Химия и химические технологии/7. Неорганическая химия

Посторонко А.И.

Украинская инженерно-педагогическая академия

Интенсификация аммонизации рассола

в содовом производстве

В содовом производстве рассол перед насыщением СО₂ в карбонизационных колоннах направляется в отделение аммонизации для насыщения NH₃ и частично СО₂. При поглощении аммиака уменьшается растворимость NaCl в рассоле и снижается плотность раствора. Если концентрация NaCl в очищенном рассоле составляет 310 г/л, то в аммонизированном рассоле она обычно снижается до 257,4-263,25 г/л за счет уменьшения плотности жидкой фазы и конденсации водяного пара из газа дистилляции. Следовательно, концентрация NH₃ в аммонизированном рассоле при соотношении NH₃:NaCl = 1,1-1,15 должна быть примерно 85,85-88,4 г/л. Практически она колеблется в пределах 85-90,1 г/л.

Нами проведено исследование по повышению концентрации хлористого натрия и аммиака в аммонизированном рассоле, что приводит к увеличению выхода бикарбоната натрия в отделении карбонизации.

В качестве поверхностно-активных веществ были выбраны:

1.Продукт щелочного гидролиза полиактрилонитрила общей формулы

− СН₂ − СН− − СН₂ − СН− − СН₂ − СН−

NаООС Х Н₂NОС Y NС Z

с соотношением X:Y:Z = 8:1:1

2. Сульфоэтиламиноацетаты, которые представляют собой продукты конденсации эфиров галоидоуксусной кислоты с таурином или метилтаурином общей формулы MO₃SCH₂CH₂NXCH₂COOR,

где R – углеродный радикал С₆-С₁₈;

Х – Н или СН₃;

М – Nа, К или NН₄⁺

3. Сульфоуреид, основное вещество которого имеет химическую формулу RSO₂NHCONH₂, где R – алкил с длиной углеводородной цепи С₁₀-С₂₀

4. Конденсированные фосфаты, которые представляют собой полимерное соединение общей формулы М_n + 2Р_nО_3n+1, где М – щелочной, щелочноземельный металл или аммоний, с = 2 – 12.

5. Пасту на основе динатриевой соли α- сульфоянтарной кислоты следующего состава в %% масс.: динатриевая соль α- сульфоянтарной кислоты фракции С₁₇ - С₂₀ – 49,0-55,0; натриевая соль жирной кислоты фракции С₁₇ - С₂₀ – 40,0-50,0; сульфат натрия 0,6-1,0; органические примеси 2,5 – 3,0 и NаОН – 0,6 – 1,0.

Опыты проводили следующим образом: в сосуд с мешалкой и штуцером для ввода газа заливали 200 мл раствора, содержащего 306 г/л хлористого натрия и расчетное количество добавки поверхностно-активного вещества; включали мешалку, подавали через штуцер в колбу 100%^ый газообразный аммиак при расходе его 45 л/час. Через 40 мин определяли содержание в растворе NaCl и NH_3.

Предварительными опытами установлено, что оптимальной концентрацией добавки ПАВ является 0,01-0,05 %% масс., а время насыщения аммиаком составляет 40 мин.

Исследованиями установлено, что добавки ПАВ эффективно сказываются на увеличении содержания NaCl и NH₃ в аммонизированном рассоле. Достоинством исследованных добавок является то, что при снижении растворимости NaCl в растворе он в осадок не выпадает, что приводит к повышению его концентрации.

Анализируя данные таблицы можно сделать вывод о том, что поверхностно-активные вещества можно рекомендовать для интенсификации процесса аммонизации очищенного рассола. Наилучшие результаты показали сульфоэтиламиноацетаты, сульфопон, сульфоуреид и паста на основе динатриевой соли α- сульфоянтарной кислоты.

Оптимальной концентрацией добавки можно считать 0,01 – 0,05 %% масс.

Таблица 1. Влияние ПАВ на аммонизацию рассолов (содержание NaCl и NH₃ в исходном растворе соответственно – 257,4 и 85 г/л)

№ п/п	Наименование добавки	Концентрация добавки, %% масс.	Содержание в рассоле после аммонизации, г/л
			NaCl	NH3
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Продукт щелочного гидролиза полиактрилонитрила Конденсированные фосфаты Сульфоуреид Сульфопон Сульфоэтиламиноацетат Паста на основе динатриевой соли α- сульфоянтарной кислоты	0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05	269,4 282,0 272,6 290,0 266,2 296 270,8 282,0 280,0 298,2 280,0 296,0	98,2 102,0 96,4 104,0 90,4 104,0 90,2 104,4 93,0 105,8 92,2 105,4

Рисунок 1. Зависимость содержания NH₃ в рассоле от природы добавки ПАВ:

1- паста на основе динатриевой соли α- сульфоянтарной кислоты;

2- сульфоэтиламиноацетат; 3 - сульфоуреид