Способ добычи солей Советский патент 1987 года по МПК E21B43/28 

283,16;

СН,С1

J5

Изобретение относится к добыче солей путем растворения их в месте залегания с последующим вьщелением солей из образованного рассола и может быть найти применение в химичес- 5 кой промьпиленности, например при .производстве хлора, каустической соды, основных хлорпродуктов, на солеваренных заводах и т.д.

Цель изобретения - снижение зат- 0 рат энергоресурсов при ведении технологического процесса добычи солей. Достижение поставленной цели основано на том факте, что многие летучие органические жидкости с температурой кипения, не превышающей 333 К и не ниже 274 К, при контактировании с водой либо водными растворами способны образовьшать гидраты, обычно твердые кристаллические вещества, напоминающие внешним видом снег или рыхлый лед и характеризующиеся общей формулой М.пН20(п 5,-,67), где М - молекула, образующая гидрат при строго определенных значениях температуры и давления. В составе гидратов помимо гидратообра- зователя входит только вода, поэтому

при образовании гидратов из растворов трубопроводы солей вследствие выделения воды в твердую фазу концентрация раствора будет повышаться вплоть до 1 асыщения, а затем совместно с гидратами газа будут образовьюаться и кристаллы соли, которые растут отдельно от гидра тов и ввиду разности плотностей могут быть отделены под действием гравитационных либо центробежных сил.

Плотнойть гидратов обычно состав- ,„ э / 3 40

294,

20

25

,35

ляет (0,9-1,2)10

кг/м , плотность

кристаллов соли (1,6-2) 10 кг/м . При образовании гидратов вьщеляется теплота, KOTOPJITO необходш-ю удалять в окружающую среду при проведении процесса. Удельная теплота гидрато- образования примерно равна теплоте образования льда и составляет (340- 390) кДж/кг Н„0 в составе гидрата.

Предпочтительно в качестве органической жидкости использовать пропан.

45

50

ClO, СЦ, CF,,Cl2, СО, , и др. Максимальная температура сзпцествования гидратов этих жидкостей в состоянии равновесия с водой Tg следующая. К: пропан 279; С102 291,3; 285,26; циклопропан 289,4; CaHgF 295,9; СО

55

288,46.

При образовании солов солей темпера разования понижаетс нижение пропорциона центрации солей в р ра кристаллизации с точной для инженерн ностью может быть о симости

т т )ср

где Т,, - температур в рассоле концентрац

На чертеже предс аппаратов для добыч ным способом.

Схема включает с земного расстворени вания рассола 1, об подающей 2 и рассол нами, блок очистки тор 5 со змеевиком аппарат для разложе имеющий поддерживал змеевик 10, аппарат насосы 12, 13, 14 и

бопровод подпитки

Способ осуществ разом.

Слабосоленз ю во бопроводу 19, насо через колонну 2 в рассола 1, где про ние соли. Из зоны сола 1 по колонне вают насосом 13 и очистки рассола 4. ли обычно концентр тавляет 305-310 г/л После блока очистк сол под давлением реактор 5, где сме пящей жидкостью, н Смесь рассола с ле костью в реакторе охлаждают дО 272-2 те образуются гидр ту фазовых переход носителем, циркули евик 6 при 269-268 смесь выводят из насосом 14 под д 540 кПа подают в в котором под дейст плотностей происход

294, ; CL 301 ,45;

J5

5

0

трубопроводы ,

,„ 40

20

25

35

45

50

, 55

288,46.

При образовании гидратов из рассолов солей температура гидратооб- разования понижается, притом это понижение пропорционально массовой концентрации солей в рассоле. Температура кристаллизации солей Т,р с достаточной для инженерных расчетов точностью может быть определена по зависимости

т т Т N

)ср 3

где Т,, - температура образования льда в рассоле рассматриваемой концентрации.

На чертеже представлена схема цепи аппаратов для добычи солей предложенным способом.

Схема включает скважину для подземного расстворения соли и образования рассола 1, оборудованную водо- подающей 2 и рассолоподъемной 3 колоннами, блок очистки рассола 4, реактор 5 со змеевиком 6, разделитель 7, аппарат для разложения гидратов 8, имеющий поддерживалощую решетку 9 и змеевик 10, аппарат вывода солей 11, насосы 12, 13, 14 и 15, рециркуляци16, 17, 18 и трубопровод подпитки растворителя 19.

Способ осуществляют следующим образом.

Слабосоленз ю воду подают по трубопроводу 19, насосом 12 нагнетают через колонну 2 в зону формирования рассола 1, где происходит растворение соли. Из зоны формирования р.ас- сола 1 по колонне 3 рассол откачивают насосом 13 и подают в блок :: очистки рассола 4. Для каменной соли обычно концентрация рассола составляет 305-310 г/л или 25,6 мас.%. После блока очистки 4 очищенный рассол под давлением 280 кПа подают в реактор 5, где смешивают с легкокипящей жидкостью, например . Смесь рассола с легкокипящей жидкостью в реакторе 5 перемешивают и охлаждают дО 272-271 К, в результате образуются гидраты . Теплоту фазовых переходов отводят .хладо- носителем, циркулирующим через змеевик 6 при 269-268 К. Неоднородную смесь выводят из реактора 5 и насосом 14 под давлением 520 - 540 кПа подают в разделитель 7, в котором под действием разности плотностей происходит разделение

двух жидких (рассол и легкокипящая жидкость) и двух твердых (гидраты и кристаллы соли) фаз (р(,„ .960 кг/м , р,, -10.80 l200 кг/м , 1600-2000 кг/м ). Жидкий СН,С и гидраты газа направляют в аппарат 8, в котором жидкий CHjCl стекает в нижнюю часть, а гидраты, задерживаясь решеткой 9, сначала изобаричес- ки нагреваются до 295 К, а затем разлагаются на воду и жидкий CHjCl. Теплота нагревания и плавления гидратов подводится через теплопередаю- щую поверхность змеевика 10. Жидкие вода и CHjCl разделяются в нижней части annapiaTa 8 вследствие разности плотностей (рс„,сЕпр,т-«Г916 кг/м , рн о/-1000 кг/м ). Жидкий GHjCl ре- циркулирует по трубопроводу 16 в реактор 5, а воду по трубопроводу 17 подают в насос 12, которым закачивается по колонне 2 в зону подземного растворения соли. Рассол и крупные кристаллы соли из нижней части разделителя 7 направляются в аппарат вьшода солей, в качестве которого может использоваться обычный вакуумный фильтр, в котором производят отделение кристаллов соли от рассола. Кристаллы соли выводят потреби-

5

O 0

0

5

телю, а рассол насосом 15 возвращают вновь в реактор 5. Мелкие кристаллы вместе с жидкостью рециркули- руют по трубопроводу 18 в реактор 5 на довыращивание.

Формула изобретения

Способ добычи солей, включающий их подземное растворение, извлечение по-й лученного рассола через скважину, предварительную очистку рассола и последующее выделение кристаллов соли из него, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат энерррресурсов при ведении технологического процесса добычи солей, после предварительной очистки рассол смешивают с органической жидкостью с температурой кипения 274-333 К, по- луче1:ную смесь охлаждают до температуры существования гидратов органической жидкости, отделяют образовавшиеся при взаимодействии органической жидкости с рассолом гидраты от рассола и кристаллов соли и разлагают гидраты на воду и органическуй жидкость, после чего направляют на стадию растворения соли, а органическую жидкость возвращают на стадию смешения с рассолом.

Редактор А. ГуЛько

Составитель В. Тавризов

Техред М.Ходанич Корректор Н. Король

Заказ 7692/32 Тираж 532 . Подписное БНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, 1осква, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к горной промышленности для добычи солей и может найти применение в химической промьшшенности для производства хлора, каустической соды, на солеварных, заводах и т.д. Цель - снижение затрат энергоресурсов при ведении технологического процесса добычи солей. Соль растворяют в месте залегания и через скважину извлекают полученный рассол (Р). Затем Р очищают. Посл предварительной очистки Р смешивают с органической жидкостью с температурой кипения 274-333 К. Полученнуто смесь охлаждают до температуры существования гидратов - органической жидкости. Образовавшиеся при взаимодействии органической жидкости с Р гидраты (г) отделгяют от Р и крис- таллов соли. Затем Г.разлагают на воду и органическую жидкость. Воду направляют на стадию растворения соли. Органическую жидкость возвращают на стадию смещения с Р. I ил. Ю 00 Ч