Способ извлечения сульфата натрия из сточных вод Советский патент 1979 года по МПК C01D5/16 

Изобретение относится к способам извлечения сульфата натрия из сточных вод химических производств и может найти применение, в частности, в производстве эфиров целлюлозы в процессе переработки его отходов на сульфат натрия.

Известен способ извлечения сульфата натрия из сточных вод производства вискозного волокна путем кристаллизации мирабилита с примесью серной кислоты и сульфата цинка, последующего плавления полученной смеси мирабилита, серной кислоты и сульфата цинка острым паром с добавлением воды при температуре 40°С, обработки полученного раствора кальцинированной содой для нейтрализации серной кислоты, осаждения нерастворимого углекислого цинка и его отделения. Полученный насыщенный очищенный раствор при температуре не ниже 40°С смешивают с 5-35%-ным раствором пропиленгликоля, упаривают, отделяют твердый сульфат натрия от маточного раствора, сущат его, а из маточного раствора регенерируют дистилляцией пропиленгликоль 1.

Недостатком известного способа является сложность осуществления процесса, связанная с многостадийностью, использование дефицитного реагента - кальцинированной соды, невысокий выход продукта, который составляет 95-97%, получение мелкокристаллического продукта (средний размер кристаллов 0,10-0,12 мм), что затрудняет его сущку и использование; получаемый продукт сильно загрязнен пропиленгликолем (до 0,1-0,15°/о), что требует осторожности при его использовании.

Ближайщим решением поставленной задачи является способ извлечения сульфата натрия из сточных вод производств синтетических жирных кислот, заключающийся в том, что исходный раствор обрабатывают смесью извести и известняка для удаления примесей железа, марганца и органических соединений за счет их перевода в нерастворимую форму, отделяют выпавший осадок известными способами, очищенный раствор смешивают с 5-35%-ным раствором гликоля и упаривают в колонном аппарате под вакуумом 360-500 мм рт.ст. при температуре 60-70°С до соотношения гликоль: вода, равного от 1:0,8 до 1:1,0 на центрифуге или вакуум-фильтре отделяют от маточного раствора твердый сульфат натрия с гликолем, способствующим выделению в осадок и удерживающим органическую часть в растворе, не давая ей адсорбироваться на поверхности кристаллов сульфата натрия, и регенерируют гликоль из маточного раствора, а сульфат натрия сущат. Выход сульфата натрия составляет 94-96% 2. Недостатком данного способа является сложность осуществления процесса, связанная с многостадийностью, невысокий выход продукта 94-96%, получение мелкокристаллического продукта, энергоемкость процесса, получение продукта с примесью солей кальция до 0,1% вес. Целью настоящего изобретения является улучшение качества продукта и повышение его выхода. Указанная цель, согласно изобретению, достигается описываемым способом извлечения сульфата натрия из сточных вод производства эфиров целлюлозы, путем упаривания исходного раствора в присутствии гликоля сначала при 65-125°С до соотношения гликоль:вода. равного от 1:3 до 1:3,5, а затем маточный раствор, полученный после отделения твердого сульфата натрия, подвергают повторному упариванию при 95- 125°С до соотношения гликоль:вода, равного от 1:0,4 до 1:0,6, и дополнительно отделяют твердый сульфат натрия. Осуществление процесса упаривания раствора, содержащего сульфат натрия, в две стадии обеспечивает при соотношении гликоль:вода, равном от 1:3, ДО 1:3,5, необходимую крупность кристаллов (средний размер кристаллов, получаемых на этой стадии, 0,55-0,70 мм). При последующем более глубоком упаривании маточного раствора сульфата, получаемого на первой стадии упаривания, до соотношения гликоль:вода, равного от 1:0,4 до 1:0,6, образуется более мелкий продукт со средним размером кристаллов 0,23--0,28 мм. но доля их .меньше в общем выходе продукта. Общий выход сульфата натрия после двух стадий упаривания 98,9% со средним размером кристалл.ов,ранным 0,45-0,65 мм,при содержании основного вещества 99,76%j. Дополнительное количество сульфата натрия извлекают ен;е при регенерации гликоля на ротационно-пленочном испарителе в количестве 0,9%. Общий выход сульфата натрия в процессе составляет 99,8%. Сущность способа заключается в следующем. Сточную воду производства оксиэтилцеллюлозы, содержащую 20-24% и 8-10% гликолей, подвергают выпариванию

в выпарном аппарате, например ainiapaTc погружного горения, работающем на жидколя, направляют в ротационно-пленочный испаритель, как в примере 1. ком или газообразном топливе. Присутствующий гликоль оказывает в процессе выпаривания высаливающее действие на сульфат натрия. Сначала раствор упаривают при температуре 65-125°С, предпочтительно 75-95°С, до соотношения гликоль:вода; равного от 1:3 до 1:3,5, отделяют на центрифуге выделившийся твердый сульфат натрия, а затем маточный раствор подвергают повторному упариванию в то.м же или аналогичном аппарате при температуре 95-125°С до соотношения гликоль:вода, равного от 1:0,4 до 1:0,6, и дополнительно отделяют твердый сульфат натрия. Упаривание на обеих стадиях ведут под атмосферным давлением или небольщим избыточным давлением. Полученный на обеих стадиях сульфат натрия сушат при температуре 220-250°С, а маточный раствор направляют на ротационнопленочный испаритель для регенерации гликоля. Пример 1. 1000 г сточной воды, содержащей 24% Na2SO4 и 9% гликоля, выпаривают при атмосферном давлении в аппарате погружного горения при температуре 85°С до соотношения гликоль: вода 1:3. При этом в осадок выпадает 171 г безводного сульфата натрия, который отделяют на фильтре, а маточный раствор, содержащий 69 г NasSO,, 90 г гликоля и 270 г НзО, подвергают повторному упариванию до соотношения гликоль : вода 1 : 0,5 под атмосферным давлением во втором аппарате погружного горения при температуре 95t. О.садок 66,4 г NaaSO4 отделяют, а маточный раствор, содержащий 2,6 г Na2SO4 и 90 г гликоля, направляют в ротационно-пленочный аппарат для извлечения оставщегося сульфата натрия и регенерации гликоля. Весь сульфат натрия, полученный на обеих стадиях упаривания раствора и после ротационно-нленочного испарителя в количестве 239,5 г, cyinaT при 200°С. Общий выход продукта составляет 99,8% (98,9% после двух стадий упаривания и дополнительно 0,9% после ротационно-пленочного испарителя). Содержание основного вещества 99,76%, гликоля 0,01%, средний размер кристаллов 0,45-0,65 мм. Пример 2. 1000 г сточной воды, содержащей 24% и 9% гликоля, выпаривают при атмосферном давлении при температуре 65°С до соотнощения гликоль:вода 1:3,5. При этом в осадок выпадает 144 г безводного .NasSO, который отделяют на фильтре, а маточный раствор, содержащий 96, г NasSO., 90 г гликоля и 315 г НгО, подвергают повторному упариванию до соотношения гликоль:вода 1:0,4 во втором ainiapaTe при температуре . Осадок 94,7 г NajSO/i отделяют, а маточный раствор, содержащий 1,3 г Na2SO.t и 90 г глиСульфат натрия, полученный на всех стадиях процесса в количестве 239,6 г, сушат при 220°С. Общий выход продукта 99,83% (99,46% после двух стадий и дополнительно 0,37°/о в ротационно-пленочном испарителе). Содержание основного вещества 99,7%, гликоля 0,01%, средний размер кристаллов 0,4- 0,6 мм. Пример 3. Берут 1000 г сточной воды, содержащей 24% N35804 и 9% гликоля. Упаривают до соотношения гликоль:вода 1:3 при температуре 125°С. Выделившийся осадок отделяют, при этом получают 174 г ЫагЗОд и фильтрат, содержащий 90 г гликоля, 270 г НаО и 66 г NajSO. Фильтрат упаривают вторично при температуре 125°С до соотношения гликоль:вода 1:0,6. При этом в твердую фазу выпадает дополнительно 60,4 г , а фильтрат, содержащий 90 г гликоля, 54 г HZ О и 5,6 г сульфата натрия, подается на ротационно-пленочный аппарат, где выделяют еще 5,3 г NasSO. Формула изобретения Способ извлечения сульфата натрия из сточных вод путе.м упаривания исходного раствора в присутствии гликоля, отделения твердого сульфата натрия от маточного раствора, с последующей сушкой и регенерацией гликоля из маточного раствора, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта и повыщення его выхода, упаривание раствора ведут сначала при 65-125°С до соотношения гликоль:вода, равного от 1: :3 до 1:3,5, а затем маточный раствор после отделения твердого сульфата натрия подвергают повторному упариванию при 95- 125°С до соотношения гликоль:вода, равного от 1:0,4 до 1:0,6. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии Jsfg 18453, кл. 15 С 312, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР № 223799, кл. С 01 D 5/16, 1967.