專利名稱:使堿金屬碳酸氫鹽顆粒和吸附在它們表面上的含氮有機(jī)堿鹽酸鹽液膜分離的方法以及堿 ...的制作方法
本發(fā)明涉及一種分離堿金屬碳酸氫鹽顆粒和浸漬它們的含氮有機(jī)堿鹽酸鹽液膜的方法。
已知的碳酸氫鈉生產(chǎn)工藝是，混合氯化鈉水溶液和水不溶性胺的有機(jī)溶液，用含二氧化碳的氣體處理所得到的混合物，然后對混合物進(jìn)行相分離，以便使水中碳酸氫鈉懸浮體和胺鹽酸鹽的有機(jī)溶液分開。再對水中懸浮體相分離或過濾，以便從中取出所含的固體碳酸氫鈉，對有機(jī)溶液進(jìn)行處理以便使胺再生，并再循環(huán)到該工藝過程中去〔英國專利GB-A-1，082，436(Kaiser Aluminium and Chemical Corporation)第2頁105至125行;中心專利索引、基本文摘雜志、E部、T·49周，倫敦德溫特出版公司文摘78，430T-E日本專利申請JP-A-7241237(Israel Mining Inds.Inst.Res and Dev.)〕。
用這種已知方法的最終收集到的碳酸氫鈉一般呈顆粒狀，這些顆粒浸有一層胺鹽酸鹽有機(jī)溶液的吸附膜。這種膜的存在有不利之處，因?yàn)樗袚p于碳酸氫鈉的質(zhì)量，并且造成胺的損失。
本發(fā)明提供了一種補(bǔ)救了這個(gè)缺點(diǎn)的方法，該方法使吸附在堿金屬碳酸氫鹽顆粒上的含氮有機(jī)堿鹽酸鹽(特別是胺鹽酸鹽)的回收有效而且經(jīng)濟(jì)，同時(shí)提高了堿金屬碳酸氫鹽的質(zhì)量。
因此，本發(fā)明涉及一種分離堿金屬碳酸氫鹽顆粒和吸附在其表面上的含氮有機(jī)堿鹽酸鹽液膜的方法;根據(jù)本發(fā)明的方法，這些顆粒被分散在水浴中，所得到的水中懸浮體通過攪拌，然后進(jìn)行相分離。
在本發(fā)明方法中，含氮有機(jī)堿定義為任何水不溶性的含氮有機(jī)試劑，與鹽酸反應(yīng)時(shí)有足夠的堿性，從而形成堿的鹽酸鹽。液體可以由含氮有機(jī)堿鹽酸鹽組成，因?yàn)樵趯?shí)施本方法的條件下，后者通常為液體，另一方面，也可以是溶于適當(dāng)溶劑，最好是有機(jī)溶劑中的鹽酸鹽溶液，通常，挑選溶劑的性能和數(shù)量，以便在實(shí)施本方法的條件下，使此液體粘度不超過3厘泊，最好為1.5厘泊比較有利。在本發(fā)明范圍內(nèi)可以使用的有機(jī)溶劑的實(shí)例有二甲苯、丁基苯、甲基乙基苯，尤其是石油溶劑以及商品名如下的工業(yè)溶劑ISOPAR(ESSO)(是異烷烴的一種混合物)、SOLVESSO(ESSO)(芳族化合物混合物)、SHELLSOL AB(Shell)(芳族化合物混合物)和SHELLSOL K(脂族化合物混合物)。
液膜是一種吸附在顆粒上的連續(xù)或不連續(xù)的液體薄層。
根據(jù)本發(fā)明，浸有含氮有機(jī)堿鹽酸鹽液膜的顆粒被分散于水浴中，如此得到的水懸浮液經(jīng)過攪拌，然后進(jìn)行相分離。
該水浴可以是水或一種水溶液。在水溶液的情況下，在操作條件下該水溶液對堿金屬碳酸氫鹽最好是化學(xué)上不活潑的。例如它可以是堿金屬氯化物的水溶液。使用堿金屬碳酸氫鹽的水溶液是理想的，飽和溶液更好。
水浴量必須足夠大，以便堿金屬碳酸氫鹽顆粒容易而有效地分散，從而防止分散的顆粒聚集成團(tuán)。不過，應(yīng)注意避免水浴量過大，因?yàn)樗鼘?dǎo)致要求過多的空間，并且在以后的攪拌階段中需要消耗過多的能量。事實(shí)上，所要水浴的最佳數(shù)量取決多種參數(shù)，其中有水浴的性質(zhì)和堿金屬碳酸氫鹽的粒度分布;在每個(gè)特定的情況下，通過常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室工作，可以很容易地加以確定。
攪拌的作用是使液膜和碳酸氫鹽顆粒分離，并使碳酸氫鹽顆粒分散于水浴中。它可以用任何一種合適的裝置來完成，例如采用放置攪拌機(jī)或用氣體噴射機(jī)。攪拌的強(qiáng)度和時(shí)間必須足以使液膜和顆粒分離，這將取決于多種參數(shù)，特別是顆粒的平均直徑，液膜的性質(zhì)，水浴的性質(zhì)，堿金屬碳酸氫鹽顆粒和水浴各自的質(zhì)量，以及溫度。在每個(gè)特定的情況下，通過常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室工作，這些參數(shù)很容易確定。
繼攪拌之后的相分離用來使堿金屬碳酸氫鹽顆粒和含鹽酸鹽的液相分開。它可以由重力或離心作用來完成。相分離完成時(shí)，抽濾上述的液相，以回收堿金屬碳酸氫鹽顆粒。
從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本發(fā)明方法在低溫下進(jìn)行較有利，最好低于60℃，例如在15℃和40℃之間。
相分離完成時(shí)收集到的堿金屬碳酸氫鹽是潮濕的;如果需要的話，可以進(jìn)行隨后的干燥操作。
在實(shí)施本發(fā)明方法的另一特殊方式是，在相分離完成時(shí)收集到的濕碳酸氫鹽顆粒被分散于另一種水浴中，對所形成的懸浮體依次進(jìn)行如上所述的攪拌和相分離。使這種實(shí)施本發(fā)明方法的特殊方式可重復(fù)數(shù)次以提高本方法的效率。
本發(fā)明方法可以應(yīng)用于上述所有的含氮有機(jī)堿，而且特別適用于那些水不溶的含氮有機(jī)堿，例如水不溶性亞胺和它們的衍生物、水不溶性的季銨鹽，以及水不溶性胺和氨基衍生物;本發(fā)明方法可用于伯胺而且效果特別好，特別是用于分子中含12至24個(gè)碳原子的伯烷基胺。在用上述胺工藝生產(chǎn)碳酸氫鈉時(shí)，上述伯烷基胺具有使用價(jià)值。而且本發(fā)明方法也可以有效地應(yīng)用于這種情況，即吸附在碳酸氫鹽顆粒上的液膜系由含氮有機(jī)堿和他的鹽酸鹽混合物所組成。例如含有30%至70%重量的堿和70%至30%重量鹽酸鹽的混合物。
處理上述胺工藝所得到的碳酸氫鈉顆粒時(shí)，本發(fā)明方法具有應(yīng)用的價(jià)值。
因此，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)堿金屬碳酸氫鹽的方法。根據(jù)該方法，在水存在的情況下，用含有二氧化碳的氣體和水不溶性含氮有機(jī)堿處理堿金屬氯化物，對反應(yīng)混合物進(jìn)行相分離，以便一方面收集堿金屬碳酸氫鹽含水懸浮體和水組成的水相，另一方面收集含氮有機(jī)堿鹽酸鹽存在的有機(jī)相。對水相進(jìn)行處理以便從那里取出其中包含的固體堿金屬碳酸氫鹽和母液;根據(jù)本發(fā)明，對水浴中的固體堿金屬碳酸氫鹽進(jìn)行攪拌處理，再對所得到的懸浮液進(jìn)行相分離，一如上述。
從下面附圖介紹將引出本發(fā)明的特征和詳情。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)具體實(shí)施方案的碳酸氫鈉生產(chǎn)裝置總框圖。
圖2、3與4和表示圖1裝置經(jīng)改進(jìn)后的實(shí)施方案。
在這些圖中，同一號碼指的是相同的部件。
圖1中所示的裝置包括結(jié)晶室1(該室連續(xù)不斷地通入基本上飽和的氯化鈉水溶液或氯化鈉的水漿2)、一種含有不溶解于氯化鈉水溶液的伯胺有機(jī)液3、以及含二氧化碳的氣體4。例如有機(jī)液3可以是商品名為PRIMENE JMT(Rohm and Haas)的50%重量比的伯烷基胺二甲苯溶液，其分子中含有18至24個(gè)碳原子。
有機(jī)液也可以是分子中含碳原子數(shù)不到18的液體伯烷基胺，使用時(shí)不用溶解在某種溶劑中。例如已知商品名為PRIMENE 81R(Rohm and Haas)的胺，其分子中含有12至14個(gè)碳原子。
氣體4最好是含二氧化碳重量不少于60%的富二氧化碳?xì)怏w。
在結(jié)晶室1中，結(jié)晶出碳酸氫鈉，胺轉(zhuǎn)變成胺鹽酸鹽。
由碳酸氫鈉晶體、結(jié)晶母液和含有胺鹽酸鹽的有機(jī)相組成的液體5從結(jié)晶室1流出。將液體5輸入沉淀室6，靠重力分別離出胺鹽酸鹽有機(jī)相7和基本上由碳酸氫鈉的水懸浮液組成的水相8。
在再生胺的裝置9中，用基本上已知的方式處理胺鹽酸鹽有機(jī)相7，胺將進(jìn)入結(jié)晶室1內(nèi)循環(huán)使用。
水相8流入離心裝置或過濾裝置10，從而分離出顆粒狀碳酸氫鈉11和母液12。母液添加氯化鈉之后，再進(jìn)入結(jié)晶室1中循環(huán)使用。
根據(jù)本發(fā)明，固體碳酸氫鈉11被引入室13中與水浴14混合，例如，該水浴可以是水、氯化鈉水溶液，或更好一些用碳酸氫鈉水溶液。在室13中對混合物進(jìn)行劇烈的攪拌，例如可用一個(gè)或多個(gè)螺旋槳。然后，生成的混合物15輸入沉淀室16，在沉淀室中循環(huán)到有機(jī)相7中的有機(jī)相17，以及流向離心裝置或過濾裝置19的水相18均發(fā)生相分離。從裝置19一方面收集碳酸氫鈉晶體20，另一方面收集母液21，并循環(huán)到結(jié)晶室1中去。
把碳酸氫鈉晶體20輸送到濾器22上，在那里晶體受到水流23的洗滌。
可以把從濾器22收集到的碳酸氫鈉24可以直接送到焙燒爐中(圖中沒有示出)，以便產(chǎn)生無水的碳酸鈉。
收集到的洗滌水25流入結(jié)晶室1。
本方法改進(jìn)的實(shí)施方案中，參見圖2，從有機(jī)相7分離出來的水相8直接流入混合室13，在混合室中受到有力的攪拌。然后參考圖1用上面介紹的方法處理所生成的混合物15。
在圖3所示的實(shí)施方案中，把來自沉淀室19中的碳酸氫鈉顆粒20輸入第二混合室26，另外把從濾器22中得到的水流25引入該室。在混合室26中，對碳酸氫鈉和水進(jìn)行有力的攪拌，并且使所產(chǎn)生的水懸浮液27輸入沉淀室28，從該沉淀室分別流出流向結(jié)晶室1的水溶液29和流向?yàn)V器22上的碳酸氫鈉顆粒30，然后參考圖1用上面介紹過的方法處理。
在圖4所示本發(fā)明方法的簡化實(shí)施方案中，在二氧化碳處理的終端，把從離心裝置或過濾裝置10中收集到的碳酸氫鈉顆粒11直接引入混合室26，然后參考圖3用上面介紹過的方法處理。
下面介紹的實(shí)例顯示了本發(fā)明的有效性。
使接近飽和的氯化鈉水溶液、PRIMENE81R胺(分子中含12至1.4個(gè)碳原子的胺混合物)和二氧化碳進(jìn)行反應(yīng)，過濾所得到的碳酸氫鈉水懸浮液，分別收集固體碳酸氫鈉和母液。該固體碳酸氫鈉已證明每公斤含2克胺(呈胺和胺鹽酸鹽的混合物形式)，并且母液重量組成如下NaCl132克/公斤NaHCO37克/公斤胺1.4克/公斤根據(jù)本發(fā)明，使1公斤固體碳酸氫鈉分散于4.25公斤的母液中，用螺旋槳攪拌器對得到的懸浮液強(qiáng)烈攪拌30分鐘。然后讓該混合物沉降15分鐘，使含胺的有機(jī)相和水相分離。收集和過濾水相以便取出固體碳酸氫鈉。該碳酸氫鈉的殘余胺含量為0.35克/公斤。
權(quán)利要求
1.使堿金屬碳酸氫鹽顆粒和吸附在表面上的含氮有機(jī)堿鹽酸鹽液膜分開的方法，其特征是將這些顆粒(//，20)分散于水浴(14，25)中，對所生成的水懸浮液(15，27)接連進(jìn)行攪拌(13，26)和相分離(16，28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于水浴(14)是一種堿金屬碳酸氫鹽的飽和水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于從相分離(16，28)收集到的堿金屬碳酸氫鹽顆粒(20，30)用水(23)進(jìn)行洗滌。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于含氮有機(jī)堿鹽酸鹽是一種胺的鹽酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于含氮有機(jī)堿鹽酸鹽是含12至24個(gè)碳原子的伯烷基胺鹽酸鹽。
6.堿金屬碳酸氫鹽的生產(chǎn)方法，根據(jù)這種方法，在有水的情況下，用含二氧化碳的氣體(4)和水不溶性含氮有機(jī)堿(3)處理堿金屬氯化物(2)，對反應(yīng)混合物進(jìn)行相分離(6)，以便一方面收集由堿金屬碳酸氫鹽的水懸浮液組成的水相(8)，另一方面收集含氮有機(jī)堿鹽酸鹽所處的有機(jī)相(7)，處理水相(8)，以便從那里取出其中的固體堿金屬碳酸氫鹽和母液，其特征在于固體堿金屬碳酸氫鈉根據(jù)權(quán)利要求
1至5中的任何一個(gè)方法進(jìn)行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的方法，其特征在于為了從水相(8)中取出固體堿金屬碳酸氫鹽，對水相接連進(jìn)行有力的攪拌(13)和相分離(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于水相(8)進(jìn)行攪拌(13)之前，先抽出一小部分母液。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7或8所述的方法，其特征在于將母液(21)再循環(huán)到反應(yīng)混合物中去。
專利摘要
為了使堿金屬碳酸氫鹽顆粒(11)和吸附在它們表面上的含氮有機(jī)堿鹽酸鹽液膜分開，將堿金屬碳酸氫鹽顆粒分散于水浴(14)，并且對所產(chǎn)生的水懸浮液接連進(jìn)行攪拌(13)和相分離(16)。本方法可以應(yīng)用于由胺工藝所得到的碳酸氫鈉顆粒。
文檔編號C07C209/86GK87107296SQ87107296
公開日1988年5月18日 申請日期1987年11月5日
發(fā)明者萊昂·尼蘭, 克洛德·布雷東 申請人:索爾維公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan