Химия и химическая технология /7. Неорганическая химия

Посторонко А.И., Гапоненко Е.В., Барабаш Л.Н.

Украинская инженерно-педагогическая академия

Усовершенствование технологии получения

хлористого кальция

Производство кальцинированной соды – старейшая отрасль химической промышленности. Основным способом получения соды в нашей стране является классический аммиачный способ, который, несмотря на предполагаемое постепенное свертывание его в отдаленном будущем, сохраняет преобладающее значение в общем объеме выпуска соды.

Одним из основных недостатков производства соды аммиачным способом является низкая степень использования хлорида натрия.

Получение хлорида кальция является прогрессивным способом утилизации отходов содового производства, ранее сбрасываемых естественные водоемы.

Обычно на содовых заводах хлористый кальций получают упариванием осветленной дистиллерной жидкости в трехкорпусной вакуум-выпарной установки, причем, для уменьшения содержания сульфат-иона в жидкости, который приводит к инкрустации образовавшегося гипса на поверхности выпарной установки, перед подачей дистиллерной жидкости на упаривание, ее обрабатывают хлористым барием.

В связи с тем, что промышленный способ получения хлористого кальция обладает рядом недостатков, как периодичность процесса очистки от инкрустированного гипса, низкой степенью очистки от сульфат-иона, был предложен ряд усовершенствований в технологии получения продукта, но все равно содержание сульфат-иона было еще высоким против необходимого промышленности количества.

Нами разработан новый способ усовершенствования технологии получения хлористого кальция с целью уменьшения выпадения гипса на технологических поверхностях. Для этого в осветленную дистиллерную жидкость перед ее упаривание вводили 0,01-0,05 масс.%% водорастворимого азотосодержащего поликомплексона с молекулярной массой 1200 общей формулы

Исследования показали, что при введении 0,01 масс.% поликомплексона в осветленную дистиллерную жидкость, инкрустация гипса на поверхностях аппаратов уменьшилась на 82,8 %, а при добавлении 0,05 % поликомплексона – на 85,8 %.

Исследованиями установлено, что при введении в осветленную дистиллерную жидкость перед упариванием 5-8г/л трехводного пентакальциевонатриевого сульфата Na₂SO₄ · 5СaSO₄ · 3Н₂О, то инкрустация гипса на поверхностях выпарных аппаратов уменьшается на 88,4 %.

Устранение отложений кристаллизующихся солей можно осуществлять без прерывания процесса путем упаривания дистиллерной жидкости до концентрации хлористого кальция в первом корпусе 20-25%, а во втором – 30-38%. Технология разработанного нами способа заключается в следующем: осветленную дистиллерную жидкость содового производства подают в трехкорпусную выпарную установку, в которой ведут ее упаривание острым паром. При этом раствор, выходящий из первого корпуса, имеет состав, % СаСl₂ 11-16, NаСl 4-6, а из второго корпуса состав, %: СаСl₂ 20-24, NаСl 7-9. Для устранения образующихся в процессе упаривания отложения на греющих поверхностях аппаратов раствор упаривают до более высоких концентраций хлористого кальция, а именно в первом корпусе до 20-25 % СаСl₂, во втором корпусе до 30-38 % СаСl₂.

Применение повышенных концентраций хлористого кальция и, как следствие, изменение температурного режима в аппаратах позволяет в течении 6 дней устранить инкрустации без прерывания процесса.

Дистиллерная суспензия плохо отстаивается, что снижает производительность цеха, т.к. образуется недостаточное количество осветленной жидкости.

С целью интенсификации процесса осветления дистиллерной суспензии нами предложен в качестве добавки – флокулента использовать алкилдиметилбензиламмоний хлорид в количестве 0,002-0,01 масс.%%. Целесообразно использовать алкилдиметилбензиламмоний хлорид с длиной углеводородной цепи С₁₇ – С₂₀ или С₁₀ – С₁₃. Исследованием установлено, что наиболее эффективно идет отстаивание, если брать алкилдиметилбензиламмоний хлорид с длиной углеводородной цепи С₁₀ – С₁₃ в смеси с полиэтиленоксидом в соотношении 20:80. Скорость осаждения взвесей составляет 1,3-3,23 м/ч при остаточном содержании взвесей в осветленной части 8,4-16,3 мг/л. Степень осветления составляет 80-88%.