142664. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szódagyártásra ioncserélő anyagok segítségével
Megjelent: 1955. évi június hó 30-án. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.664. SZÁM. 12-b. OSZTÁLY. — VA-299. ALAPSZÁM. Eljárás szódagy ár tásr a ioncserélő anyagok segítségével A magyar állam, mint a feltaláló, dr. Vájna Sándor vegyészmérnek, budapesti lakos jogutóda A bejelentés napja: 1951. január 18. Ioncserélő segélyével történő szódagyártással élő- Azt találtuk, hogy mindezek a hátrányok kiküször az 1910-ben benyújtott 225,098. sz. német sza- szöbölhetők, ha az eljárás kivitelezéséhez lúgos pH badalmi leírás foglalkozott. Az eljárás azon alapult, iránt nem érzékeny, műgyanta alapú kationcseréhogy Na-ionokkal telített permutitra (NH4)2CC>3- lőt, célszerűen polisztirol-szúlfosavból álló kationoldatot vittek, mikor is az NH4 -ionok helyet cserél- cserélőt használunk. A műgyanta alapú kationcsetek az Na-ionokkal és a permutit ágyról Na2 C0 3 - rélőknek töb előnye van az említett anorganikus, Oldat folyt el. A permutitot feladatának elvégzése permutit és hasonló típusú anyagokkal szemben.' után NaCl oldattal hozták érintkezésbe, miáltal az Először is a kapott oldatok átalakulási foka sokkal előbb felvett NEU-ionok helyét újból Na-ionok nagyob, mint az anorganikus ioncserélők .alkalmafoglalták el és így a permutit újból alkalmassá vált zásánál és az egyesített oldatok átalakulási foka a az első — szódatermelő — folyamat kivitelezésé- gyanta kapacitásának teljes igénybevétele esetén re. Ez az eljárás azonban sohasem került iparilag is több, mint 40 százalék. Másodszor a műgyanták megvalósításra, mert az átalakulási hányados (a kapacitása jóval nagyobb, mint az anorganikus kifolyó oldat Na-ion tartalmának — illetve a má- ioncserélőké és 3,5—4 equivalens/kg értékig is felsodik folyamatnál az NH4 -ion tartalomnak — az mehet. összes kationtartalomhoz való viszonya) még a 20 Az eljárás kivitele polisztirol-szulfósavból álló százalékot sem haladta meg. kationcserélő műgyanta felhasználása esetén önma-A hivatkozott szabadálom szerinti — eredetileg gában ismert módon történik, úgy, hogy a műpermutittal kivitelezett — eljárást a permutithoz gyantát először a gyártás nyersanyagát képező Nahasonló' szervetlen szintetikus kationcserélőkkel ion tartalmú oldattal, célszerűen NaCl oldattal, hozmegismételtük, amikor azt tapasztaltuk, hogy míg zuk érintkezésbe' és az oldatot mindaddig folytata teljesen kihasználatlan ágyról lefolyó oldatban juk a műgyanta ágyon keresztül, niíg a műgyanta — tehát az ioncsere elején — a kationok 100 szá-- Na-ion tartalma a 80—95 százalékot, célszerűen a zalékban kicserélődtek, addig az ioncserélő kapaci- • 85—95 százalékot el nem éri. Ekkor a műgyantatásának (ioncserélő összes felvevő képességének), ágyat vízzel kimossuk, majd ellenáramban (az elő-20 százalékos kihasználása esetén már a lecserélt ző átfolyási iránnyal szemben) ammoniumkarbokationok mennyisége.a kifolyó oldatban 50 száza- nát oldatot vezetünk a műgyantaágyon keresztül lék alá süllyedt, az ellenirányú folyaimatnál pedig mindaddig, míg a műgyanta NH4 -iontartalma az még ennél is rosszabb eredmény adódott. Mivel ammoniumkarbonát oldat belépési helyének közepedig az ioncserélő kapacitását lehetőlég teljesen lében a 80—95 százalékot, célszerűen a 85—95 száki kell használni, az előállított oldatok átalakulási zalékot el nem éri. Ekkor a műgyantát újból kifoka ennél is roszabb és az ioncserélő kapacitása- mossuk vízzel és az előző folyamatot megismételnak teljes kihasználása esetén az összesített olda- jük. tokban az átalakulás mindössze 12 százalékosnak • Az eljárás során kapott híg vizes oldatból az adódott. Ezenkívül ezeknek a szervetlen kationcse- Na2 C0 3 kiválasztása az oldat teljes befőzése útján rélőknek a kapacitása igen alacsony, kb. 1,2 equi- történhet, amely ^ esetben Na2COs .H 2 0 kristályosovalens/kg, ami azt jelenti, hogy bizonyos meny- dik ki az oldatból. nyiségű szóda előállításához aránylag nagy meny- A folyamatot gazdaságosabbá tehetjük, ill. az átnyiségű kationcserélőre lenne szükség, ami nem- alakulás hatásfokát növelhetjük azáltal, hogy nem csak azért hátrányos, mert az így adódó beruházás tiszta ammoniumkarbonát oldatot alkalmazunk. Az igen nagy, hanem azért is, mert az ioncserélő ágy ammoniumkarbonát ugyanis,, mint gyenge savnak részecskéi közt helyetfoglaló víz mennyisége az át-; és gyenge bázisnak neutrális sója vizes oldatában cserélt ionmennyiségekhez viszonyítva igen nagy, nagyrészt disszociálatlan NH,OH, ill. H2C0 3 mole• tehát híg oldatok keletkeznek, amelyek kezelése, kulák alakjában van jelen. Tekintve, hogy az NH4 bepárlása, nagy költséggel jár és újabb akadályt — Na-ioncsere lefolyása, illetve a létrejövő átalajelent az eljárás ipari megvalósításának útjában, -kulás hányadosa a szabad NH4 -ionok mennyisé-
