PL158595B1 - Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu metoda amoniakalna PL - Google Patents

Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu metoda amoniakalna PL

Info

Publication number
PL158595B1
PL158595B1 PL26529087A PL26529087A PL158595B1 PL 158595 B1 PL158595 B1 PL 158595B1 PL 26529087 A PL26529087 A PL 26529087A PL 26529087 A PL26529087 A PL 26529087A PL 158595 B1 PL158595 B1 PL 158595B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ammonia
carbonization
mol
distiller
carbon dioxide
Prior art date
Application number
PL26529087A
Other languages
English (en)
Other versions
PL265290A1 (en
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to PL26529087A priority Critical patent/PL158595B1/pl
Publication of PL265290A1 publication Critical patent/PL265290A1/xx
Publication of PL158595B1 publication Critical patent/PL158595B1/pl

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu m etoda am oniakalna, polegajacy na karboniza- cji solanki am oniakalnej w kolum nie karbonizacyjnej i w prow adzaniu do niej am oniaku, znamienny tym, ze do kolum ny karbonizacyjnej, oprócz dw utlenku wegla w postaci gazu górnego i dolnego, w strefe maksymalnej tem peratury karbonizowanej solanki am oniakalnej i/lu b znacznie ponizej tej strefy w prow adza sie gaz zawierajacy 5-98% objetosciowych am o- niaku pochodzacego z mieszanki (PLM ) plynu z podgrzewacza (R H -D S ) i mleka wapiennego i/lu b destylera kondensatów am oniakalnych (C -C ), i/lu b destylera am oniaku (DS). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wodorowęglanu sodu metodą amoniakalną.
Znany i dotychczas stosowany jest sposób wytwarzania wodorowęglanu sodu metodą amoniakalną polegający na tym, że solankę amoniakalną z absorbera amoniaku (ABM) z pewną ilością dwutlenku węgla karbonizuje się dalej zgodnie z reakcją:
NaCL + NH4HCO33- NaHCO3 + NH4CI
W wyniku reakcji otrzymuje się osad wodorowęglanu sodu, który oddziela się na filtrach (FLR) oraz chlorek amonu. Z nieprzereagowanego wodorowęglanu amonu regeneruje się amoniak i dwutlenek węgla, a z chlorku amonu amoniak wydzielony w wyniku działania wapna.
Ług pofiltracyjny po oddzieleniu osadu wodorowęglanu sodu wprowadza się do wymiennika ciepła kolumny destylacyjnej (RH-CD), w którym w wyniku podgrzewania gazami z destylacji amoniaku następuje częściowy rozkład soli węglanowo-amonowych z wydzielaniem dwutlenku węgla do fazy gazowej. Następnie podgrzany w wymienniku ciepła kolumny destylacyjnej (RH-CD) płyn spotyka się w przeciwprądzie w podgrzewaczu destylera (RH-DS) z gorącymi gazami z destylera amoniaku (DS). Powoduje to prawie całkowity rozkład soli węglanowo-amonowych, oddestylowanie amoniaku i dwutlenku węgla oraz podgrzanie płynu. Płyn prawie całkowicie uwolniony od dwutlenku węgla kieruje się do mieszalnika (PLM) płynu z podgrzewacza destylera (RH-DS) i mleka wapiennego. Podczas mieszania następuje rozkład części chlorku amonowego z wydzielaniem amoniaku zgodnie z reakcją:
2NH4CI + Ca(OH)a-2NH3 + 2H2O + CaCla
Ilość amoniaku wyzwalającego się w mieszalniku (PLM) płynu z podgrzewacza destylera (RH-DS) i mleka wapiennego stanowi około 25% całkowitej jego ilości odprowadzonej w solance z absorbera (ABM). Wydzielony amoniak przepływa przez podgrzewacz destylera (RH-DS), a uzyskana zawiesina do destylera amoniaku (DS) ogrzewanego bezprzeponowo parą wodną. Następuje tu dalszy rozkład chlorku amonu i siarczanu amonu, a wydzielony amoniak przepływa również przez podgrzewacz destylera (RH-DS).
Amoniak uzyskiwany w węźle destylacji stanowi do 70% całkowitej jego ilości odprowadzanej do absorbera (ABM) w celu przygotowania solanki amoniakalnej do karbonizacji. Gazy odprowadzane z węzła destylacji przed skierowaniem ich do absorpcji kierowane są do chłodnicy gazów (RG-RH) w celu oziębienia do temperatury 65°C i wykroplania znacznej ilości wody. Ilość amoniaku w gazach po wykropleniu wody stanowi do 80% ogólnej ilości zawartej w solance odprowadzanej z absorbera (ABM) do kalcynacji. Amoniak i dwutlenek węgla zawarto w kondensatach z chłodnicy gazów (RG-RH) oraz z chłodnicy gazów z kalcynacji (RG-SHT) kierowane są
158 595 do destylera kondensatów amoniakalnych (CC), a stąd do absorbera (ABM). Ilość amoniaku w gazach z destylera kondensatów amoniakalnych stanowi do 20% ogólnej ilości zawartej w solance odprowadzanej z absorbera (ABM).
Znany jest również z opisu patentowego nr 39421 sposób wytwarzania wodorowęglanu sodu metodą amoniakalną polegający na tym, że do kolumny karbonizacyjnej wprowadza się 100% amoniak ze zbiornika buforowego. Amoniak wprowadzany jest w ilości nie większej niż wynoszą jego straty w procesie karbonizacji. Reakcję karbonizacji prowadzi się w temperaturze około 70°C. Krystalizację wytrąconego wodorowęglanu sodowego kończy się w temperaturze 35°C.
Zasadniczą wadą stosowanego sposobu wytwarzania wodorowęglanu sodu metodą amoniakalną jest wydmuchiwanie z kolumn karbonizacyjnych 5-15% amoniaku w stosunku do całkowitej jego ilości wprowadzanej w solance amoniakalnej, co niekorzystnie wpływa na wydajność procesu karbonizacji. W wyniku wydmuchiwania tej ilości amoniaku stosunek molowy NH^^Cl z wartości 1,10-1,15 w roztworze na wejściu do kolumny karbonizacyjnej zmniejsza się 1,0—0,95 na jej wyjściu. Przy wydmuchiwaniu amoniaku w ilości 8-10% w stosunku do jego ilości odprowadzanej z procesu absorpcji uzyskanie wydajności maksymalnej wymaga utrzymywania temperatury na wyjściu z kolumny karbonizacyjnej 25-28°C. Utrzymywanie takiej temperatury z uwagi na konieczność chłodzenia płynu u dołu kolumny jest uciążliwe i kosztowne, a w warunkach tropikalnych bardzo kosztowne.
Sposób według opisu patentowego nr 39 421 uniemożliwia sterowanie procesem karbonizacji w kierunku uzyskiwania maksymalnych wydajności procesu i poprawy jakości kryształów.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania wodorowęglanu sodu metodą amoniakalną zapewniającego uzyskwianie optymalnej ilości wodorowęglanu sodu przy temperaturze roztworu z zawiesiną na wyjściu z kolumn karbonizacyjnych w zakresie 28-38°C.
Z przeprowadzonych badań równowagowych układu NaCl-NHa-COz-HaO w zakresie temperatur 25-35°C wynika, że przy stężeniu chlorków 5mol/dm3 zwiększenie stężenia amoniaku przeciwdziała zmniejszeniu wydajności procesu karbonizacji powodowanej nie tylko wzrostem temperatury, lecz także zmniejszeniem prężności dwutlenku węgla z 0,2 MPa do 0,1 MPa. Wartość wydajności przy stężeniu chlorków 5mol/dm3 przy prężności dwutlenku węgla wynoszącej 0,1 MPa i wartościach NHa/Cl odpowiednio 1,05; 1,10 i 1,15 w temperaturach: 25, 30 i 35°C wynoszą odpowiednio: 80,5, 79,3 i 79,3%. Przy prężności dwutlenku węgla wynoszącej 0,2 MPa wydajności o wartościach: 80,4; 79,8 i 79,6% uzyskuje się przy niższych wartościach NHe/Cl, a mianowicie: 1,00; 1,05 i 1,10.
Z przytoczonych rozważań wynika, że w przypadku trudności z utrzymywaniem temperatury 25°C, szczególnie w okresie letnim w krajach o umiarkowanym klimacie i w krajach tropikalnych, utrzymywanie wyższej temperatury praktycznie nie zmniejsza wydajności procesu jeżeli zwiększy się odpowiednio stężenie amoniaku. Z uzyskanych danych wynika także, że zwiększając stężenie amoniaku, w każdej z badanych temperatur, można zapobiec zmniejszeniu wydajności nawet wtedy, gdy prężność dwutlenku węgla maleje z 0,2 do 0,1 MPa.
Sposobem według wynalazku do kolumny karbonizacyjnej, oprócz dwutlenku węgla w postaci gazu górnego i dolnego, w strefę maksymalnej temperatury karbonizowanej solanki amoniakalnej i/lub znacznie poniżej tej strefy wprowadza się gaz zawierający 5-98% objętościowych amoniaku pochodzącego z mieszalnika (PLM) płynu z podgrzewacza (RH-DS) i mleka wapiennego i/lub destylera kondensatów amoniakalnych (CC) i/lub destylera amoniaku (DS). Gaz zawierający amoniak wprowadzany do kolumny karbonizacyjnej w strefę maksymalnej temperatury karbonizowanej solanki amoniakalnej powoduje jej wzrost do około 70°C i zmniejszanie ilości powstających zarodków krystalizacyjnych wodorowęglanu sodu. Gaz zawierający amoniak wprowadzany do kolumny karbonizacyjnej znacznie poniżej strefy maksymalnej temperatury karbonizowanej solanki amoniakalnej powoduje łagodniejsze zmiany temperatury zapobiegając powstawaniu zbyt dużej ilości nowych zarodków krystalizacyjnych wodorowęglanu sodu oraz zwiększenie wartości NHa/Cl.
Wprowadzanie dodatkowej ilości amoniaku do kolumny karbonizacyjnej nie tylko zwiększa wartość stosunku molowego NHa/Cl w roztworze na wyjściu z kolumny, lecz także wydłuża strefę wyższej temperatury w początkowym okresie krystalizacji wodorowęglanu sodu. Eliminuje ono
158 595 zbyt gwałtowne obniżenie temperatury w czasie przejścia karbonizowanej solanki do chłodnicowej części kolumny, dzięki czemu nie następuje zbyt intensywny wzrost przesycenia, a tym samym wytrącenia się dużej ilości dodatkowych kryształów wodorowęglanu sodu. Wprowadzanie gazu zawierającego amoniak bezpośrednio do kolumny karbo nizacyjnej zmniejsza stężenie amoniaku w solance amoniakalnej odprowadzanej z absorbera (ABM), a tym samym jego straty powstałe w wyniku wydmuchania.
W przypadku wprowadzania gazu zawierającego amoniak z mieszalnika (PLM) płynu z podgrzewacza (RH-DS) i mleka wapiennego zwiększa się stężenie chlorków w skarbonizowanej solance o 1-1,5% wagowych dzięki oziębianiu go poniżej temperatury 65°C i wykropleniu znacznej ilości pary wodnej. Umożliwia to zmniejszenie zużycia pary w węźle destylacyjnej amoniaku.
Sposób według wynalazku został bliżej zilustrowany w niżej podanych przykładach nie ograniczając zakresu jego ochrony. Podane procenty stanowią procenty objętościowe.
Przykład I. Do kolumny karbonizacyjnej o pojemności 100m3 wprowadza się 30m3/h solanki amoniakalnej o stężeniu 4,06mol/dcm3 amoniaku, l,62mol/dcm3 dwutlenku węgla, 4,65mol/dm3 chlorku sodu i karbonizuje gazem górnym o stężeniu 38% dwutlenku węgla i natężeniu przepływu 3250 Nm3/h oraz gazem dolnym o stężeniu 65% dwutlenku węgla i natężeniu przepływu 3000Nm3/h. W środkową część kolumny karbonizacyjnej wprowadza się amoniak o natężeniu przepływu 765 kg/h z mieszalnika (PLM) płynu z podgrzewacza destylera (RH-DS) i mleka wapiennego, po schłodzeniu go do temperatury 30°C. Kolumnę karbonizacyjną opuszcza roztwór z zawiesiną wodorowęglanu sodu o wydajności procesu karbonizacji 77,5%, temperaturze 35°C, stężeniu Cl” 5,03 mol/dcm3, NH3 ogólnym 5,55 mol/dcm3 i NH3 związanym 3,90 mol/dcm3.
Przykład II. Do kolumny karbonizacyjnej o pojemności 100m3 wprowadza się 30m3/h solanki amoniakalnej o stężeniu 4,15 mol/dcm3 amoniaku, 1,62 mol/dcm3 dwutlenku węgla,
4,5 mol/dcm3 chlorku sodu i karbonizuje gazem górnym o stężeniu 3f^*^ d^^i^tl^r^l^u węgla i natężeniu przepływu 3000 Nm3/h oraz gazem dolnym o stężeniu 65% dwutlenku węgla i natężeniu przepływu 2800 Nm3/h. W środkową część kolumny karbonizacyjnej wprowadza się, po schłodzeniu do 65°C i stężeniu, gaz z destylera kondensatów amoniakalnych (CC) w ilości 505 kg/h amoniaku i 389 kg/h dwutlenku węgla. Kolumnę karbonizacyjną opuszcza roztwór z zawiesiną wodorowęglanu sodu o wydajności procesu karbonizacji 76,5%, temperaturze 30°C, stężeniu Cl” 4,90 mol/dcm3, NH3 ogólnym 5,14 mol/dcm3 i NH3 związanym 3,75 mol/dcm3.
Przykład III. Do kolumny karbonizacyjnej o pojemności 100m3 wprowadza się 30m3/h solanki amoniakalnej o stężeniu 3,84 mol/dcm3 amoniaku, 1,62 mol/dcm2 dwutlenku węgla, 4,65 chlorku sodu i karbonizuje gazem górnym o stężeniu 38% dwutlenku węgla i natężeniu przepływu 2900Nm3/h oraz gazem dolnym o stężeniu 65% dwutlenku węgla i natężeniu przypływu 2800Nm3/h. W środkową część kolumny karbonizacyjnej wprowadza się, po schłodzeniu do 65°C i sprężeniu, gaz z destylera amoniaku (DS) zawierający 765 kg/h amoniaku oraz 459 kg/h dwutlenku węgla. Kolumnę karbonizacyjną opuszcza roztwór z zawiesiną wodorowęglanu sodu o wydajności procesu karbonizacji 76,5%, temperaturze 30°C, stężeniu Cl” 4,90 mol/dcm3, NH3 ogólnym 5,14mol/dcm3 i NH3 związanym 3,75 mol/dcm3.
Przykład IV. Do kolumny karbonizacyjnej o pojemności 100m3 wprowadza się 30m3/h solanki amoniakalnej o stężeniu 4,25 mol/dcm3 amoniaku, 1,62 mola/dcm3 dwutlenku węgla, 4,45 mola/dcm3 chlorku sodu i karbonizuje gazem górnym o stężeniu 38% dwutlenku węgla i natężeniu przepływu 3100 Nm3/h oraz gazem dolnym o stężeniu 65% dwutlenku węgla i natężeniu przepływu 2900 Nm3/h. W środkową część kolumny karbonizacyjnej po schłodzeniu do temperatury 65°C wprowadza się 285 kg/h amoniaku z mieszalnika (PLM) płynu z podgrzewacza destylera (RH-DS) i mleka wapiennego, 143 kg/h amoniaku i 108 kg/h dwutlenku węgla z destylera kondensatów amoniakalnych (CC) oraz 142 kg/h amoniaku i 66 kg/h dwutlenku węgla z destylera amoniaku (DS). Kolumnę karbonizacyjną opuszcza roztwór z zawiesiną wodorowęglanu sodu o wydajności procesu karbonizacji 78,1%, temperaturze 30°C, stężeniu Cl” 4,80 moł/dcm3, NH3 ogólnym 5,28 mol/dcm3 i NH3 związanym 3,75 mol/dcm3.
Przykład V. Do kolumny karbonizacyjnej o pojemności KX)m3 wprowadza się 30m3/h solanki amoniakalnej o stężeniu 4,00 mol/dcm3 amoniaku, 1,62 mol/dcm3 dwutlenku węgla,
4,50 mol/dcm3 chlorku sodu i karbonizuje gazem górnym o stężeniu 38% dwutlenku węgla w ilości
31(X)Nm3/h i gazem dolnym o stężeniu 65% dwutlenku węgla w ilości 3000Nm3/h. W środkową
158 595 część kolumny karbonizacyjnej po schłodzeniu do temperatury 65°C wprowadza się 350kg/h amoniaku z mieszalnika (PLM) płynu z podgrzewacza destylera (RH-DS) i mleka wapiennego, 350 kg/h amoniaku i 163 kg/h dwutlenku węgla z destylera amoniaku (DS). Kolumnę karbonizacyjną opuszcza roztwór z zawiesiną wodorowęglanu sodu o wydajności procesu karbonizacji 77,7%, temperaturze 30°C, stężeniu Cl- 4,80mol/dcm3, NH3 ogólnym 5,28mol/dcm3 i NH3 związanym 3,73 mol/dcm3.
Przykład VI. Do kolumny karbonizacyjnej o pojemności 100m3 wprowadza się 30m3/h solanki amoniakalnej o stężeniu 3,75 mol/dcm amoniaku, 1,62 mol/dcm dwutlenku węgla oraz 3,70 mol/dcm3 chlorku sodu i karbonizuje gazem górnym o stężeniu 65% dwutlenku węgla w ilości 3000 Nm3/h. Następnie wprowadza się do części górnej, środkowej i dolnej kolumny karbonizacyjnej po 250 kg/h amoniaku z mieszalnika (PLM) płynu z podgrzewacza destylera (RH-DS) i mleka wapiennego, przy czym gaz do części górnej kolumny wprowadza się w odległości 2m poniżej wejścia do niej solanki amoniakalnej, a gaz dolny w odległości 2 m powyżej ujścia solanki skarbonizowanej. Kolumnę karbonizacyjną opuszcza roztwór z zawiesiną wodorowęglanu sodowego o wydajności procesu karbonizacji 78,5%, temperaturze 30°C, stężeniu Cl” 4,75 mol/dcm3, NH3 ogólnym 5,17 mol/dcm3 i NH3 związanym 3,73 mol/dcm3.
Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    Sposób wytwarzania wodorowęglanu sodu metodą amoniakalną, polegający na karbonizacji solanki amoniakalnej w kolumnie karbonizacyjnej i wprowadzaniu do niej amoniaku, znamienny tym, że do kolumny karbonizacyjnej, oprócz dwutlenku węgla w postaci gazu górnego i dolnego, w strefę maksymalnej temperatury karbonizowanej solanki amoniakalnej i/lub znacznie poniżej tej strefy wprowadza się gaz zawierający 5-98% objętościowych amoniaku pochodzącego z mieszanki (PLM) płynu z podgrzewacza (RH-DS) i mleka wapiennego i/lub destylera kondensatów amoniakalnych (C-C), i/lub destylera amoniaku (DS).
PL26529087A 1987-04-18 1987-04-18 Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu metoda amoniakalna PL PL158595B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL26529087A PL158595B1 (pl) 1987-04-18 1987-04-18 Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu metoda amoniakalna PL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL26529087A PL158595B1 (pl) 1987-04-18 1987-04-18 Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu metoda amoniakalna PL

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL265290A1 PL265290A1 (en) 1988-11-10
PL158595B1 true PL158595B1 (pl) 1992-09-30

Family

ID=20035999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL26529087A PL158595B1 (pl) 1987-04-18 1987-04-18 Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu metoda amoniakalna PL

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL158595B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3312143A1 (en) 2016-10-19 2018-04-25 CIECH R&D Sp. z o.o. Method for brine carbonization with additional amount of ammonia in a process of soda production and system of devices for carrying out this method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3312143A1 (en) 2016-10-19 2018-04-25 CIECH R&D Sp. z o.o. Method for brine carbonization with additional amount of ammonia in a process of soda production and system of devices for carrying out this method

Also Published As

Publication number Publication date
PL265290A1 (en) 1988-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB445319A (en) Improvements in recovery of carbon dioxide from waste gases
CN107934996A (zh) 一种利用三胺尾气生产小苏打和氯化铵的工艺
CN104876253B (zh) 高钙粉煤灰中钙的处理方法
US20130213273A1 (en) Process for producing cement binder compositions containing magnesium
ES2975763T3 (es) Un método para limitar las emisiones de CO2 en los procesos de sosa
US3944474A (en) Electrolytic manufacture of chlorine and sodium carbonate
CN114853638A (zh) 一种联二脲生产方法及系统
US3493329A (en) Method of making sodium carbonate
CN100590073C (zh) 一种用三聚氰胺尾气生产纯碱、氯化铵的“非联碱法”生产方法
CN101519383B (zh) 一种利用尿素联合生产蜜胺、纯碱和氯化铵的工艺
BRPI0621297A2 (pt) processo aprimorado para a preparaÇço de magnÉsia (mgo)
US2087325A (en) Process for the production of urea and ammonium salts
PL158595B1 (pl) Sposób wytwarzania wodoroweglanu sodu metoda amoniakalna PL
CN101134590B (zh) 一种生产氟化铝联产白炭黑、硫酸铵的方法
CN1174921C (zh) 一种在循环介质中制取高纯度氧化镁或碳酸镁的方法
US5976485A (en) Sodium metabisulfite process
US1570299A (en) Ammonia soda process
CN117361583A (zh) 一种废水提取元明粉联产碳酸钠方法
US4110402A (en) Recovery of strontium from brine that contains strontium and calcium
US3540841A (en) Process for the production of anhydrous magnesium chloride
US2120287A (en) Production of sodium carbonate monohydrate
US2845329A (en) Process for making sodium carbonate and acetylene
GB2083471A (en) Synthesis of urea
SU519133A3 (ru) Способ выделени меламина
CN103935971A (zh) 一种水合肼、肼盐及adc发泡剂的绿色循环生产新工艺