Способ получения белой сажи Советский патент 1981 года по МПК C01B33/193 

I

Изобретение относится, к способу получения белой сажи и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения белой сажи, включающий карбонизацию раствора жидкого стекла, контактирование образовавшейся суспензии с сильнокнслым катионитом при весовом соотношении 2-4:1, отделение суспензии от ионообменной смолы, промывку и сушку П.

Недостаток данного способа длительность процесса регенерации за счет небольшой обменной емкости катионита.

Цель изобретения - ускорение процесса регенерации за счет увеличения обменной емкости катионита.

Поставленная цель достигается тем, что перед контактированием с катионитом суспензию и промывные воды пропускают со скоростью 6-11 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного ПОЛЯ напряженностью 1900-. 4300 Э, . причем,с целью ускорения процесса карбонизации, раствор жидкого стекла пропускают со скоростью 5-8 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 1800-2500 Э.

Способ осуществляется следующим образом.

Водный раствор силиката натрия с содержанием 4,5-5,0% SiO/i. при 80-90 С пропускают со скоростью 5-8 м/с через магнитное поле напряженностью 1800-2500 Э перпендикулярно магнитным силовым линиям, а затем карбонизуют газом, содержащим углекислоту. Выделение высокодисперсного SiO/j происходит за 45-65 мин. Образовавшуюся суспензию пропускают со скоростью 6-11 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 19002400 Э или 3800-4300 Э в зависимости от солесодержания, а затем вводят в контакт с ионообменной смолой в кислой форме (Н форма}, В результате обменной реакции выде ляется углекислота и вода, а смола из H формы переходит в Na форму; одновременно поглощая из раствора не только Na , но и другие .катионы Смолу отделяют от суспензии белой сажи и направляют на регенерацию. Суспензию белой сажи направляют на сушку и упаковку. Регенерацию смолы ведут кислотой (обычно НСР или H-jSO) , переводя смолу в Н форму. В результате обменной реакции образуется натриевая соль соот ветствующей кислоты. Одновременно образуют соли все катионы, обменявшиеся со смолой в суспензии после карбонизации. Полученный таким образом раствор концентрацией 100230 г/л направляют на упаривание для выделения из раствора натриево соли. Используя ступенчатую криста лизацию, получают натриевую соль в сокой чистоты. Ионообменную смолу в Н форме промывают водой, предварительно пропущенной с,о скоростью 6-И м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 190 2400 Э или 3800-4300 Э в зависимости от солесодержания, что позволяет довести расход воды на 1 т белой сажи до i ,2-2,3 м.. Механизм действия магнитной обработки аналогичен действию ионоге ных ПАВ, однако выгодно отличается от них отсутствием необходимости вводить в процесс примесные молекулы. Магнитная обработка снижает поверхностное натяжение растворов и ослабляет межмолекулярные- связи в водном растворе. Пример 1 . Раствор жидкого стекла с плотностью 1,25 кг/л разбавляют водой с общим солесодержанием 620 мг/л. 50. м-, полученного раствора плотностью 1,065 кг/л и с держанием 5,0% SiO подогревают до 90 С и пропускают со скоростью 8 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженность 1800 Э, а затем карбонизуют газом содержащим 20% С0д. Полное разложение завершается за 65 мин. Образовавшутася суспензию пропу кают со -скоростью 6 м/с перпендику 4 ярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 2400 Э, а затем ввоят в контакт с 7,6 т сильнокислого атионита КУ-2. При этом соблюдается весовое соотношение смолы (катиоита) к очищаемой суспензии 1:5,6. В результате обменной реакции выделяется 8,2 им углекислоты на 1 м суспензии, которую возвращают на карбонизацию, а гранулы катионита отделяют от очищенной суспензии белой сажи и промь1вают водой на сетке с размером ячейки 300 мкм. Суспензию белой сажи направляют на сушку. Ионообменн5То смолу регенерируют четырехкратным объемом серной кислоты концентрацией 1,7 моль/л. После регенерации получают на м очищенной суспенции 0,382 м раствора сульфата натрия с концентрацией 230 г/л. После регенерации 7,6 т сильнокислого катионита промывают 7,6 т воды с общим солесодержанием 620 мг/л, предварительно пропущенной со скоростью 11 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 1900 Э. При этом расход воды на промывку 2,3 м на 1 т сухой белой сажи. П .р и м е р 2 . Раствор жидкого стекла, плотностью 1,30 кг/л разбавляют водой с общшл солесодержанием 1200 мг/л до плотности 1,072 кг/л. 50 м полученного раствора подогревают до 85 С и пропускают через аппарат магнитной обработки со скоростью 5 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 2500 Э. Омагниченный таким образом раствор жидкого стекла Карбонизуют газом, содержащим 24% СО.. Полное разложение завершается за 45 мин. Образовавшуюся суспензию пропускают со скоростью 11 м/с перпендикулярно СШ1ОВЫМ линиям магнитного поля напряженностью 3800 Э, а затем вводят в контакт с 3,8 т сильнокислого катионита КУ-2. При этом наблюдается весовое соотношение смолы (катионита) к очищаемой суспензии 1:2,8, В результате обменной реакции выделяется 8,2 нм углекислоты на 1 м суспензии, которую возвращают .на карбонизацию, а гранулы катионита отделяют от очищенной суспензии белой сажи и промывают 5 водой на сетке с размером ячейки 300 мкм. Суспензию белой сажи иапр ляют на сушку. Ионообменную смолу регенерируют четырехкратным объемом серной кислоты концентрацией 1,6 моль/л. После регенерации 3,8 т сильнокислого катионита промывают 3,8 м воды с общим солесодержанием 1200 мг/л, предварительно пропу щенной со скоростью 6 м/с перпенди кулярно силовым линиям магнитного поля -напряженностью 4300 Э. При эт расход воды на промывку составляет 1,2 м на I т сухой белой сажи Таким образом, как показывают пpимepыj обработка раствора жидко стекла магнитным полем перед карбо зацией позволяет сократить продолжительность карбонизации в 1,22,0 раза. Кроме того, согласно изобретению ускоряется процесс регенерации катионита, что выражается в уменьшен расхода воды до 1,2-2,3 ьГ/т проти 3,2 по известному способу. 1 Формула изобретения I. Способ получения белой сажи, включающий карбонизацию раствора жидкого стекла, контактирование образовавшейся суспензии с катионитом, отделение суспензии, регенерацию катионита и его промывку, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью ускорения регенерации за счет увеличения обменной емкости катионита, перед контактированием с катионитом суспензию и промывные воды пропускают со скоростью 6-11 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 1900-4300 Э. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса карбонизации, раствор жидкого : стекла перед карбонизацией пропускают со скоростью 5,8 м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля напряженностью 1800-2500 Э. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.,Авторское свидетельство СССР №331660, кл. С 01 В 33/12, 1970.