Патент 1323

Способ получения безводной серно-натриевой соли из ее кристаллогидратов или водных растворов

 

ia(Г" gj

Класс +3, ь

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ № 1323

ОПИСАН ИЕ способа получения безводной сернонатриевой соли из ее кристаллогидратов или водных растворов.

К патенту А. А. Яковкина и Ю. А. Грожана, заявленному

30 мая 1914 года (ваяв. свид. № 63900).

О выдаче патента опубликовано 30 июня 1926 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 года

В России имеются громадные залежи глауберовой соли. Так, в заливе КараБугазском во время зимних холодов осаждается мощный пласт глауберовой соли, вновь растворяющийся в теплое время; такое же явление наблюдается, хотя и в меньших размерах, в соляных озерах около Баталпашинска. Мощные залежи глауберовой соли имеются также и в Сибири, как Западной, так и

Восточной. Между тем, эти залежи почти совсем не разрабатываются. Одна из причин такого явления заключается в трудности обезвоживания этой соли.

Выветривание соли на воздухе не дос1игает цели вследствие малой упругости диссоциации этого кристаллогидрата при обыкновенной температуре и способности его плавиться с образованием безводной соли и насыщенного раствора При незначительном повышении температуры. Выпаривание крепких растворов этой соли при высоких температурах сопряжено с затруднениями и большими расходами. Применение в этом процессе вакуум-аппаратов с утилизацией тепла отходящих паров является затруднительным вследствие образования плотного осадка безводной соли на нагревных поверхностях и сильного понижения их теплопроводимости. Испарение водных растворов при обыкновенном давлении также сопряжено с только-что указанным неудобством и, кроме того, требует значительной затраты топлива на дегидратацию соли, ее нагревание и испарение воды.

Неоднократно предлагавшееся выпаривание растворов около температуры наивысшей растворимости (около 34 С.) является мало-продуктивным вследствие ничтожной упругости диссоциация раствора при этой температуре. Разложение кристаллогидрата или насыщенного раствора путем нагревания, без применения испарения, хотя и требует затраты меньшего количества тепла, чем испарение, но обладает двумя главными недостатками: во-первых, незначительным выходом безводной соли и необходимостью, поэтому, превращения насыщенных при высоких температурах растворов вновь в глауберовую соль путем понижения температуры, и вовторых, указанной уже способностью выделяющейся безводной соли образовать плотные осадки на нагревных поверхностях. Наконец, известный способ осаждения безводной соли из крепких растворов путем высаливания ее при помощи твердой поваренной соли, также обладает недостатками, а потому не находит практического применения.

Целью предлагаемого способа является устранение указанных недостатков.

Сущность способа заключается в применении для высаливания безводной соли летучих веществ, способных обезвоживать кристаллогидраты или крепкие растворы соли, при температурах, лежащих выше температуры превращения кристаллогидрата или водных растворов в безводную соль. К таким веществам относятся: спирт винный, или древесный, ацетон, аммиак и т. под.

Винный спирт для осаждения семиводного кристаллогидрата из крепких водных растворов глауберовой соли уже применялся, но это осаждение произво. дилось при температурах (точнее не указанных) ниже температуры превращения кристаллогидрата в безводную соль.

Равным образом было известно и уменьшение растворимости десятиводной соли в воде, в которой растворен спирт или аммиак, но это явление изучалось лишь при низких температурах, когда не наблюдалось осадка безводной соли. Между тем, при более высоких температурах, как кристаллическая глауберова соль, так и водные растворы ее, при действии указанных веществ, дают безводную сернонатриеву соль, как это видно из следующих опытов: 1) 1 кгр. глауберовой соли, содержащей 43 / % безводной соли, нагрет с 550 куб. сант. 96 винного спирта до 45 Ц.; выделилось

415 rp. безводной соли; раствора получено 1 075 куб. сант. с содержанием

1 8 гр. соли. 2) 1 кгр. той же глауберовой соли нагрет с 0,5 литра того-же спирта до 55, образовалось 400 гр. безводной соли и 950 куб. сант. раствора, содержащего 25 гр. соли.

3) 1 кгр. 41,5% глауберовой соли нагрет с 0,5 л. того-же спирта до 60, образовалось 960 куб. сант. раствора, содержащего 21 rp. соли, и выделилось 390 гр. безводной соли. 4) 1 кгр.

424 глауберовой соли нагрет с 250 куб. сант. того-же спирта до 50 ; образовалось 350 гр. безводной соли и 735 куб. сант. раствора, содержащего 65 гр. соли. 5) 1 кгр. той-же соли нагрет с

500 куб. сант. 98«метилового спирта до 45, образовалось 400 гр. безводной соли и 950 куб. сант. раствора, содержащего 17 гр. соли. 6) Чрез 1 кгр. той-же соли пропущен газообразный аммиак, взятый при обыкновенной температуре; сначала температура смеси сильно понизилась вследствие плавления и дегидратации соли; но затем, при дальнейшем поглощении аммиака, температура быстро стала повышаться; пропускание аммиака было прекращено, когда температура поднялась до 40 Ц.

Выделилось 400 rp. безводной соли и образовало 650 куб. сант. раствора, содержащего 20 гр. соли. 7) 1 кгр. той-же соли нагрет до 50 Ц. с 500 куб. сант. ацетона; выделилось 340 гр. безводной соли и образовалось 980 куб. сант. жидкости, разделившейся на два слоя: верхний слой в качестве 720 куб. сант. состоял преимущественно из ацетона и содержал всего 3 гр. соли, а нижний, в количестве 260 куб. сант., представлял крепкий водный раствор, содержащий 77 гр. соли. 8) 1 литр 37 раствора соли нагрет до 50 Ц. с

500 куб. сант. 96 винного спирта; выделилось 400 гр. безводной соли и образовалось 1 300 куб. сант. раствора, содержащего 80 гр. соли. 9) 1 литр

36 раствора нагрет с 1 литром тога-же спирта; выделилось 430 гр. безводной соли и образовалось 1700 куб. сант. раствора с содержанием .17 гр. соли.

1 О) Чрез 3 кгр. глауберовой соли пропущено 1070 гр. паров спирта; температура поднялась - до 50 Ц. Получено

1 200 гр. безводной соли и 3 литра раствора, содержащего 80 гр. соли.

При практическом осуществлении предлагаемого способа приемы получения безводной соли в деталях отличаются между собой в зависимости от того, подвергается ли обезвоживанию природная кристаллическая глауберова соль, или же кристаллогидрат, выделившийся в зимнее время из соляных озер, или же подвергается очистке безводный технический сульфат, получаемый при действии серной кислоты на поваренную соль. Во всех случаях для обезвоживания удобнее применять винный спирт, как наиболее дешевый материал.

1. Обезвоживание природной глауберовой соли. Природная соль обыкновенно содержит: некоторое количество землистых примесей, гипса, поваренной соли и тому подобных веществ; поэтому, пред обезвоживанием она подвергается очищению путем кристаллизации. Для кристаллизации применяется в предлагаемом способе раствор соли, получаемый после осаждения безводной соли и отгонки спирта, и имеющий температуру около

100 Ц. Все тепло этого раствора утилизмруется на растворение природной соли с целью ее кристаллизации. По. этому, в предлагаемом способе тепло тратится лишь на обезвоживание глауберовой соли и на нагревание безводной соли до температуры опыта. Для грамм-молекулы глауберовой соли это тепло равно 20,6 б. кал., между тем как для обезвоживания путем испарения воды при 100 Ц, на тоже количество соли потребуется 134,7 б. кал., т. е. в 6,5 раз больше.

Прн мер 1. Чрез 322 кгр. очищенной кристаллизацией глауберовой соли пропускают 120 кгр. паров спирта, получаемых прн нагревании отбросного раствора от предыдущей операции обезвоживання. Температура смеси повышается при этом до 55 — 70 Ц. в зависимости от степени ректификации спирта и содержания водяных паров.

Все тепло спиртовых паров утилизируется на дегмдратацию соли и нагреванне смеси. При этом выделяется около

130 кгр. безводной соли, которую подвергают центрофугированию и продуванию перегретым водяным паром для освобождения следов спирта. Полученная соль содержит около 0,2м воды и ничтожное количество посторонних примесей. Полученный в количестве 320 литров раствор подвергается ректификации в колонном аппарате для отделения спирта в виде паров, которые, не проходя через холодильник, идут непосредственно на обработку новой порции очищенной глауберовой соли, а горячий водный раствор употребляется с целью очищения ее путем кристаллизации.

II. Обезвоживание кристаллогидрата, выделенного и з соляного озера в холодное в р е м я. Получаемая таким образом глауберова соль почти не содержит посторонних примесей и.может быть обезвоживаема без особой очистки. Способ обезвоживания, поэтому, почти ничем не отличается от предыдущего случая; разница заключается лишь в том, что тепло горячего слабого раствора, полученного после отгонкн спирта не находит надлежащего применения. K 20,6 б. кал., потребных на обезвоживание грамм-молекулы соли, необходимо прибавить еще потерю отходящего с раствором тепла в количестве около 10 б. кал. Но и это тепло может быть утилизировано, если часть глауберовой соли подвергать очистке путем кристаллизации ее для получения химически-чистого сульфата.

III. Очищение технического с у л ь ф а т а. Если технический сульфат содержит мало неразложенной поваренной соли, то очищение его является возможным без кристаллизации соли.

Пример 2. В 315 литрах горячего раствора соли, полученного после отгонки спирта, употребленного для осаждения безводной соли при предыдущей операции, растворяют 110 кгр. технического сульфата; к раствору прибавляют хлорной извести, необходимой для окисления закиси железа в окись, и затем известкового молока, сколько нужно для нейтрализации имеющейся в сульфате кислоты и осаждения всего железа в виде гидрата окиси. После отделения осадка в теплый еще раствор соли пропускают 11 5 кгр. паров спирта, получаемых прн нагревании отбросного раствора от предыдущей операции обезвоживания. При этом получается 100 кгр. безводной соли и 455 литров раствора, которые затем перерабатывают, как указано в примере 1.

Если же технический сульфат содержит много поваренной соли, осаждающейся прн действии спирта вместе с безводной сернонатриевой солью, то сульфат сначала очищают кристаллизацией и затем обезвожнвают полученную глауберову соль, как указано в примере I.

ПРЕДМЕТ ИАТЕНТА.

l, Способ получения безводной серионатриевой соли из ее кристаллогидратов илн водных растворов, отличающийся тем, что кристаллогидраты или водные: растворы соли обрабатывают летучими, легко растворимыми в воде или . сполна смешивающимися с нею веществами или. их парами при температурах выше температуры превращенив кристаллогидратов или водных растворов в безводную соль.

2. Прием,выполнения охарактеризованного в п. 1 способа, отличающийся тем, что через глауберову соль или ее раствор пропускают пары метилового или этилового спирта, выделившуюся безводную соль отделяют, а раствор подвергают нагреванию для удаления спирта в виде паров, которые затем пропускают в новую порцию глауберовой соли или ее раствора.