Способ концентрирования электролитических щелоков

(5 цс 01 Р 1 у ГОСУ ПОД вь П.П.Пряд оленных от осад уцал А,З;Л дуюлениехлаждем щелотем, ч оков на по ивания, освещелоков, ихе с.получению щ и й с я ка делени и ч а овышен ние ичи, ос целью ик М.И.ой соды1976,я степени чистоть при содер х сульфата ум-кристалл суспензию а тиза- о ре- нно одновреелоками АНИ ные а отделеизатора щел чаю а адию упариВЕННОЙ КОМИТЕТ СССизоБретекий и откРытий ИСАНИЕ ИЗО(56) 1. Якименко Л.М., ПасмаПроизводство хлора каустичес и основных хлорпродуктов,М.с, 40.2. Авторское свидетельстУ 1006373, кл. С 01 Р 1/42,(54)(57) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРЗЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ЩЕЛОКОВ ий последовательное упаривание их четыре стадии до концентрации щеочи на первой стадии 11-37, на второй 15-177., на четвертой 4 онной смеси тр кристаллизатор суспензии хлор кристаллизатор зии и подачу о рида натрия ще щую стадию упа центрированных на третьей 25-267. и 6-507., подачу реакциетьей стадии в вакуумпромежуточный вывод ида натрия из вакуума, разделение суспеносадка хлорида натри нии в исходных щелок рия выше 0,57, в вак тор подают сгущенную тьей стадии упариван с электролитическими рой стадии упаривани после вакуум-кристалл направляют на третью вания.Изобретение относится к химической технологии, а именно к способамполучения каустической соды посредством концентрирования электролитических щелоков диафрагменного электро лиза.Известен способ концентрированияэлектролитических щелоков путем многостадийного упаривания, по которомуупаренные до 307 щелока направляют 10на отделение кристаллов соли. Послевывода из щелоков кристаллическогопродукта их направляют на окончаельное упаривание до концентрации42-50 щелока. Упаренные щелока направляют на стадии охлаждения и разделения с получением целевого продукта 11.Недостатком этого способа является то, что из упаренной до 30% элект ролитической щелочи выводят кристаллы соли значительно загрязненные примесями сульфата натрия, что приводитк снижению качества обратного рассола и дополнительным затратам приэлектролизе.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования электролитических щело ков, включающий последовательное упаривание их в четыре стадии до концентрации щелочи на первой стадии11-137, на второй 15-177, на третьей25-26% и на четвертой 46-507 Послетретьей стадии осуществляется промежуточный вывод суспензии хлорида натрия с предварительным охлаждением щелоков в вакуум-кристаллиэаторе. Отделенные от осадка щелока подают на 40последующую стадию упариваиия с последующим их осветлением, охлаждением,разделением и получением товарнойщелочи Г 23,Известный способ позволяет повысить выход чистой соли хлорида натрия, однако загрязнение выводимойсоли хлорида натрия примесями сульфата натрия наблюдается при содержаиии в исходных 10 щелоках более 0,5% 50сульфата натрия. Это также приводит кполучению мелких кристаллов соли,что ухудшает процесс отделения осадка. Кроме того, вывод осадка затруднен в связи с высокой вязкостью раствора.Цель изобретения - повышение степени чистоты осадка хлорида натрия при содержании в исходных щелоках сульфата натрия выше 0,57.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу концентрирования электролитическцх щелоков, включающему последовательное упаривание их в четыре стадии до концентрации щелочи на первой стадии 11-137, на второй 15-177., на третьей 25-267 и на четвертой 46-507., подачу реакционной смеси третьей стадии в вакуумкристаллизатор, промежуточный вывод суспензии хлорида натрия из вакуумкристаллизатора, разделение суспензии и подачу отделенных от осадка хлорида натрия щелоков на последующую стадию упаривания, осветление концентрированных щелоков, их охлаждение и разделение с получением щелочи, в вакуум-кристаллизатор подают сгущенную суспензию третьей стадии упаривания одновременно с электролитиче - кими щелоками второй стадии упаривания, а отделенные после вакуум-кристаллизатора щелока направляют на третью стадию упаривания.На чертеже изображена технологическая схема установки для осуществления предлагаемого способа.Установка состоит из последовательно соединенных выпарных аппаратов 1 и 2, вакуум-кристаллизатора3, центрифуги 4 для отделения осадка хлорида натрия, бака 5 сбора ирастворения соли, бака 6 сбора осветленных щелоков, последовательно соединенных .выпарных аппаратов 7 и 8гидроциклона 9 для классификациисуспензии, дискового кристаллизатора 10 для охлаждения упаренногораствора, центрифуги 11 для осветления каустической сОды - целевого продукта, бака 12 сбора каустическойсоды, бака 13 сбора соли, барометрического конденсатора 14 и вакуумнасоса 15.Процесс концентрирования электролитических щелоков осуществляют следующим образом,Предварительно подогретые электролитические щелока с концентрацией107. щелочи подают в четырехкорпусную выпарную установку, где они последовательно упариваются в выпарныхаппаратах 1 и 2 соответственно доконцентрации 11,5-13, 57. и 15-177 щелочи, после чего с температурой 140142 С поступают в вакуум-кристаллиза3 1139 тор 3 дчя охлаждения до 80 фС. Сюда же направляют сгущенную суспензию с выпарного аппарата 7 второй ступени упаривания, имеющую концентрацию 25-267. щелочи и температуру 1155 120 С, и частицы осадка размером более 0,1 мм с гидроциклона 9, при этом в вакуум-кристаллизаторе 3 получают суспензию с концентрациейо 18-227 щелочи с температурой 80-85 С, 10 С вакуум-кристаллиэатора 3 суспензия поступает на центрифугу 4 для отделения осадка хлорида натрия. Выведенный осадок хлорида натрия направляют на растворение соли в бак 5, из которого приготовленный обратный рассол хлорида натрия направляется на электролизОсветленные щелока собирают в баке 6 сбора осветленных щелоков, откуда они на правляются на упаривание в последовательно расположенные выпарные аппараты 7 и 8, где щелока концентрируются соответственно концентрации 25-26% и 46-50% щелочи при темпера турах кипения раствора 114-116 и 80-85 С.Из выпарного аппарата 8 окончательной упарки раствор поступает на .идроциклон 9 для отделения частиц осадка размером более 0,1 мм и затем направляется последовательно на охлаждение в дисковый кристаллизатор 1 О и на осветление в центрифугу 11. Готовый каустик собирают в бак 1235 сбора готовой каустической соды, а соль подают в бак 13 сбора соли.В отличие отизвестного способа в предлагаемом в вакуум-кристаллизаторе получают суспензию с концентрацией 18-227 по едкому натру, растворимость сульфата натрия в которой равна 1,65- 1,557., что позволяет получать чистый обратный рассол поваренной соли при содержании в исходных электроли- а 5 тических щелоках сульфата натрия выше 0,57. Кроме того, при данной концентрации щелочи повьшается производительность оборудования при отделении кристаллов хлорида натрия иэ-за О снижения вязкости поступающего на разделение раствора.П р и м е р . Исходные электролитические щелока в количестве 1000 кг/ч1 содержащие, %: ИаОН 10; НаС 2 16,7; Иа 280 0,8; подвергают выпариванию в выпарной уСтановке с четырехкратным использованием тепла греющего пара 702 адо концентрации, 7.: ИаОН 49; НаС 2 2,5; Ма 80 О, 12. Первый корпус 1выпарной установки обогревают греющим паром, имеющим 179 С, последующие корпуса 2, 7, 8 обогреваются вторичным паром предыдущего корпуса, имеющим соответственно температуру 150,126 и 99 С, На первой и второй стадиях электролитические щелока концентрируют в первых двух последовательно расположенных корпусах 1 и 2 до концентрации, 7: ИаОН 16; МаС 116 и Иа 280+ 0,78 и в количестве 639 кг/ч раствора и 59 кг/ч осадка хлорида натрия с температурой 141 С направляют в вакуум-кристаллиэатор 3, Одновременно в него подают сгущенную суспензию с выпарного аппарата 7 в количестве 132 кг/ч,содеркащую 50% твердой фазы и имеющую концентрацию щелочи 26%. Кроме того, в вакуумкристаллизатор 3 из гидроциклона 9 поступает 30 кг/ч суспензии с концентрацией 49% щелочи с частицами осадка размером более О, 1 мм и содержащей 507 твердой фазы. В вакуум-кристаллизаторе путем смещения и само- испарения раствора получают щелока, имеющие концентрацию, 7.: МаОН 20;ИаС 1 10; Иа,БО 2,9 с температурой 80 С и кинематической вязкостью1,8 10 м /с. Из вакуум-кристаллиэатора 3 суспензия поступает в центрифугу 4, в которой отделяют осадок хлорида натрия в количестве 140 кг/ч и направляют в бак 5 для растворения водой. Полученный рассол направляют на электролиз. Осветленные щелока из бака 6 направляют на третью стадию упаривания в выпарной аппарат 7, отуда осветленные щелока в количест.ве 359 кг/ч направляют в выпарной аппарат 8, В последнем щелока концентрируют при температуре кипения раствора 82 С до концентрации. Х: НаОН 49; КаСХ 2,5; Ха 80 О, 12 и в количестве 228 кг/ч направляют в гидроциклон 9, после которого суспензию в количестве 30 кг/ч, содержащую оса". док размером более О, 1 мм, направляют в вакуум-кристаллизатор 3, а частично осветленные щелока в количестве 188 кг/ч жидкой и 10 кг/ч твердой фазы направляют иа охлаждениефдо 30 С в дисковый кристаллизатор 1 Ос последующим отделением осадка нацентрифуге в количестве 10,5 кг/чс получением готовой продукции каус1139702 Прототип Параметры Предлагаемый 1000 1000 10 10 16,5 16,5 НаСР 0,8 0,8 Иа БО 11,8 11,9 ВаСР 19,4 1,06 Иа,БОо 16,0 16,2 15,4 Ма СР 1,34 1,33 Иа, БО 68,0 70,0 Яа БО 26,0 20,0 7,4 НаС 1 10,5 1,0 Юа БО тической соды в количестве 187,5 кг/ч, содержащей, Ж: ИаОН 50; ЯаСР 1,0;Яа БО 0,03.Сравнительные данные, полученные при использовании предлагаемого и известного способов, приведены в таблице. Производительность по исходному раствору, кг/ч Концентрация исходных злектролитических щелоков, %lМа ОН Первая стадия упариванияКонцентрация, %Иа ОНИа,БОКоличество выделившихсякристаллов, кг/чБаСХ Вторая стадия упариванияКонцентрация, %НаОН Количество выделившихся кристаллов, кг/чИаСР Вакуум-кристаллизатор Концентрация, % НаОН Из таблицы видно, что в отличиеот известного способа в вакуум-кристаллизаторе отсутствуют кристаллысульфата натрия, что позволяет полу чать высококачественный обратный рассол,1139702 0,4 0,5 На, ЯО 26,0 ИаС 1 10,6 10,2Яа,ЯО 1,65 1,0 49,2 2,3 ИаС 2 Яа, ЯО О, 18 0,18 21,3 24 3,8 4,3Иа,БО Количество выделившихся кристаллов соли, ДФчНаСХ Третья стадия упариванияКонцентрация, 7ЯаОН Четвертая стадия упаривания Концентрация, 7. МаОН Количество выделившихся кристаллов кГ/чИаС 1 Количество необходимых центрифуг, шт1139702 Ю вимжирд вил тель С.Л С.Мигуно ова Корректо/17 Тираж 462НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от13035, Москва, Ж, Раушс од, ул, Проектная, 4 ППП" П Соста р С.Лисина ТехреПодписноетета СССРрытийая наб д. 4/5