氯化钠生产方法技术

本发明专利技术涉及一种制备氯化钠的方法：其包括以下步骤：（ｉ）通过将氯化钠源溶解于水中而生产氯化钠浓度高于共晶点的氯化钠浓度但低于饱和盐水的氯化钠浓度的盐水；（ｉｉ）通过在自洁式流化床换热器／结晶器中间接冷却而将所得盐水冷却至低于０℃但高于所得盐水的共晶温度的温度，从而形成包含氯化钠二水合物的浆料和母液；（ｉｉｉ）将氯化钠二水合物供入再结晶器中以形成氯化钠和母液，和（ｉｖ）使至少部分步骤（ｉｉ）和／或步骤（ｉｉｉ）中所得母液再循环至步骤（ｉ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及新的。氯化钠在工业上由通过将氯化钠的天然源溶解于水中而生产的水溶液并通过蒸发水而使它从所得氯化钠水溶液中结晶而生产，所述蒸发通常使用多效或蒸气再压缩蒸发器实现。多效系统通常含有三个或更多串联连接的强制循环蒸发容器。在多效系统中，将各个蒸发器中产生的蒸汽供入下一个中以提高能量效率。蒸气再压缩强制循环蒸发器由结晶器、压缩机和蒸气洗涤器组成。氯化钠水溶液(盐水)进入结晶器容器，其中盐结晶。将蒸气取出、洗涤并压缩以再用于加热器中。由于包括水蒸发步骤，再压缩蒸发器和多效蒸发器均能量消耗大。此外，通过将天然氯化钠源溶解于水中而生产的盐水通常含有一些主要污染物。由天然源得到的盐水中的所述污染物尤其包括钾、溴、镁、钙、锶和硫酸根离子。对于许多应用，例如在化学转化工业 (例如氯气和氯酸盐工业)中，其中所用设备为极敏感的，必须大程度地除去这些污染物。解决上述问题的最普遍程序是在将它供入蒸发装置中以前将粗盐水提纯。然而， 通常，盐水提纯没有除去或减少K和Br污染物。此外，盐水提纯的结果是二氧化碳、碳酸氢盐和碳酸盐将存在于提纯的盐水中。在常规蒸发器(通常在升高的温度下操作的多效或蒸气再压缩装置)中蒸发结晶期间，可形成CaSO4 · xH20, SrCO3和CaCO3结垢，尤其是在换热器表面上。作为该结垢的结果，盐装置的生产能力随时间降低，该方法的能量效率也一样。在对于水溶液中污染物的定量和对于常用方法的设定来说典型的生产周期以后，蒸发装置需要清洗，所以盐装置的工作效率也降低。由于当前技术要求基本量的能量且能量价格随时间显著提高，所以需要使用较少能量的。Avram 等人在"Technologies for eutectic freeze crystallization (共晶冷冻结晶技术)”，Rev. Chim.，第55卷(10)，2004，第769-772页公开了共晶冷冻结晶作为将水溶液分为冰和固化溶液的技术。提到共晶冷冻结晶主要可适用于含无机盐的废水的处理中。Habib 禾口 Farid 在“Heat transfer and operating conditions for freezeconcentration in a liquid-solid fluidized bed heat exchanger (液体一固体流化床换热器中冷冻浓缩的传热和操作条件)”，Chemical Engineering andProcessing， 第45卷，2006，第698-710页公开了冷冻浓缩方法，其中液体通过使水冻结起来而浓缩。更具体地，他们公开了使包含8重量％或更少NaCl的水溶液在单管式流化床换热器内进行冷却步骤以形成冰。借助该方法，制备富含其溶质的浓缩物。US 3，779，030涉及由海水制备氯化钠浓缩物的方法。在第1栏第59_67行解释了共晶冷冻的原理。然而，生产冰晶以提供一定量淡水且海水仅借助该方法浓缩。这些文件中提到的盐溶液适于形成冰，其例如在饮用水缺乏的区域中是有价值的。然而，这些溶液不适于氯化钠的大规模生产。St印akoff等人在Desalination，第14卷，1974，第25-38页公开了一种方法，包3括在搅拌釜制冷器中通过与不溶混的冷冻剂直接接触而连续冷冻盐水直至达到共晶温度。 更具体地，盐水通过用氟利昂R-114直接冷却而冷却，使得在-6° F下存在五相即冰、盐水、二水合物、液体氟利昂和氟利昂蒸气。它提到这种共晶冷冻方法的主要问题是废物处理，所述废物为工业流出物或微咸水。然而，St印akoff等人使用的进料料流以及所述共晶冷冻方法不适于大规模生产氯化钠的应用。GB 1，009，736公开了由一定量相对不纯的无水盐生产提纯的无水氯化钠盐的方法。根据该方法，饱和盐水循环或通过供应的盐，因此产生浆料。盐和盐水混合物的温度保持在32.2° F与-6.02° F之间，以溶解盐进料并由其形成二水合物。随后，使这样形成的盐水-二水合物浆料进行加热操作以熔化二水合物并形成从相关盐水中沉淀的过量的提纯的无水盐。分离过量无水盐用于产品交付，同时相关盐水返回盐进料供应处以重复该过程。GB 1，009，736的方法仅可用于固体无水盐供应。它不适于借助溶液采矿生产无水氯化钠。该方法的另一缺点是循环的盐水被从进料供应盐提取的杂质过度污染，使得必须将盐水丢弃和置换或化学处理以保持其可用形式。本专利技术的目的是提供可以工业规模进行的，其比常规蒸发盐生产方法消耗更少能量，且适于生产其中盐源为通过溶液采矿开采的地下盐层的盐。本专利技术的另一目的是产生所需氯化钠纯度而不需要盐水提纯步骤。所需氯化钠纯度等于或高于相同盐水在常规提纯和常规蒸发结晶步骤以后的盐的纯度。优选，在所得盐中K和Br浓度较低的意义上，纯度更高。本专利技术又一目的是提供，其中可保持淤渣的清洗最小化。令人惊讶的是，发现这些目的通过一种使用特定温度降低步骤的方法实现。更详细地，本专利技术包括以下步骤(i)通过将氯化钠源溶解于水中而制备氯化钠浓度高于共晶点的氯化钠浓度但低于饱和盐水的氯化钠浓度的盐水；(ii)通过在自洁式流化床换热器/结晶器中间接冷却而将所得盐水冷却至低于 0°c但高于所得盐水的共晶温度的温度，从而形成包含氯化钠二水合物的浆料和母液；(iii)将氯化钠二水合物供入再结晶器中以形成氯化钠和母液，和(iv)使至少部分步骤(ii)和/或步骤(iii)中所得母液再循环至步骤⑴。本专利技术方法比常规蒸发方法消耗更少能量。甚至当使用多用途蒸汽时，主要的能量消耗减少来自结晶热与蒸发热相比的差。此外，使用本专利技术方法，不再需要在结晶步骤以前提纯粗盐水。更具体地，在经由水蒸发而由盐水生产氯化钠的常规生产方法中，必须首先使微溶的固体废物如Mg(0H)2、CaSO4 · xH20, SrCO3和CaCO3从粗盐水中结晶，随后抛弃。如果不进行该盐水提纯处理，则在结晶步骤中通过水蒸发生产的氯化钠严重地被一些形式的 Mg、Ca和Sr污染。对于该盐水提纯处理，需要大量的盐水提纯化学物质。这种提纯处理在本专利技术方法中是多余的。在未提纯粗盐水进行结晶步骤产生氯化钠二水合物，其后再结晶步骤以后，得到与由相同盐水但使用包括所述盐水提纯步骤的常规蒸发方法得到的氯化钠的盐纯度相比类似或甚至更高的氯化钠纯度。此外，盐水中K和Br的浓度不受上述盐水提纯处理影响，但它仅通过结晶降低。与常规方法中一个结晶步骤相比，本方法包括两个结晶步骤。因此，该新方法的优点是生产的氯化钠含有较低K和Br水平且避免了清洗 Mg (OH) 2、CaSO4 · xH20, SrCO3和CaCO3淤渣。此外，不需要用于盐水提纯的投资和维护、提纯化学物质的费用、人力。本专利技术方法的另一主要优点是存在于粗盐水中的所有杂质可以在洞穴中恢复，其中首先生产盐水，这也使得该方法比常规盐生产方法更环保。本方法的又一优点是由于该方法是低温方法，预期具有较小的腐蚀并可应用更便宜的结构材料。在本申请上下文中，注意到“共晶温度”为共晶混合物发生结晶的温度。此外，术语 “共晶混合物”以其通常的含义使用，意指它以使熔点尽可能低的比例定义某些组分的混合物，此外这些组分在该温度下同时从溶液中结晶。共晶混合物发生结晶的温度称为“共晶温度”，这发生的组成和温度称为“共晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生产氯化钠的方法，其包括以下步骤：（ｉ）通过将氯化钠源溶解于水中而制备氯化钠浓度高于共晶点的氯化钠浓度但低于饱和盐水的氯化钠浓度的盐水；（ｉｉ）通过在自洁式流化床换热器／结晶器中间接冷却而将所得盐水冷却至低于０℃但高于所得盐水的共晶温度的温度，从而形成包含氯化钠二水合物的浆料和母液；（ｉｉｉ）将氯化钠二水合物供入再结晶器中以形成氯化钠和母液，和（ｉｖ）使至少部分步骤（ｉｉ）和／或步骤（ｉｉｉ）中所得母液再循环至步骤（ｉ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·W·巴克奈斯，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL