Способ концентрирования растворов неорганических соединений Советский патент 1981 года по МПК B01D1/14 C01B25/234 

.(54)СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ 1 Изобретение относится к способу концентрирования растворов агрессивных соединений, которые пшроко применяются в народном хозяйстве,, например фосфорной кислоты, гидроксида натрия, сульфида натрия. . Концентрирование растворов неорганических соединений в промьшшенности осуществляют в теплообменных аппаратах с передачей тепла через греющие поверхности или в аппаратах непосредственного контакта. Недостатком споспособов является снижение теплопередач из-за отложения солей на стенках и на личие сильной коррозии аппаратов, а также значительный унос продукта с отходящими дымовыми газами. Известен способ концентрирования и обесфторивания фосфорной кислоты путем отдувки из кислоты паров воды и соединений фтора с помощью органического теплоносителя нерастворимого в воде с температурой кипения 90-120°С.

СОЕДИНЕНИЙ Органический теплоноситель подают в колонну в виде паров с температурой 90-120 С, обогрев колонны осуществляют путем подвода тепла извне. Органичесюнй теплоноситель выносит из колонны воду и соединения фтора (в виде паровой фазы), концентрированную кислоту отводят из нижней части колонны. Смесь паров с верхней части колонны частично конденсируют водой и направляют в теплообменник, где происходит нагревание поступающей на концентрирование кислоты f I . Однако применение в качестве органического теплоносителя термически нестабильного бензина не позволяет осуществлять его перегрев и, таким образом, использовать теплоту перегрева паров, позтому для поддержания теплового баланса необходим дополнительный подвод тепла извне. ., Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ концентриро}зания фос(|юр1юй кислоты при непосредственном контакте ее с теплоносителем - смесью органических жидкостей с температурой кипения 40-100 С и 100 300 €. В качестве низкокипящей органической жидкости используют бензол, в качестве высококипящего компонента дифенильную смесь. Используемые жид кости инертны к фосфорной кислоте и е примесям в интервале рабочих температур. Изменение соотношения высоко- и низкокипянрнх/-жидкостей позволяет менять температуру в выпарном аппарате. Увеличение содержания низкокипящей жидкости в теплоносителе приводит к снижений) температуры в аппарате вслед ствие уменьшения парциального давлени водяных паров над зеркалом фосфорной кислоты за счет разбавления их парами легкой .фракции. Увеличение содержания в теплоносителе легкой фракции также способствует более глубокой отгонке фтористых соединений 12}. Недостатком данного способа являет ся наличие высококипящей жидкости, конденсирукяцейся с концентрированной кислотой, что требует дополнительного разделения фосфорной кислоты и дифенильной смеси, кроме того, концентрация полученной кислоты составляет около 52 мае. % Цель изобретения - повьшение концентрации растворов и упрощение способа за счет исключения стадии разделения упаренного раствора и органического теплоносителя. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу концентрирования растворов неорганических соединений, включающему контактирование их с нагр той органической жидкостью, в качеств которой берут соединения, выбранные из ряда: толуол, ксилол, триметилбензол, подаваемых в виде паров, перегретых до 300-350°С. В качестве неорганических соединений берут или фосфорную кислоту, или гидроксид натрия, или сульфид натрия Отличиями способа являются используемые органические реагенты и раств ры соединений, которые подвергают кон ц ентрированию. Используемые жидкости инертны к концентрируемым неорганическим соединениям в интервале рабочих температур. Концентрирование проводится в колонне с насадкой (кольца Рашига) ИЛИ в колонне с тарелками. В верхнюю часть колонны подают раствор неорганического соединения, а и нижнюю часть - перегретые пары теплоносителя с температурой 300-350 С, Таким образом, температура низа колонны выше температуры кипения органического теплоносителя, что обеспечивает его полное отсутствие в концентрированном растворе, отводящимся с низа колонны. Из верхней части колонны отводят смесь теплоносителя и воды. После конденсации и сепарирования теплоноситель возвращают в перегреватель. Использование перегретых паров легкокипящих теплоносителей позволяет избежать вн:ещнего обогрева колонны и стадию разделения кошдентрированного раствора и органического теплоносителя. При м е р. Концентрирование растворов неорганических соединений осуществляют на лабораторной колонне. Внутренний диаметр колонны 20 мм, насадка - керамические кольца Рашига, высота насадки 600 мм. 100 мл. разбавленного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 20 мас.% b дают в верхнюю часть колонны. Расход кислоты 2 МП/мин. В нижнюю часть ко300лонны поступают перегретые до 350 С пары теплоносителя. толуола. Концентрирование растворов фосфорной кислоты осуществляют на поверхности насадки за счет теплоты перегрева паров теплоносителя и образования азеатропной смеси, толуол - вода. С верха колонны отводят пары азеатропа при 85-90 С, конденсируют и раз еляют. С низу отводят концентрированную фос- форную кислоту. В результате получают 86 мл воды, 400 мл толуола, 14 мл концентрированной кислоты с содержанием мае %. Результаты олытов по концентрированию гидроксида натрия и сульфида натрия с использованием в качестве теплоносителей алкилбензолов (ксилол, триметилбензол)приведены в таблице. Внедрение предлагаемого способа концентрирования позволит на 10-15% СНИЗИТЬ расход коррозиустойчивых материалов, полностью ликвидировать вредные выбросы в атмосферу на выпарных аппаратах, получить высококонцентрированные растворы агрессивных неорганических соединений.

7 8740838

Формула изобретений2. Способ по п. 1, от л и ч а ю 1. Способ концентрирования раство-ганических соединений берут или фосров неорганических соединений, вкпю-форную кислоту, или гидроксид натрия, чающий контактирование их с нагретой5 или сульфид натрия, органической жидкостью, отличающийся тем, что, с цельюИсточники информации, повышения концентрации растворов ипринятые во внимание при экспертизе упрощения способа, в качестве органи-1. Патент Великобритании № 1362388, ческой жидкости берут соединения,О кл. В 1 В, 1974. выбранные из ряда: толуол, ксилол,

триметилбензол, подаваемых в виде па-2. Авторское свидетельство СССР

ров, перегретых до 300-350°С.№ 522132, СО 1 В 25/18, 1976.

щ и и с я тем, что в качестве неор