Способ концентрирования растворов неорганических соединений

Способ концентрирования растворов неорганических соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Юоюэ Соаетскик

Социалистическик

Республик

OllHCAHHK

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)874083

1 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл. (22)Заавлено 24.01„80(2I) 2905338/23-26 с присоедннениект заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23, 10.81 Бюллетень М 39

В 01 0 1/14//

С 01 В 25/234

61еуаеретеекю1 кенатет.СССР аю делен азебретений н еткрытаа (53) УДК 661., .634 ° 2 (088.8) Дата опубликования описания 25. 10. 81

Г. Д. Харлампови,, В. Б. Терентьев, P. И. Кудряшова (72) Авторы изобретения и Т. Л. Кузнецова

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель

;54}СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к способу концентрирования растворов агрессивных соединений, которые широко применяются в народном хозяйстве,, например фосфорной кислоты, гидроксида натрия, сульфида натрия..

Концентрирование растворов неорганических соединений в промьппленности осуществляют в теппообменных аппаратах с передачей тепла через греющие

10 поверхности или в аппаратах непосредственного контакта. Недостатком споспособов является снижение теплопередачи из-за отложения солей на стенках и наличие сильной коррозии аппаратов, а IS также значительный унос продукта с отходящими дымовыми газами.

Известен способ концентрирования и обесфторивания фосфорной кислоты

20 путем отдувки из кислоты паров воды и соединений фтора с помощью органического теплоносителя нерастворимого в о воде с температурой кипения 90-120 С.

Органический теплоноситель подают в колонну в виде паров с температурой о

90-120 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 ки слоты (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

35 рования фосфорной кислоты при непосредственном контакте ее с теплоносителем — смесью органических жидкостей о с температурой кипения 40-100 С и 100о„

300 С. В качестве низкокипящей орга-. ни че ской жидкости используют бенэол, в качестве высококипящего компонента— дифенильную смесь. Используемые жидкости инертны к фосфорной кислоте и ее примесям,в интервале рабочих темпера- 10 тур. Изменение соотношения высоко- и ниэкокипящих.кидкостей позволяет менять температуру в выпарном аппарате.

Увеличение содержания низкокипящей жидкости в теплоносителе приводит к 15 снижений температуры в аппарате вследствие уменьшения парциального давления водяных паров над зеркалом фосфорной кислоты за счет разбавления их парами легкой .фракции. Увеличение содержания в теплоносителе легкой фракции также способствует более глубокой отгонке фтористых соединений f 2).

Недостатком данного способа является наличие высококипящей жидкости, коиденсирующейся с концентрированной кислотой, что требует дополнительного разделения фосфорной кислоты и дифенильной смеси, кроме того, концентрация полученной кислоты составляет около 52 мас. 7. PgO .

Цель изобретения — повышение концентрации растворов и упрощение способа эа счет исключения стадии разделения упаренного раствора и органического теплоносителя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу концентрирования растворов неорганических соединений, включающему контактирование их с нагре40 той органической жидкостью, в качестве которой берут соединения, выбранные иэ ряда: толуол, ксилол, триметилбензол, подаваемых в виде паров, перес гретых до 300-350 С.

В качестве неорганических соедине45 ний берут или фосфорную кислоту, или гидроксид натрия, или сульфид натрия.

Отличиями способа являются используемые органические реагенты и растворы соединений, которые подвергают кон- 5О центрированию.

Используемые жидкости инертны к концентрируемым неорганическим соединениям в интервале рабочих температур. Концентрирование проводится в колонне с насадкой (кольца Рашига) 3 4 или в колонне с тарелками. В верхнюю часть колонны подают раствор неорганического соединения, а в нижнюю часть — перегретые пары теплоносителя о с температурой 300-350 С. Таким о бр азом, температура низа колонны выше температуры кипения органического теплоносителя, что обеспечивает его полное отсутствие в концентрированном растворе, отводящимся с низа колонны, Иэ верхней части колонны отводят смесь теплоносителя и воды. После конденсации и сепарирования теплоноситель возвращают в перегреватель.

Использование перегретых паров легкокипящих теплоносителей позволяет избежать внешнего обогрева колонны и стадию разделения концентрированного раствора и органического теплоносителя.

Пример. Концентрирование растворов неорганических соединений осуществляют на лабораторной колонне °

Внутренний 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. Расход кислоты 2 мл/мин. В нижнюю часть колонны поступают перегретые до 300о

350 С пары теплоносителя, толуола.

Концентрирование растворов фосфорной кислоты осуществляют на поверхности насадки за счет теплоты перегрева паров теплоносителя и образования азеатропной смеси, толубл — вода. С верха колонны отводят пары азеатропа о при 85-90 С, конденсируют и разделяют.

С низу отводят концентрированную фос-форную кислоту, В результате получают

86 мл воды, 400 мл толуола, 14 мп концентрированной кислоты с содержанием

Р О 70 мас X.

Результаты опытов по концентрированию гидроксида натрия и сульфида натрия с использованием в качестве теппоносителей алкилбензолов (ксилол, триметилбензол) приведены в таблице.

Внедрение предлагаемого способа концентрирования позволит на 10-157. снизить расход корроэиустойчивых материалов, полностью ликвидировать вредные выбросы в атмосферу на выпарных аппаратах, получить высококонцентрированные растворы агрессивных неорганических соединений, 1 874083

1 1 о

l0 1 !

» ° и и

Ф ф а Е т . о а л о

1 . I 1 о ц о а !

C) л

I л О

5 а

o . о

Ch Ch

1 1 ю л

00 00 о а

1 I а о

00 О ю

СЬ О1

I 1 л о

00 Ф о а

О1 Ch

I I а о

00 Ф

1 х е х.

cd O

coul

ыо

Е 1

Ql Cd 1 а 1

1 о

-4

I о

СМ

C)

I о

СМ о о б 1 I о о

N < 1 о о 3

I 1. о о

CV С ) о о

I I о о

СЧ с ) 1

О х о

Э 1 1

Е Э

Ф Х 1

Kl и 1 о о е

« 3 Р1 о о

С 1 4Г

С 1 С ) о о о с) (") с 1 < Ъ I

I к ль х х

ЕФО. а 4 Х

ЭХО

1 A «cx 1

Е Ц

Ф cd Э Э I

1-< О 1

О4 «а о

09

Р

О о I

CVj

« 3

О1 о

С 1

1 1 х 1 и 1

О

Х 0 1

О g

5 1ц

I х

1 1

О v аФ!

Е4 М &Ю 1

Ц Ц

О О О О О О

Н A & Х

I o! и

1о ! л С4

cd

О а о

I0 1 N

Cd а 1»

Х 1- И

А Х Cd э а

Р х

225.ЮЬ.

«Р

О

Й о"

М Р

0! 1ф4 а ж о

С4 4»

Ж Х, o

Ф а

0! О !

0 !0

1" а U

Й а Ъ 1

I

1

1.

1 ф

М С4

Cd Е х х х э

Э х х

О O

1 о ъ а

E" ». .&

Cd 0! а (U

Ф dl

И cd

Е

Ф С6

1 Э з а

0! Ф

«4 а

Ф Ф

И И

Э cd

О х а х фф

О

p ° а о о

С ) С ) Ф Ц

le

1 0

И

Ю сч. о

Оч

1 а

Ю 1

I о л

1 I е О )

1

1

I (:Л

И 1

О1 .!

I

I

I

1 о лТ

1 ь

С 1

874083

Формула изобретений

1. Способ концентрирования растворов неорганических соединений, включающий контактирование их с нагретой органической жидкостью, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения концентрации растворов и упрощения способа, в качестве органической жидкости берут соединения, выбранные из ряда: толуол, ксилол, триметилбензол, подаваемых в виде паров, перегретых до 300-350 С. о 8

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве неорганических соединений берут или фосфорную кислоту, или гидроксид натрия, 5 или сульфид натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1. Патент Великобритании В 1362388, кл. В 1 В, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 522132, СО 1 В 25/18, 1976.

Составитель В. Гродзовская а зю.Б Вю"-Заказ 9116/10 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. g. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4