Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Хотя при перевозке товарной каустической соды в виде водных 42—50%-ных растворов на 1т NaOH приходится 1,0—1,4 т воды, потребители предпочитают получать каустическую соду в виде растворов, так как при этом резко снижаются затраты труда на погрузочно-разгрузочные работы, отпадает операция растворения щелочи и становится удобным ее транспортирование, разбавление и дозирование.
' В производстве до методу с ртутным катодом из разлагателей электролизеров сразу же получают каустическую соду в ее товарной форме (42—45% NaOH).
После охлаждения и отстаивания в баках-сборниках от увлекаемых из разлагателей капелек ртути каустическая сода может отгружаться потребителям. В последнее время для снижения содержания ртути в товарной каустической соде ее дополнительно фильтруют через мелкопористые фильтры.
Хорошие результаты получены при глубокой очистке каустической соды от ртути фильтрованием через слой графитового порошка [110]. Путем фильтрования растворов каустической соды через фильтр из смеси асбестовых волокон с графитовой пылью содержание ртути в растворе NaOH снижается до 2,5•1O*"5 вес. % [111]. Дополнительная очистка щелочи от ртути может быть достигнута барботажем через подогретую щелочь газа, не взаимодействующего со щелочью и ртутью [111, 112].
В процессе хранения и транспортирования чистой каустической соды необходимо исключить возможность поглощения щелочью двуокиси углерода из воздуха, а также загрязнение ее продуктами коррозии стенок баков-хранилищ и цистерн. Для перевозки применяют цистерны из нержавеющей стали цли цистерны, защищенные гуммировкой. За границей для перевозки чистой каустической соды используются также цистерны, выложенные изнутри листовым никелем. Цистерны для перевозки каустической соды должны быть закреплены за заводами, так как при использовании цистерн от перевозки другой продукции остатки воды после промывки цистерн загрязняют каустическую соду.
В процессе электролиза по методу с твердым катодом и диафрагмой образуются электролитические щелока, содержащие 100—140 г/л NaOH и 170—200 г/л NaCL Для получения товарной формы каустической соды электролитические щелока следует упаривать.
Электролитические щелока ненасыщены по хлориду натрия. В процессе испарения воды из щелоков концентрация NaOH и NaCl !возрастает и раствор становится насыщенным по NaCl. С этого
30
Q)
^25 О
Ъ20 I W
§ 5
V
L 7
??о
100
U
я Z
80
Et
Sr
60
40
I
20
О
4
-
5
6
О 10 20 30 40 50 Ионцентрация NaOH, %
20 40 60 80 100 Температура, °С
Рис. 4-23. Растворимость поваренной соли в растворе NaOH различной концентрации:
1 — при 20 °С; 2 — при 60 °С; 3 — при 100 °С; 4 — в 26%-ном растворе NaOH; 5 — в 34%-ном растворе NaOH; 6 — в 48%-ном растворе NaOH,
момента в ходе дальнейшего испарения воды возрастает концентрация только щелочи. Концентрация же NaCl в упариваемом растворе понижается, так как растворимость NaC] уменьшается с ростом концентрации NaOH (особенно в интервале от 0 до 500 г/л NaOH, как это видно из рис. 4-23). При дальнейшем концентрировании щелоков (содержание NaOH выше 600—650 г/л) растворимость поваренной соли практически не меняется.
Таким образом, при упаривании электролитических щелоков помимо испарения избыточной воды происходит также удаление основного количества поваренной соли," выпадающей в виде кристаллов NaCI. Растворимость NaCl в растворах NaOH уменьшается ,со снижением температуры, поэтому для более полного выделения NaCl растворы каустической соды концентрируют до 600—650 г/л NaOH и охлаждают до возможно более низкой температуры (но не достигая температуры застывания раствора). Выпадающие при выпаривании и охлаждении растворов кристаллы поваренной соли отделяют от раствора фильтрованием на центрифугах( и после промывки от щелочи используют для получения так называемого обратного рассола или для донасыщения анолита электролизеров с ртутным катодом.
Количество поваренной соли, получаемой в процессе выпарки электролитических щелоков, зависит от состава щелоков и в среднем составляет около' 1,5 т/т WaOH.
В рассоле, поступающем на электролиз, обычно содержится также сульфат натрия в количестве не более 4—6 г/л. При нарушениях технологического процесса содержание Na2SO4 может быть значительно выше. При электролизе весь сульфат натрия переходит в электролитические щелока, поэтому при их упаривании происходит кристаллизация сульфата натрия аналогично NaCl. В связи со сравнительно низкой исходной концентрацией сульфата насыщение выпариваемого раствора по Na2SO4 наступает значительно позже, чем по NaCl. При последовательном концентрировании электролитических щелоков вначале выделяются кристаллы чистой поваренной соли без примеси сульфата натрия. Насыщение по Na2SO4 обычно наступает на последних стадиях выпаривания, когда основная масса хлорида натрия уже выделена из раствора и концентрация щелочи достигает примерно 350—400 г/л. После этого из раствора
