного апарата. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що випарювання здійснюють в одному випарному апа C2 2 (19) 1 3 74754 4 ратурах обробки, тривалий період обробки від 10 готового лугу, зменшити робочу температуру вихвилин до декількох годин, необхідність викорипарного апарата. стовувати додаткове устаткування - проміжний Поставлена задача вирішується за рахунок концентратор, у якому відбувається обробка і допроведення випарювання в режимі швидкого упарювання до концентрації близько 70%. нагрівання малих порцій концентрованого розчину Відомий спосіб очищення концентрованих лугу, попередньо змішаного з розчином сахарози, розчинів лугу від хлоратів шляхом відновлення в умовах мінімальної (чи нульовий) площі і часу останнього воднем при температурі 45-55°С в контакту вищевказаної суміші з поверхнею випарприсутності органічного каталізатора [див. АС ного апарата. Для досягнення умов швидкого №922070 кл. С01D 1/28, опублікований 23.04.1982 нагрівання суміш концентрованого розчину лугу року, бюл. №15]. Недоліком зазначеного способу є концентрацією 40 - 70 % із сахарозою в забруднення твердого лугу органічними співвідношенні 0,9 – 3,4 моль сахарози на 100 модомішками, велика витрата водню 280 нм3 на 1 т лей хлорату, що міститься в розчині, подають у 100 %-го лугу, тривалий період обробки від 1 говипарний апарат ємнісного типу циклічної чи дини і більш, необхідність використовувати додатнеперервної дії, у якому підтримується незнижувакове устаткування для обробки. ний рівень розплаву і температура 230 - 370°С с Відомі інші способи очищення концентрованих поверхневою швидкістю 0,4 - 11,0 кг/хв м2 (у розчинів лугу від хлоратів. Однак жоден з них не перерахуванні на 100 % речовину і віднесеної до дає задовільних результатів на практиці по різних площі дзеркала розплаву) і забезпечується причинах: через нездатність цілком видалити хлошвидкість нагрівання 0,7-16,0 г/хв град, ле під рати; тому, що готовий луг забруднюється продукшвидкістю нагрівання розуміється відношення тами взаємодії хлорату з реагентами, надлишками масової витрати 100% речовини до різниці темпереагентів, каталізаторами; через підвищену витраратур розплаву ірозчину, що подається в апарат.. ту реагенту внаслідок летючості останнього; через При цьому немає необхідності точно дозувати санеобхідність створення окремої ділянки для обхарозу. Наприклад, при вмісті хлорату 0,3% ваг )у робки розчину (багатостадійний процес) з метою перерахуванні на 100% основну речовину), добаввідводу продуктів реакції, каталізаторів і ка сахарози у кількості 0,02% ваг. ( уперерахуванні надлишків реагентів особливо, якщо потрібно на 100% основну речовину) забезпечує стабільну значний час для завершення обробки або викориякість готового твердого лугу при коливаннях стовуються токсичні, вибухонебезпечні реагенти вмісту хлорату 30%. Зменшення зазначеного чи каталізатори. співвідношення приводить до забруднення готовоНайбільш близьким по технічній сутності і рего лугу продуктами корозії через хлорати, а зультату, що досягається, є спосіб очищення конзбільшення приводить до додаткового збільшення центрованого розчину лугу від хлорату шляхом вмісту карбонату внаслідок розкладання додавання сахарози у виді тростинного чи буряконадлишкової сахарози і, можливо, фарбуванню вого цукру в кількості більш 1 моля на 8 молей твердого лугу через присутність сахарози, що не хлорату (більш 0,4 г сахарози на 1 г хлорату). При розклалася. Зниження робочої температури вицьому реакція відновлення хлорату проходить при парного апарата нижче 230 °С приводить до знитемпературі 150-280°С без додавання ження швидкості термічного розкладання хлорату і каталізатора, причому оброблюваний розчин не забрудненню готового лугу продуктами корозії забруднюється продуктами реакції [див. патент випарного апарата, а також загальному зниженню США №2610105, опублікований 09.09.1952 року]. продуктивності за рахунок збільшення часу Недоліком відомого способу є інтенсивне остаточної дегідратації готового лугу. Збільшення пінення лугу в присутності сахарози, що значно робочої температури випарного апарата вище 370 погіршує режим роботи випарного апарата, приво°С приводить до забруднення готового лугу продить до одержання не цілком збезводненого продуктами корозії випарного апарата через дукту, збільшенню витрати тепла і зниженню збільшення агресивності розплаву лугу, що росте з продуктивності. Для усунення пінення необхідно підвищенням температури. Зменшення використовувати спеціальні піногасники, що приповерхневої швидкості подачі концентрованого водить до забруднення готового лугу, або значно розчину нижче 0,4кг/хв м2 (в перерахунку на 100 % знижувати інтенсивність нагрівання, що знижує речовину) приводить до зниження продуктивності, продуктивність і погіршує якість готового лугу чеа збільшення понад 11,0 кг/хв м2 (у перерахунку на рез збільшення загальної корозії за рахунок 100 % речовину) приведе до неповної дегідратації збільшення часу випарювання. Крім того, незначі забруднення готового лугу продуктами корозії ний залишок сахарози, що не прореагувала, може через хлорати завдяки збільшенню площі і часу приводити до фарбування готового лугу, а частина контакту концентрованого розчину, що містить надлишкової сахарози, що розклалася, збільшує хлорат, зі стінками випарного апарата. Зменьшенвміст карбонату в готовому лузі. ня швидкості нагрівання нижче 0,7г/хв град привоВ основу винаходу покладена задача створендить до істотного зменшення продуктивності ня такого способу, який би дозволив підвищити ізниження ефективності випарювання, а якість готового лугу, скоротити витрати сахарози, збільшення понад 16,0г/хв град приведе до усунути пінення при випарюванні і фарбування неповної дегідратації і зниження якості готового готового твердого лугу, виключити необхідність твердого лугу. точного дозування сахарози, скоротити корозії Окремо зупинимося на проблемі пінення. випарного устаткування в перерахуванні на тонну Утворення піни відбувається при випливанні газових пухирців із глибини розчину лугу на поверхню 5 74754 6 за рахунок високої поверхневої активності температурі випарного апарата. Якість готового розчинів лугу. Газові пухирці можуть містити водятвердого лугу поліпшується за рахунок зменшення ний пар, що утвориться при кипінні розчину і вугзагальної корозії випарного апарата завдяки малій лекислий газ, що утвориться при розкладанні саплощі і малому часу контакту розчину лугу зі харози. Тому збільшення піноутворення стінками апарата, а також малій концентрації саспостерігається: при збільшенні швидкості харози і низькій робочій температурі випарного нагрівання вище 16,0 г/хв град за рахунок великої апарата. інтенсивності пароутворення в обсязі розчину; при Ефективність винаходу ілюструється наступзбільшенні поверхневої швидкості нагрівання виною таблицею на прикладі дегідратації 46% розще 11 кг/хв м2 за рахунок збільшення висоти сточину каустичної соди, що містить хлорат, у впа розчину, у якому відбувається пароутворення; випарній ємності із сірого чавуна. а також при збільшенні концентрації сахарози виВикористання запропонованого способу ще 3,4 моль на 100 моль хлорату за рахунок дозволяє, як це видно з приведеної таблиці, інтенсивного виділення вуглекислого газу, що підвищити якість готового лугу, скоротити витрати утвориться при розкладанні останньої. Якість госахарози, усунути пінення при випарюванні і фартового твердого лугу поліпшується за рахунок бування готового твердого лугу, виключити зменшення загальної корозії випарного апарата необхідність точного дозування сахарози, скоротизавдяки малій площі і малому часу контакту розти корозії випарного устаткування в перерахуванні чину лугу зі стінками апарата, а також малій на тонну готового лугу, зменшити робочу темпераконцентрації сахарози і низькій робочій туру випарного апарата. Сод. (нач.) Кіл. Цукру Т-ра процеNaCl 3% г/л (р-ра) су °З Швидк. Подачі кг/(хв м2) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,108 0,108 0,15 0,108 270-370 270-370 270-370 360 4,64 4,64 5 5 0,3 0 270-370 0,3 0,108 20-370 5 Заповнення ємності розчином Комп’ютерна верстка М. Клюкін Час випарюКонц. вання і плавгот. ки година NaOH % Сод. (кін.) заліза % Зовн. вигляд 5 8 5 Неперервн. 0 5 96,6 96,6 96,6 96,5 0,003 0,004 0,003 0,005 Білий Білий Білий Білий 94,5 0,3 Бурий 5 96 0,06 Інтенсивно рожевий 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