162339. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkálikarbonát kikristályosítására a cellulózgyártásnál képződött ömledékoldatokból
3 162339 4 korro/io- ves/eh es a nagy tömegekkel végzett gázkezelésí művelet. A ..Rayonmer" lelő módszer (32 156. 33 828 és 33 82 * s/. 1 inn szabadalmakl a lenti eljárásoktól valamennyire eltei l-.nnél a nyerslúgot nyomás alatt karbonizálják és így alkálihidrogénkarbonátbol valamint alkálihidrogénszulfitból álló oldatot nyernek. Ha ezt az oldatot vákuum alatt hevítik, akkor a hidrogénkarbonát és hid rögé nsz ultid karbonáttá és kénhidrogénné alakul át. amely utóbbi a vízgőzzel távozik. A nyomás alatt végzett karbonízálás és többszörös elbontás megismétlésével lényegében a nyerslúghan levő összes alkálisztill'id alkálikarbonáttá és kénhidrogénné való átalakítása lehetségessé válik. Lz a módszer azonban ipari bevezetésre nem került tőként a magas hőenergia költségek és a berendezés tervezési nehézségei miatt, emellett az eljárás számos lépést igényel a kinyerhető vegyszerek megtelelő tiszta tormában történő előállításara. A lentiekben ismertetett eljárások további közös hátránya abban áll. hogy az alkálikarbonátot nem lehet tioszulíát- és szull Kimentés tiszta állapotban előállítani. A szull'itálás közben a sZullid a szulfittal reagál és ezáltal a káros tioszulfát tartalom meanmekszik. l-'gyedúli kivétel a lenti hátrány alól a Sivola télé eljárás :iva -(••"!:k változata, amelynél :i nálrinmnnii --dl -ük.n •• •• i ;< - • k mosásával tiszt, i alkálihidrogénkarbonát nyerhető k A talalinan> . ' ni- eljárás a teehnika állása alapján ismert eljárásokhoz képest a következő előnyöket biztosítja: 1. A feldolgozási lépések száma csekéh . 2. Az alkáhkarbonat kristályok tioszulfát- és szulfidmentesek. 3. Az összes alkálibázisú cellulózfeltáráshoz, beleértve az egy vagy röhb szakaszos poliszulfid-szulfátos feltárást is. használható. 4. Az eljárás hőenergiamérlege a kristályosításnál szükséges bepárlással együtt kedvező. 5. Az eljárás egyszerűen kivitelezhető. 6. A szükséges berendezések kevés befektetést igényelnek és egyszerűek. 7. A felhasznált berendezések térszükséglete csekély A találmány szerinti eljárást. ameioe: nátriumtioszulláttól és nátriumszulfidtól mentes alkálimonohidrát kristályok nyerhetők a cellulóz feltárásánál képződött szennylúgok hevítésénél kapott omledékoldatokból - az jellemzi, hogy a felhevített ömledékoldatot nátrium hidrogénkarbonáttal együtt olymódon expandáltatjuk, hog> a benne levő összes szulfittartalom a vízgőzzel együtt kénhidrogén formában eltávolítható legyen, a kép/ó'dött alkálikarbonátot pedig monohidrát kristályok formájában nyerjük ki, az ehhez szükséges alkálihidrogénkarbonatot pedig az expandáltatási lépés előtt vagy közben adagoljuk. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban a csatolt folyamatábrára való hivatkozással ismertetjük. Az 1 regeneráló-forralóedényben a képződő hulladékgázokat a 4 vezetéken eltávolítjuk, a kapott ömledéket pedig a 2 oldóedénybe visszük, amelybe elegendő mennyiségű vizel adagolunk. A vizet, nátríumkarbonátot, nátriumszulfidot, nátriumszulfátot és nátriumtioszulfátot tartalmazó derített nyerslúgot a 3 eló'karbonizálási lépésbe visszük. Az előkarbonizálást a 4 vezetéken eltávolított hulladékgázokkal végezzük. A leírt műveletek közben az alábbi reakciók mennek vésHv I. 2Na2 S • CO, * ILO--2NaHS * Na,CO ípll = 10) II. NalIS »CO, * H,0—-NaHCO, * H,S (pH = 10) III. H,S* Na2S—*2NaHS (pH>10) A 3 eló'karbonizálási lépésben a reakció körülményeit úgy állítjuk be, hogy a széndioxid abszorpciója lehető legteljesebb mértekben megtörténjen, és így az 1 reakció balról jobbra teljesen végbemenjen. Ugyanakkor a II reakcióvázlat szerint kénhidrogén helyileg felszabadul. Végül a kénhidrogént tartalmazó gázokat a még nem reagáltatott szulfidoldattal mossuk, amikoris a III reakció zajlik le és a kénhidrogén legnagyobb része hidrogénszulfid formában ismét abszorbeálod ik. Reakciókörülményeket lényegében úgy szabályozzuk, hogy a bevitt szulfidoldatot és a széndioxidot tartalmazó gázokat egymáshoz képest megfelelő stöchiometrikus. arányban alkalmazzuk, ugyanakkor az oldatok pH-értékét ibeállítiuk. Az adott esetben folyamatos pll-méréssel autó matikus üzemszabályozás is megvalósítható, a gyakorlatban azonban a kívánt reakció kielégítően szabályozható sza kaszosan pl. naponta egyszer végzett pH méréssel is.A Jiomersekletet a reakció szempontjából kedvező, pl. 25-4l) C* közötti értékeken tartjuk. Az eló'karbonizálási lépésből távozó gázok az 5 vezetéken kerülnek elvezetésre, míg a vízből, nátriumkarbonátból, nátriumhidrogénszulfidbói, nátriumhidrogénkarbonátból, nátriumszulfátból és nátriumtioszulfátból álló eló'karbonizált oldatot a 6 bepárlóba visszük, ahol pl. egy hőcserélő segítségével felhevítjük, a vizet és kénhidrogént expandálta tjük és az oldatból vákuum alatt eltávolítjuk. A víz és kénhidrogén eltávolítása a 8 vezetéken keresztül történik, ahonnan a kénhidrogén további kezelésre kerül. Abból a célból, hogy a bepárlóból 7 ürító'vezetéken eltávozó kristályos nátriumkarhonat monohidrát formában legyen kinyerhető úgy járunk el. nogy az e.xpandaliatasi homeisékletet 95 C* alatt tartjuk. A 7 ürító'vezetéken távozó nátriumkarbonát egy részét kistályos formában a 9 karbonizáló berendezésbe vezetjük, aiiol feloldás útján koncentrált nátriumkarbonát oldatot készítünk, ezt pedig a 4 hulladékgázokkal karbonizáljuk. A? inv képződött nátriumhidrogénkarbonát kristályokat a 6 lepárló szakaszba visszük. Az eló'karbonizált nyerslúg és a nátriumkarbonát között • egbemenő kémiai reakciót az alábbiakban vázoljuk: IV NaHCO, «NaHS—«Na.CO, • H , S F.bben a műveleti szakaszban képződött reakeiótermékeket a fenti módon távolítjuk ti. A 3 eló'karbonizálási szakaszban előállított nátriumliilrosénkarboYiát nem elegendő ahhoz, hogy a teljes szulfidmennyiséggel reagáltatható legyen. Ezért a 9 karbonizálási lépésben nyert nátriumhidrogénkarbonátot a 6 bepárlóba adagoljuk, vagy a 6 bepárló berendezés előtt ismert módon reagáltatjuk, így az összes szulfidot hidrogénszulfiddá alakítjuk át. A tiszta kénhidrogéngázt és tioszulfát. valamint szulfidmentes nátriumkarbonát kristályokat ezután a már ismert módon hasznosítjuk a feltáró folyadék előállítására vagy más célokra. A 6 expanziós szakaszban képződött oldatot vagy folyamatosan vagy szakaszosan eltávolítjuk és a regeneráló bepárlóba visszavezetjük, abból a célból, hogy a 6 műveleti szakaszban képződött tioszulfát felgyülemlését megakadályozzuk. A találmány szerinti eljárást kísérleti üzemben próbáltuk ki. Kiindulóanyagként az 1 és II reakciók szerint kb. 10 pH-értéken eló'karbonizált nyerslúgot használunk. Az eló'karbonizált nyerslúgot folyamatosan a bepárlóba vezetjük abból a célból, hogy a bepárló edényben állandó nívó alakuljon ki. Ezzel egyidejűleg a kristályos nátriumhidrogénkarbonát szuszpenziót is a bepárlóba adagoljuk, valamely szabályozható csigás adagoló segítségével és a 2 reakciókomponens arányát úgy szabályozzuk, hogy a beadagolt nátriumhidrogénkarbonát mennyisége pontosan ekvivalens legyen a nyerslúgban maradt kénhidrogén mennyiségével. Végeredményben a IV. reakció szerint itt a kénhidrogént felszabadítjuk. A bepárlót 95 C-on és vákuumszivattyú segítségével kialakított 0,55 atm nyomáson üzemeltetjük. Az anyalúg aktív Na,0 koncentrációja a kísérlet közben 280 g/liter, kénhidrogén tartalma pedig 1,05 mól/liter. A nyerslúgot 1 liter/perc áramlási sebességgel adagoljuk az 1,43 mól/liter kénhidrogént tartalmazó bepárlóba. A megfelelő mennyiségű hidrogénkarbonátot úgy szabályozzuk, hogy az anyalúg szulfidtartalma konstans maradjon. A bepárló edényből távozó kénhidrogén 80f , :/ r feletti tisztaságú, de mivel a gázban széndioxid nem mutatható ki, kénhidrogénkoncentrációja az eltávozó gázban, csaknem 1009^a növelhető, ha a bepárló berendezést jól tömítjük. 10 15 20 ?fc 30 35 40 4t> bO 55 60 6b 1 r • Z
