Способ концентрирования растворов неорганических соединений

Юоюэ СоаетскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 874083.СССР аю делен нзебветений н фткрытвй(53) УДК 661 .6342 (088.8) Дата опубликования описания 25, 10, 81 Г. Д. Харлампови; В. Б. Терентьев, Р. И. Кудряшова(72) Авторыизобретенияи Т. Л. Кузнецова Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им, С, М. Кирова;54)СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХСОЕДИНЕНИЙ Изобретение относится к способуконцентрирования растворов агрессивных соединений, которые широко применяются в народном хозяйстве,. напримерфосфорной кислоты, гидроксида натрия,сульфида натрияКонцентрирование растворов неорганических соединений в промьппленностиосуществляют в теппообменных аппаратах с передачей тепла через греющие10поверхности или в аппаратах непосредственного контакта. Недостатком споспособов является снижение теплопередачииз-за отложения солей на стенках у наличие сильной коррозии аппаратов, а5также значительный унос продукта сотходящими дымовыми газами,Известен способ концентрирования и обесфторивания фосфорной кислоты20 путем отдувки из кислоты паров воды и соединений фтора с помощью органического теплоносителя нерастворимого во воде с температурой кипения 90-120 С. Органический теплоноситель подают в колонну в виде паров с температуройо90-120 С, обогрев колонны осуществляют путем подвода тепла извне. Органический теплоноситель выносит из колонны воду и соединения фтора (в виде паровой фазы), концентрированную кислоту отводят из нижней части колонны, Смесь паров с верхней части колонны частично конденсируют водой и направляют в теплообменник, где происходит нагревание поступающей на концентрирование кислоты 1 1.Однако применение в качестве органического теплоносителя термически нестабильного бензина не позволяет осуществлять его перегрев и, таким образом, использовать теплоту перегрева паров, поэтому для поддержания теплового баланса необходим дополнительный подвод тепла извне,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ концентри87408 30 рования фосфорной кислоты при непосредственном контакте ее с теплоносителем - смесью органических жидкостейос температурой кипения 40-100 С и 100 о300 С. В качестве низкокипящей орга-.нической жидкости используют бенэол,в качестве высококипящего компонента -дифенильную смесь. Используемые жидкости инертны к фосфорной кислоте и еепримесям,в интервале рабочих темпера Отур. Изменение соотношения высоко- иниэкокипящих,кидкостей позволяет менять температуру в выпарном аппарате.Увеличение содержания низкокипящейжидкости в теплоносителе приводит к 15снижению температуры в аппарате вследствие уменьшения парциального давленияводяных паров над зеркалом фосфорнойкислоты за счет разбавления их парами легкой .фракции. Увеличение содержания в теплоносителе легкой фракциитакже способствует более глубокойотгонке фтористых соединений Г 21.Недостатком данного способа является наличие высококипящей жидкости,коиденсирующейся с концентрированнойкислотой, что требует дополнительногоразделения фосфорной кислоты и дифенильной смеси, кроме того, концентрация полученной кислоты составляетоколо 52 мас. 7. РО.Цель изобретения - повышение концентрации растворов и упрощение способа эа счет исключения стадии разделения упаренного раствора и органи 35ческого теплоносителя.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу концентрированиярастворов неорганических соединений,включающему контактирование их с нагре 40той органической жидкостью, в качествекоторой берут соединения, выбранныеиэ ряда: толуол, ксилол, триметилбензол, подаваемых в виде паров, пересгретых до 300-350 С,В качестве неорганических соедине 45ний берут или фосфорную кислоту, илигидроксид натрия, или сульфид натрия.Отличиями способа являются используемые органические реагенты и растворы соединений, которые подвергают концентрированию.Используемые жидкости инертны кконцентрируемым неорганическимсоединениям в интервале рабочих температур. Концентрирование проводитсяв колонне с насадкой (кольца Рашига) 3 4или в колонне с тарелками. В верхнюючасть колонны подают раствор неорганического соединения, а в нижнюючасть - перегретые пары теплоносителяос температурой 300-350 С. Таким образом, температура низа колонны вышетемпературы кипения органического теплоносителя, что обеспечивает его полное отсутствие в концентрированномрастворе, отводящимся с низа колонны,Иэ верхней части колонны отводят смесьтеплоносителя и воды, После конденсации и сепарирования теплоноситель возвращают в перегреватель.Использование перегретых паровлегкокипящих теплоносителей позволяетизбежать внешнего обогрева колонны истадию разделения концентрированногораствора и органического теплоносителя.П р и м е р. Концентрирование растворов неорганических соединений осуществляют на лабораторной колоннеВнутренний диаметр колонны 20 мм, насадка - керамические кольца Рашига,высота насадки 600 мм. 100 мл. разбавленного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 20 мас. Е РО подают в верхнюю часть колонны. Расходкислоты 2 мп/мин, В нижнюю часть колонны поступают перегретые до 300 о350 С пары теплоносителя, толуола.Концентрирование растворов фосфорнойкислоты осуществляют на поверхностинасадки за счет теплоты перегревапаров теплоносителя и образованияазеатропной смеси, толуол - вода. Сверха колонны отводят пары азеатропаопри 85-90 С, конденсируют и разделяют.С низу отводят концентрированную фос- .форную кислоту, В результате получают8 б мл воды, 400 мл толуола, 14 мп концентрированной кислоты с содержаниемРО 70 мас Х.Результаты опытов по концентрированию гидроксида натрия и сульфиданатрия с использованием в качестветеппоносителей алкилбензолов (ксилол,триметилбензол) приведены в таблице.Внедрение предлагаемого способаконцентрирования позволит на 10-157.снизить расход корроэиустойчивых материалов, полностью ликвидироватьвредные выбросы в атмосферу на выпарных аппаратах, получить высококонцентрированные растворы агрессивных неорганических соединений,ь 4 1 ь СЧ оо СЧ о о с сб 1 1 о о сч м о о 1 1. о о сч м о оФ 1 1 о о сч м о о м и м м о ом о о оа л 1 м м м 11 1кц1ж1;О о а ФЕ 4 М Е 4 О 1 О ОО О О О -1 Е 4 М Е 1 Х о1 олЭОаоЭЭ Охох юЭ ОР хЛхй 1ОВ офМ РСб ФО Ж офРч ФфССЪ ЖЖ 34,о Ф О а Оф х а о Й О,1 1 1 1 ( 1 1. 1 Щ М О 63 Е х х Р Э Э х х О О И Х 1 О О 6 " Э Э О Э Э С И Ю Е Э Ю 1Э О 1 С Ю Э О О Э Ф И И Е Э Ф 1-4 О,1 О хЯЭ 11 Ф йо 1 Ж ц О х (фЦ Х Оа874083 Формула изобретений 1. Способ концентрирования растворов неорганических соединений, включающий контактирование их с нагретой органической жидкостью, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения концентрации растворов иупрощения способа, в качестве органической жидкости берут соединения, выбранные из ряда: толуол, ксилол, триметилбензол, подаваемых в виде паров, перегретых до 300-350 С.о 82. Способ по п. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что в качестве неорганических соединений берут или фосфорную кислоту, или гидроксид натрия, 5 или сульфид натрия. Ис то чни ки инфо рмации у принятые во внимание при экспертизе2. Авторское свидетельство СССРВ 522132, СО 1 В 25/18, 1976.Составитель В. Гродзовскаяв р и. и т, ,. кемуд,Заказ 9116/1 О Тираж 709 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРаушская наб. д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4