CS277100B6 - Sposob spracovania karbidu vápenatého - Google Patents

Description

1 CS 277100 B6

Vynález rieši spósob spracovania karbidu vápenatého za tvor-by acetylénu lúžiacim roztokom a súčasnej výroby uhličitanu vápe-natého, pri ktorom sa lúžiaci roztok regeneruje a súčasne vznikáuhličitan vápenatý.

Acetylén sa okrem vysokoteplotnej pyrolýzy už dávno priemy-selne vyrába z karbidu vápenatého rozkladom vodou (P. HELLMOND,D. SCHNURPFELL; Acetylenchemie. Carbid und Acetylen, Herstellungund Reaktionen. Vyd. VEB Deutscher Verlag furGrundstoffindustrie, Leipzig /1986/; I. A. ANTONOV, L. M. KUZNE-COV, S. P. NEŠUMOVA: Polučenije acetilena iz karbida kaícija.Vyd. Chimija, Moskva /1980/). Pri výrobě acetylénu rozkladom kar-bidu vápenatého vodou vzniká obvykle ako priemyselný odpad tzv.karbidové vápno v podobě vodnéj suspenzie hydroxidu vápenatéhoa dalších nečistot pochádzajúcich z výrobného procesu. Karbidovévápno má len velmi obmedzené praktické využitie a spravidla depo-nuje v usadzovacích nádržiach alebo na skládkách ako ekologickýzávadný odpad, zaberajúci často velké rozlohy úrodnej pódy. Navý-še, po usadení suspenzie hydroxidu vápenatého a dalších tuhýchpříměsí odpadajúca voda z "karbidového” vápna obsahuje ešte roz-puštěný hydroxid vápenatý, ktorý třeba z nej z ekologických dóvo-dov technicky a najma energeticky náročným spósobom odstraňovat.Ak sa zasa na rozklad karbidu vápenatého použije malé množstvovody, čím sa vyrába acetylén a "suché" vápno, nedojde k dostateč-nému rozkladu karbidu vápenatého, čo znižuje výtažky acetylénu.Také "vápno" však na depónii pozvolna uvolňuje vplyvom atmosfe-rickej vlhkosti acetylén, čo je nežiadúce z bezpečnostného i eko-logického hladiska.

Uvedené spósoby neriešia však súčasne uskutočnenie rozkladukarbidu vápenatého a tým výroby acetylénu.

Avšak podlá tohto vynálezu sa spósob spracovania karbiduvápenatého a acetylén a uhličitan vápenatý uskutečňuje tak, že sana karbid vápenatý pósobí vodným roztokom obsahujúcim najmenejjednu dusíkatú organickú zásadu a najmenej jednu sol anorganickéja/alebo organickéj kyseliny, spósobilej tvořit vo vodě rozpustnávápenatú sol, najmenej s jednou dusíkatou organickou zásadou,v stechiometrickom alebo váčšom množstve, vztahovanom na vylúži-telný podiel vápenatéj zložky v technickom karbide vápenatom,tvoriaci odpovedajúcu vápenatú sol, pričom do vodného roztokuvápenatéj soli a najmenej jednej dusíkatéj organickéj zásadyalebo ich zmesí s najmenej jednou solou anorganickej a/aleboorganickéj kyseliny s najmenej jednou organickou zásadou, pooddělení mechanických nečistot sa vovedie do roztoku plyn obsahu-júci oxid uhličitý, čím sa vyzráža práškový uhličitan vápenatý,ktorý sa oddělí. Výhodou spósobu podlá tohto vynálezu v porovnaní s doteraj-ším stavom techniky je jeho bezodpadovost, lebo neodpadá ani sus-penzia hydroxidu vápenatého, ktorý inak představuje nevratnýodpad a ani vo vodě rozpuštěný hydroxid vápenatý, ktorý jez ekologických dóvodov nutné před vypuštěním do veřejných tokovz odpadovéj vody odstraňoval. Ďalšou výhodou je uzavretosl: výrob-ného cyklu, v ktorom odpadá stála potřeba novej vody. Navýše saprodukuje ako cenný vedlajší produkt mikrozrnný uhličitan vápena-tý. Ďalšou výhodou, okrem zabránenia tvorby dalších depónii kar- CS 277100 B6 2 bidu vápna je úplný rozklad a zánik karbidu vápenatého, keďžev karbidovom vápně sú spravidla po dlhý čas zvyšky nerozloženéhokarbidu vápenatého, ktoré sa v depóniach pozvolna rozkladajú zatvorby výbušného a jedovatého acetylénu, čím ohrozujú bezpečnostokolia depónií. Navýše, nakolko spósobom podlá tohto vynálezu sakarbid vápenatý spracováva rozkladom nie samotnou vodou, ale vod-ným roztokom solí, znižuje sa ich prítomnostou rozpustnost acety-lénu vo vodnom prostředí, zmenšujú sa tým,· straty aj acetylénua klesá nebezpečenstvo explózie v dósledku jeho desorpcie počasdalšej manipulácie.

Zo spósobu podlá tohto vynálezu je zřejmé, že výhodnéjšie jerozkládat karbid vápenatý za tvorby acetylénu takým spósobom, abykarbidové vápno vóbec nevznikalo, ale aby vápenná zložka ostávalav roztoku, z ktorého ju možno vyzrážat v podobě uhličitanu vápe-natého, To sa podlá tohto vynálezu dosahuje spracovaním karbiduvápenatého lúžiacim roztokom (miesto samotnéj vody, ako sa torobí dosial) na výrobu uhličitanu vápenatého z oxidových alebohydroxidových vápenatých surovin.

Ako lúžiaci roztok možno použit vodné roztoky obsahujúceaspoň jednu dusíkatú organická zásadu a alespoň jednu sol anorga-nickej a/alebo organickej kyseliny s dusíkatou organickou zása-dou, v množstve odpovedajúcom obsahu vylúžitelných vápenatýchzložiek (najma karbidu, oxidu, sulfidu a kyanamidu vápenatého),přítomných v technickom karbide vápenatom. Rozklad a lúženie kar-bidu vápenatého móže prebiehat v teplotnom rozmedzí 0 °C až 100 °C, s výhodou pri 50 °C až 70 °C, kedže lúžiaci roztok sasamovolné zahrieva reakčným teplom, rozkladná reakcia pri týchtoteplotách prebieha rýchlejšie a rozpustnost plynného acetylénuv roztoku je nižšia.

Ako dusíkaté organické zásady prichádzajú do úvahypredovšetkým technicky lahko dostupné málo prchavé zlúčeniny, akosú alkanolamíny, napr. monoetanolamin (2-aminoetanol)H2NCH2CH2OH, dietanolamín (bis/2-hydroxyetyl/amín)NH/CH2CH2OH/2, l-amino-2-propanol CH3CH/OH/CH2NH2 a pod. Ako anorganické a/alebo organické kyseliny prichádzajú do úvahy tie,ktoré tvoria vo vodě rozpustné vápenaté soli, ako napr. kyselinachlorovodíková, kyselina dusičná, kyselina mravčia, kyselinaoctová a pod. Okrem jednotlivých solí anorganických alebo orga-nických kyselin s dusíkatými organickými zásadami možno použit ajich zmesi, připadne sústavy obsahujúce anióny viacerých organic-kých alebo anorganických kyselin, ako aj katióny viacerých dusí-katých organických zásad. Z hladiska stability výroby je všakvhodnejšie použitie iba jednej dusíkatej organickej zásady a jejsoli. Z rozkladného lúžiaceho roztoku, obsahujúceho rozpuštěnávápenatá sol, sa po oddělení nerozpustných nečistot (napr. uhlí-ka, oxidov kremíka, hliníka, železa a i.) vyzráža oxidom uhliči-tým jemnozrnný uhličitan vápenatý. Reakciou vyzrážania uhličitanuvápenatého sa rozkladný lúžiaci roztok regeneruje a možno hopriamo použit na rozklad dalšieho podielu karbidu vápenatého vovýrobnom cykle. Tým sa výroba acetylénu podlá tohto vynálezu stá- 3 CS 277100 B6 4 va prakticky bezodpadovou technológiou s uzavretým okruhom upot-rebenia rozkladného lúžiaceho roztoku a so súčasnou produkcioudalšieho cenného výrobku - zrážaného uhličitanu vápenatého. Pre-mývacie vody, vznikájúce pri čistění vyzrázeného uhličitanu vápe-natého od reakčného prostredia, možno použit na přípravu novéhorozkladného lúžiaceho roztoku a dopíňanie jeho strát vo výrobnomcykle, čím sa podstatné obmedzí množstvo odpadových vod. Výrobný postup podlá tohto vynálezu možno uskutečnit diskon-tinuitne, polokontinuitne i kontinu!tne. Jeho výhodou je techno-logická jednoduchost, nevyžadujúca si technicky náročné zariade-nia, ako aj adaptabilnost na štandardný spósob rozkladu karbiduvápenatého vodou. Ďalšie podrobnosti uskutočnenia spósobu podlá tohto vynále-zu, ako aj dalšie přednosti.sú zřejmé z príkladov. Příklad 1 100 hmot. dielov technického karbidu vápenatého o zložení76,0 % hmot. CaC2, 15,0 % hmot. CaO, 2,5 % hmot. C, 6,5 % hmot. nerozpustných oxidov, rozdrveného na zrnitost 0,00.1 až 3 mm, sapřidává po častiach do 1 800 hmot. dielov roztoku obsahujúceho299,5 hmot. dielov chloridu monoetanolamónneho HQCHjCH^NI^«HCl, 0,5 hmot. dielu monoetanolamínu a 1 500 hmot. dielov vody. Týmprebehne reakcia CaC2 + H20 + HOCH2CH2NH2HCI C2H2 + CaCl2 ++ HOCH2CH2NH2. Uvolněný acetylén sa odvádza na dalšiespracovanie. Po rozpuštění karbidu vápenatého sa roztok, zahriaty reakčným teplom na teplotu 65 ± 3 °C, po přefiltrovaní sýti oxi-dom uhličitým až do úplného vyzrážania uhličitanu vápenatého,CaCl2 + 2HOH2CH2NH2 + C02 CaCO3 + 2HOCH2CH2NH2.HCl, ktorý sa od roztoku oddělí přefiltrováním a premyje vodou (výtažok 145hmot. dielov CaCO3). Filtrát obsahuje regenerovaný rozkladný lúžiaci roztok, ktorý sa dalej použije na rozklad dalšieho podie-lu karbidu vápenatého v dalšom výrobnom cykle. Příklad 2

Do 1 000 hmot. dielov rozkladného lúžiaceho roztoku, připra-veného postupom ako v příklade 1, o zložení 169,4 hmot. dielovchloridu monoetanolamónneho, 0,6 hmot. dielu uhličitanu monoeta-nolamónneho a 830 hmot. dielov vody, sa přidává po častiach 55hmot. dielov karbidu vápenatého o zložení a zrnitosti akov příklade 1. Uvolněný acetylén sa odvádza na dalšie spracovanie.Po rozpuštění karbidu vápenatého sa roztok spracúva ako v příkla-de 1. Výtažok uhličitanu vápenatého je 75 hmot. dielov. Příklad 3 100 hmot. dielov technického karbidu vápenatého o zložení a zrnitosti ako v příklade 1 sa přidává po častiach do 2 900 CS 277100 B6 4 hmot. dielov roztoku obsahujúceho 430 hmot. dielov mravčanudietanolamónneho HN/CH2CH2OH/2.HCOOH, 2 hmot. diely dietanolamínu a 2 468 hmot. dielov vody. Po rozpuštění karbidu vápenatého saroztok spracúva ako v příklade 1. Výtažok CaCO3 je 144 hmot.dielov. Příklad 4

Technický karbid vápenatý špecifikovaný v příklade 1 sa při-dává po častiach do 1 900 hmot. dielov roztoku obsahujúceho 230hmot. dielov chloridu monoetanolamónneho HOCH2CH2NH2.HCI a 80 hmot. dielov octanu monoetanolamónneho, 1,5 hmot. dielovdietanolamínu a 1 588,5 hmot. dielov vody. Uvolněný acetylén saodvádza na dalšie spracovanie. Po rozpuštění karbidu vápenatéhosa roztok zahriaty reakčným teplom a po přefiltrovaní sýti oxidomuhličitým až do úplného vyzrážania uhličitanu vápenatého. Tentosa oddělí filtráciou, premyje vodou a vysuší. Získá sa 145 hmot.dielov uhličitanu vápenatého. Příklad 5

Postupuje sa podobné ako v příklade 1, len miesto 1 800hmot. dielov roztoku obsahujúceho 299,5 hmot. dielov chloridumonoetanolaminu sa použije 329 hmot. dielov adičného produktumonoetanolaminu s kyselinou mravčou ΗΟΟΗ2υΗ2ΝΗ2.HCOOH. Po rozpuš-tění karbidu vápenatého sa roztok po přefiltrovaní a tým odstrá-není mechanických nečistot (zlúčenín kremíka, hliníka, horčíkaa koksu) sýti oxidom uhličitým, pričom výtažok sférolitickéhouhličitanu vápenatého je 146 hmot. dielov.

Claims (4)

1. 5 CS 277100 B6 x PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spósob spracovania karbidu vápenatého na acetylén a uhličitanvápenatý, vyznačujúci sa tým, že sa na karbid vápenatý pósobívodným roztokom obsahujúcim najmenej jednu dusíkatá organickázásadu a najmenej jednu sol anorganickéj a/alebo organickéjkyseliny, spósobilej tvořit vo vodě rozpustná vápenatá sol,najmenej s jednou dusíkatou organickou zásadou, v stechiomet-rickom alebo váčšom innožstve, vztahovanom na vylážitelnýpodiel vápenatéj zložky v technickom karbide vápenatom, tvo-riaci odpovedajácu vápenatá sol a následné do vodného roztokuvápenatej soli a najmenej jednej dusíkatej organickej zásadyalebo ich zmesí s najmenej jednou solou anorganickéj a/aleboorganickej kyseliny s najmenej jednou organickou zásadou, pooddělení mechanických nečistot sa privedie plyn obsahujácioxid uhličitý, čím sa vyzráža práškový uhličitan vápenatý,ktorý sa oddělí.
2. 2. Spósob podlá bodu 1, vyznačujáci sa tým, že karbid vápenatý sarozkládá vodným roztokom obsahujácim alkanolamín, s výhodoumonoetanolamín a/alebo dietanolamín a jeho sol s kyselinou,tvoriacou vo vodě rozpustná vápenatá sol, s výhodou s kyseli-nou chlorovodíkovou a/alebo s kyselinou dusičnou a/alebos kyselinou mravčou a/alebo s kyselinou octovou.
3. 3. Spósob podlá bodu 1 a 2, vyznačujáci sa tým, že po oddělenínerozpustných mechanických nečistot, ako nerozpustného podielukarbidu vápenatého sa z roztoku pósobením oxidu uhličitéhovyzráža uhličitan vápenatý, ktorý sa oddělí, s výhodou premyjevodou a vysuší.
4. 4. Spósob podlá bodu 1 až 3, vyznačujáci sa tým že sa lážiaciroztok po oddělení uhličitanu vápenatého, s výhodou po nahra-dení strát, opátovne použije alebo recirkuluje do spracovaniapri rozklade dalšieho podielu karbidu vápenatého. Konec dokumentu