Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Predkladaný vynález sa týka spôsobu prípravy soli, vychádzajúc zvodného roztoku soli obsahujúceho prinajmenšom 100 g/l chloridu sodného a obsahujúceho množstvo polyvalentných katiónov.Vo vodných roztokoch soli obsahujúcich prinajmenšom 100 g/I chloridu sodného zprírodného zdroja sú prítomné rozmanité anióny akatióny, spravidla draselné, bromidové,síranové, vápenaté, horečnaté, strontnaté, ióny železa, hlinité, bámaté, fluoridové, jodidové a hydrogenuhličitanové. Vspôsobe prípravy soli av spôsoboch prípravy produktov, kde je soľ surovým materiálom, sa väčšina týchto aniónov a katiónov musí odstrániť. Doposiaľ bolo všeobecne nemožné odstrániť polyvalentné ióny, akými sú napríklad Ca, Mg, sr, C 032, S 042 zvodného roztoku soli na významný stupeň inak, ako spôsobom zahrnujúcim prídavok veľkého množstva uhličitanu sodného a koncentrovaného roztoku NaOH kvodnému roztoku soli a podrobenie tohto roztoku viacnásobným vločkovacím a zrážaclm krokom. Nato sa vodný roztok soli zvyčajne podrobil odparovaciemu procesu sviacnásobným účinkom, člm sa pripravila soľ. Spôsob čistenia soľanky podľa doterajšieho stavu techniky musí byt uskutočnený ako vyššie opísaný viacstupňový proces, pretože inak sa vodparovacej kolóne objavi vodný kameň. Kvôli takémuto usadzovaniu kameňa sa okrem iného znižuje u odparok prenosová tepelná kapacita. Takto získaná relativne čistá soľ môže byt predaná ako taká a predstavuje vhodný surový materiál pre iné procesy, z ktorých je významná výroba zlúčenín obsahujúcich chlór, akou je napríklad chlór.Nielen polyvalentné ióny, už prítomné v zdroji chloridu sodného, sú zodpovedné za vyššie spomenutý problém. Kvôli ušetreniu nákladov sa stále častejšie ako zásobovacia voda na rozpustenie zdroja chloridu sodného na vytvorenie soľanky používa povrchová voda namiesto studñovej, aako je všeobecne známe, povrchová voda taktiež obsahuje množstvo nečistôt. Je možné robit rozdiel medzi prirodzenými nečistotami a nečistotami spojenými s ľudskou činnosťou. Prirodzenými nećistotami môžu byť napríklad minerály obsahujúce ťažké kovy, organické materiály,akými sú napríklad humínové kyseliny, fulvové kyseliny, a zvyšky buniek a dusičnan. Povaha a stupeň znečistenia prítomného v povrchovej vode ako dôsledok ľudskej činnosti bude závisieť od konkrétneho vodného zdroja. Zvyčajne sú prítomné organické, polyvalentné iónové nečistoty, akými sú napríklad ióny ťažkých kovov, a/alebo polyvalentné soli. Zvolenie si povrchovej vody za zásobovaciu vodu vedie k ďalšej nevýhode, a to, že časť organických látok prítomných v zásobovacej vode môže narušiť vločkovacie a zrážacie čistiace kroky, a výsledkom toho je, že sa vsoľanke ocitne zvýšené množstvo polyvalentných iónov. Zistilo sa, že najmä prítomnost organických materiálov v zásobovacej vode, ako sú spravidla fulvové kyseliny, humínové kyseliny alebo ich deriváty, mikroorganizmy alebo zvyšky buniek, spôsobuje tento nežiaduci efekt. Okrem toho, čast organických materiálov prítomných vo vode sa môže ocitnúť ako nečistoty v soli. Ako dôsledok sa môže stat hladina TOC (celkový organický uhlík) solí nežiaduco vysokou. Najmä, ak sa má soľ použiť na účely elektrolýzy, je toto vysoko nežiaduce.Časť práve uvedených problémov sa môže vyriešiť zavedením ďalšieho čistiaceho kroku do spôsobu prípravy soli, akým je napríklad inštalovanie soľankového ñltra okrem čistenia uhličitanom sodným. Avšak, takýto spôsob prípravy vyčistenej soli z doterajšieho stavu techniky zahrnuje množstvo krokov, z ktorých každý vyžaduje veľké reaktory a usadzovaće, a tým sa znižuje jeho ekonomická atraktivita. Okrem toho, investičné náklady na takéto zariadenia sú vysoké. Taktiež je potrebné veľké množstvo chemikálií, akými sú napriklad uhličitan sodný a žieraviny, čo je nežiaduce. Navyše, spôsoby zdoterajšieho stavu techniky bez akýchkoľvek čistiacich krokov vyžadujú ako východiskový materiál nie príliš silno znečistený vodný roztok soli, a ako sa ukázalo byť jasným, tak vodné roztoky soli obsahujúce velké množstvá nečistôt nie je možné vyčistiť do požadovaného stupňa použitím postupov z doterajšieho stavu techniky.Ateda na trhu existuje potreba spôsobu prípravy soli, vychádzajúc z vodného roztoku soli obsahujúceho prinajmenšom 100 g/l chloridu sodného, konkrétnejšie soľanky, ktorý je jednoduchší a nevyžaduje skupinu veľkých reaktorov a prídavok veľkého množstva chemikálií, a v ktorom môžu byt na rozpustenie soľného zdroja použité iné zásobníkové vody než studňová voda, akou je napríklad povrchová voda, zatiaľ čo je stále možné získat sol dobrej kvality. Takže, ak by bolo možné vo väčšom rozsahu odstrániť polyvalentné ióny zvodných roztokov soli obsahujúcich prinajmenšom 100 g/I chloridu sodného, tento vodný roztok by mohol byt nižšej kvality, t.j. mohol by obsahovať väčšie množstvo nežiaducich polyvalentných iónov, voliteľné dokonca spoločne a vyšším množstvom organických nečistôt, avšak zostal by vhodným na výrobu soli.Dokument US 5858240 opisuje chlóralkalický spôsob, v ktorom roztoky soli obsahujúce prinajmenšom 50 g/I chloridu sodného sa čistia prostrednictvom nanoñltračného kroku, aby saz nich odstránili nežiaduce ióny a následne sa nechajú zreagovat s chlórom alebo chlorečnanom sodným pomocou elektrolýzneho kroku. Uvedený nanofiltračný sposob je jednoduchší ako spôsoby vdoterajšom stave techniky, pričom zahrnuje viacnásobné kroky usadzovania, a nevyžaduje ani prídavok veľkého množstva chemikálií. Avšak, retencia vápnika a horčíka, ako je uvedená v tomto dokumente, je ešte stále predmetom zlepšovania. Ako je názorne demonštrovane v príkladoch tohto dokumentu, vtedy, ked je množstvo chloridu sodného vo vodnom roztoku soli zvýšené,retencia vápnika sa prudko znižuje, retencia vápnika, ktorá bola 56,3 ked koncentrácia chloridu sodného bola 139,6 g/I, je len 12,3 , ked sa koncentrácia chloridu sodného zvýšila na 288,7 g/l. Následkom toho sa čistiaci krok, v ktorom sa tieto nežiaduce ióny z vodného roztoku soli odstraňujú, stáva komplikovanejším, keď sa koncentrácia soli zvýši, keďže sa (nežiaduci) prechod iónov vápnika cez nanoñltračnú membránu spoločne svyčisteným roztokom soli značne zvýši pri vyšších koncentráciách soli. Keďže je množstvo polyvalentných katiónov zostávajúcich v prúde permeátu z dokumentu US 5858240 stále významné, najmä v prípade prúdov solanky s požadovanou (vysokou) koncentráciou chloridu sodného, nie je spôsob oplsaný v dokumente US 5858240 vhodný na prípravu soli prostredníctvom jednoducho uskutočneného finálneho koncentračného kroku.Dokument GB 2395946 sa týka spôsobu, v ktorom sa čistí morská voda prostredníctvom podrobenia roztoku nanofiltračnému kroku. Morská voda sa pošle do nanoñltračného procesu svyšším odmietnutím síranových iónov vporovnaní siónmi sodíka alebo chloridovými iónmi. Následne sa permeát z nanofiltračného procesu podrobi tepelnému odsolovaciemu procesu, aby sa zvýšila koncentrácia chloridu sodného vo vode. Nakoniec sa chlorid sodný vyzráža v kryštalizátore. Retentát získaný po nanofiltračnom kroku sa môže vypustiť do odtoku, alebo sa môže poslať do procesu minerálneho návratu komponentov, akými sú napríklad horčík, síran alebo vápnik.Uvádza sa, že vnanofiltračnom kroku je potrebné zabezpečiť, aby bola koncentrácia solanky dostatočne nizka, aby sa predišlo zrážaniu uhličitanu vápenatého, Dokument GB 2395946 neopisuje nanofiltráciu prúdov koncentrovaného chloridu sodného, t.j. vodných roztokov soli obsahujúcich prinajmenšom 100 g/l chloridu sodného.Spis W 0 2004/096404 sa týka spôsobu umožňujúceho použitie antirozpúšťadla, ktorý zahmuje kroky (i) dodania vody do anorganického solného zdroja, čím sa vytvorí vodný roztok obsahujúci uvedenú soľ, (ii) dodania uvedeného vodného roztoku do kryštaIizátora/usadzovača, (iii) uvedenia do kontaktu uvedeného vodného roztoku sjedným alebo viacerými antirozpúštadlami,ktoré prinútia soľ aspoň čiastočne kryštalizovať, s prinajmenšom jedným z uvedených antirozpúštadiel vykazujúcim inhibične vlastností na rast kryštálov a/alebo vlastnosti inhibovat na tvorbu kameňa, akde ak antirozpúšťadlá nevykazujú postačujúce inhibičné vlastnosti sa pridá k antirozpúšťadlu a/alebo vodnému roztoku jeden alebo viacero inhibítorov rastu kryštálov, a/alebo sa pridá k antirozpúšťadlu a/alebo vodnému roztoku jeden alebo viacero inhibítorov tvorby vodného kameňa, (iii) dodania prebytku tekutiny zkryštaIizátora/usadzovača obsahujúceho jedno alebo viacero antirozpúštadiel a vodný roztok soli do nanofiltračnej jednotky obsahujúcej membránu na oddelenie jedného alebo viacerých antirozpúšťadiel z vodného roztoku soli, a (iv) odstránenia vykryštalizovanej soli z kryštaIizátora/usadzovača vo vodnom kale. Tento odkaz sa nevzťahuje na spôsob, v ktorom permeát získaný po nanofiltračnom kroku sa skoncentruje za získania soli. Okrem toho sa tento spis nevzťahuje na antirozpúšťadlový kryštalizačný proces, t.j. proces na výrobu soli,pričom sa ksurovému, predtým nevyčistenému roztoku soli pridá jedno alebo viacero antirozpúšťadiel, aby sa uskutočnila kryštalizácia. Avšak toto spis sa nevzťahuje na spôsob vyčistenia surovej soľanky použitím nanofiltrácie.Našiel sa spôsob prípravy soli, v ktorom retencia polyvalentných iónov, akým je napríklad vápnik, vo vodných roztokoch obsahujúcich prinajmenšom 100 g/l chloridu sodného, môže byt podstatne zvýšená, takže v nasledujúcom kroku môže byt vodný roztok soli skoncentrovaný, čo poskytne soľ požadovanej kvality.vynález poskytuje spôsob prípravy vyčistenej soli, použitím vodného roztoku soli obsahujúceho prinajmenšom 100 g/l chloridu sodného a kontaminujúce množstvo polyvalentných katiónov, ktorý zahrnuje kroky(i) prípravy vodného roztoku soli obsahujúceho prinajmenšom 100 g/l chloridu sodného a prinajmenšom 0,01 ppm polyvalentných katiónov rozpustením zdroja chloridu sodného v priemyselnej vode,(ii) pridania účinného množstva prinajmenšom jednej zložky zlepšujúcej pozitívnu retenciu do vodnému roztoku soli,(iii) následného podrobenia roztoku nanoñltračnému kroku, čím sa roztok rozdelí na retentát,ktorý je obohatený polyvalentnými katiónmi a permeát, ktorým je vyčistený vodný roztok soli, a(iv) skoncentrovania permeátu, čim sa vyprodukuje sol.Výrazom zložka zlepšujúca pozitívnu retenciu sa mysli akákoľvek prísada, ktorá ked sa pridá do vodného roztoku obsahujúceho vápnik a iné polyvalentné katióny, ako sú napríklad horčík,stroncium, železo, bárium a/alebo hliník, vedie kzvýšeniu retencie vápnika avýhodne taktiež kzvýšeniu retencie jedného alebo viacerých polyvalentných katiónov vybraných zo skupiny zahrnujúcej horčík, stroncium, železo, bárium a hliník, keď je tento roztok podrobený nanofiltračnému kroku. Aby sa stanovilo, či je alebo nie je prísada vhodná na použitie ako zložka zlepšujúca pozitívnu retenciu (PREC) v spôsobe podľa predkladaného vynálezu, môže sa použit nasledovný test.Syntetická solanka sa pripravila rozpustením 1120 g ultračistého chloridu sodného od výrobcu Merck v 3600 g vody. Následne sa 17,04 g Na 2 SO 4 a 13,2 g CaCI rozpustilo v syntetickej soľanke. Výsledná soľanke, označená ako syntetická soľanka, sa dodala do DSS lab-stak M 20 jednotky obsahujúcej 0,036 m 2 nanofiltračnej membrány Desal® 5 DK (výrobca GE/Osmonics). Membránové jednotka pracovala pri tlaku 30 bar a okolitej teplote s rýchlosťou prietoku 600 l/h. Jednotka pracovala 1 hodinu vmóde úplnej recyklácie (retentát apermeát sa recyklovali do zásobnej nádoby). Následne sa odobrala vzorka 50 ml permeátu astanovila sa Ca retencia prostredníctvom merania Ca koncentrácii vzoriek permeátu aretentátu po okyslení azriedeni kyselinou dusíčnou, použitím súčasne prebiehajúcej emisnej spektrometrie s indukčne vyvolanou plazmou (lCP-ES). Toto bol tzv. slepý experiment. V druhom experimente sa k uvedenej syntetickej surovej soľanke pridalo 300 ppm prísady. Ak sa tvorila zrazenina, prísada sa považovala za nevhodnú na použitie ako PREC v spôsobe podľa predkladaného vynálezu. Ak a tvorba zrazeniny vizuálne nepozorovala, vyššie opísaný nanofiltračný experiment sa zopakoval. Prísada sa považovala za zložku zlepšujúcu pozitívnu retenciu, ak sa pre Ca retenciu pozoroval nárast prinajmenšom 5 v porovnani so slepým experimentom.Prekvapujúco sa zistilo, že keď sa použije vyššie spomenutý spôsob, vkroku (iii) sa pozoruje absolútny nárast retencie vápnika prinajmenšom 5 , výhodne 7 , najvýhodnejšie prinajmenšom 10 v porovnaní so spôsobom, v ktorom je taký istý vodný roztok bez zložky zlepšujúcej pozitívnu retenciu podrobený takémuto nanofiltračnému kroku. Prinajmenšom 5 absolútny nárast retencie sa dá dosiahnut pre všetky nárokované vodné roztoky soli, t.j. roztoky majúce koncentráciu chloridu sodného z rozsahu od 100 g/I až po tie, ktoré sú nasýtené a dokonca supernasýtené vo svojej koncentrácii chloridu sodného. Je uvedené, že ak v spôsobe, v ktorom je vodný roztok neobsahujúci zložku zlepšujúcu pozitívnu retenciu podrobený nanoñltračnému kroku(t.j. v slepom experimente) je pozorovaná retencia vápnika už medzi 90 a 97 , použitie spôsobu podľa predkladaného vynálezu má za následok zvýšenie retencie, predsa len absolútny nárast bude menší ako 5 , aj keď bude prinajmenšom 1 . Uvádza sa, že ak retencia vápnika je už viac ako 97 pre slepý experiment, je možné ešte stále očakávať nárast retencie po pridavku zložky zlepšujúcej pozitívnu retenciu, avšak toto už nebude mat praktické využitie. Výhodne sa preto spôsob podľa predkladaného vynálezu využíva pre solanku, ktorej hodnota retencie vápnika v neprítomnosti zložky zlepšujúcej pozitívnu retenciu leží medzi 2 a 97 , ešte výhodnejšie medzi 4 a 90 , najvýhodnejšie medzi 5 a 75 .Ďalej sa uvádza, že sa spravidla pozoruje aj nárast hodnoty retencie iných polyvalentných katiónov prítomných vo vodnom roztoku soli, akými sú napríklad horčík, stroncium, železo, bárium a/alebo hlinlk. Pozorovaný absolútny nárast retencie zvyčajne taktiež presahuje 5 .PREC použitá v spôsobe podla predkladaného vynálezu je výhodne vybraná zo skupiny zahrnujúcej polykarboxylové kyseliny, polyakryláty, kyseliny polymaleínové, oligopeptidy, polypeptidy, polyméry nesúce dve alebo viacero esterových skupin alebo karboxyalkylových skupín a voliteľne tiež fosfátové, fosfonátové, fosfinoskupiny, sulfátové a/alebo sulfonátové skupiny cukry,akými sú napríklad funkcionalizované alebo nefunkcionalizované monosacharidy, disacharidy, a polysacharidy ferokyanidové soli kvartérne amóniové soli cyklodextriny močovina polyméry nesúce aminoskupiny polyméry nesúce jednu alebo viacero alkoholových skupín polyméry nesúce kvartérne amóniové skupiny polyméry obsahujúce alifatické kruhy s obsahom dusíka sodné soli polymérov nesúcich aniónové skupiny chloridové soli polymérov nesúcich katiónové skupiny povrchovo aktívne látky prírodného zdroja, akými sú napríklad disproporcionovaná živicovokyselinová kolofónia kyselina mliečna fosfolipidy suspenzia kvasinkových buniek suspenzia rias homopolymér maleinanhydridu amyláza proteáza citran sodný kyselina citrónová nonanoyloxy 4 benzénsulfonát kyselina polyepoxyjantárovà polyakrylamid etyléndiamíntetraoctan sodný kyselina etyléndiamíntetrametylénfosfónová sulfonované polyoxyetylénétery mastné kyseliny pomarančová šťava jablčná šťava a Fe(ll) alebo Fe(lll) komplexy železa sjednou zvyššie uvedených zlúčenín.Ešte výhodnejšie je PREC vybraná z nasledujúcej skupiny zložiek, ktoré neobsahujú žiadne alebo velmi malé množstvo dusíka polykarboxylové kyseliny, polyakrylové kyseliny, polymaleínové kyseliny, a polyméry zahrnujúce dve alebo viacero esterových skupín alebo karboxylakylových skupín avoliteľne taktiež fosfátové, fosfonátové, fosfinoskupiny, sulfátové a/alebo sulfonátové skupiny cukry, akými sú napríklad funkcionalizované alebo nefunkcionalizované monosacharidy,disacharidy, a polysacharidy cyklodextrlny polyméry nesúce jednu alebo viacero alkoholových skupín sodné soli polymérov nesúcích aniónové skupiny povrchovo aktívne látky z prírodného zdroja, akými sú napríklad disproporcionovaná živlcovo-kyselinová kolofónia kyselina mliečna suspenzia kvasinkových buniek suspenzia rias homopolymér maleínanhydrídu, citran sodný kyselina citrónová sulfonované polyoxyetylénétery mastné kyseliny pomaranćová šťava jablčná šťava a Fe(lI) alebo Fe(lll) komplexy železa sjednou zvyššie uvedených zlúčenín. Duslk obsahujúce zložky sú menej výhodné, keďže ak ich stopy skončia v soli, budú spôsobovať ťažkosti velektrolýznych operáciách kvôli tvorbe NCI 3. Najmä keď sa NCl 3 hromadi, čo je pripad, ak sa plynný chlór skvapalňuje, ako je to bežné v komerčných elektrolýznych operáciách, vtedy je jeho tvorba nadmieru nežiaduca, pretože výsledný produkt je výbušný.Vdokonca ešte výhodnejšom uskutočnení je PREC vybraná zo skupiny ekologicky stabilných zložiek (poly)karboxylové kyseliny, fosñnokarboxylové kyseliny, polyakrylové kyseliny,kyseliny polymaleínové, glukóza, rastlinný cukor, sacharóza alebo iné cukry, a glukonan sodný.Najvýhodnejšie je PREC vybraná zo skupiny nasledujúcich veíkomolekulových zlúčenín fosfinokarboxylové kyseliny, výhodne použité ako 40 vodný roztok Belsperse® 164 výrobca Jiangsu Jianghai Chemical Co., a kyseliny polymaleínové, výhodne použité ako 50 vodný roztok Drewsperse® 747 A výrobca Ashland lnc.Zvyčajne je celkové množstvo PREC, ktoré je potrebné pridat v kroku (íi) spôsobu podľa predkladaného vynálezu, aby bolo účinné (t.j. aby spôsobilo absolútny 5 nárast retencie pre prinajmenšom polyvalentný katión vápnika vporovnani so slepým pokusom), prinajmenšom 15 ppm. Výhodne je celkové množstvo PREC pridanej v kroku (ii) spôsobu prinajmenšom 25 ppm, ešte výhodnejšie prinajmenšom 35 ppm, a najvýhodnejšie prinajmenšom 50 ppm. Výhodne je celkové množstvo PREC pridanej v kroku (ii) spôsobu podľa predkladaného vynálezu menej ako 5000 ppm,ešte výhodnejšie menej ako 1000 ppm, dokonca ešte výhodnejšie menej ako 500 ppm,a najvýhodnejšie menej ako 350 ppm. PREC môže byt pridaná do vodného roztoku soli v čistej forme (tuhá alebo kvapalná) alebo ako roztok vo vode.Je potrebné uviesť, že výraz priemyselná voda, používaný v rámci tohto opisu, označuje vodu získanú z povrchových vodných zdrojov alebo z akéhokoľvek iného, porovnateľného vodného zdroja obsahujúceho minerálne, plynné a/alebo organické nečistoty v takých koncentráciách, že bez čistenia nie je táto voda vhodná ako pitná voda. Výhodne sa ako priemyselná voda použila povrchová voda, ešte výhodnejšie voda z kanálov, jarkov, vodných nádrží a najvýhodnejšie z jazier,riek.Ďalšou výhodou spôsobu podľa predkladaného vynálezu je, že slranové ióny, ktoré môžu byt prítomné vo vodnom roztoku soli budú taktiež odstránené počas nanofiltračného kroku, kvôli všeobecne dobrým, až vynikajúcim síranovým retenčným vlastnostiam nanofiltračných membrán vhodných na použitie v predkladanom spôsobe. Nízky obsah siranu vyčisteného vodného roztoku soli, z ktorého sa má izolovat soľ (t.j. permeát z kroku (ii) predkladaného spôsobu) v porovnaní s vyčisteným roztokom soli, z ktorého sa soľ izolovala konvenčným spôsobom výroby soli, kde sa nepoužil žiadny nanofiltračný krok má dodatočné výhody. Po prvé, použitím spôsobu podľa predkladaného vynálezu sa vyrobí soľ sveľmi nízkym obsahom siranu. Po druhé, očistný prúd finálneho koncentračného kroku sa podstatne zmenší. Ako je všeobecne známe, skoncentrovanie permeátu na výrobu soli, napr. prostredníctvom odparenia je spravidla obmedzené požadovanou kvalitou soli, pretože počas koncentračného kroku vzrastie koncentrácia nečistôt. Ateda, ak je koncentrácia nečistoty na privode do koncentračného kroku znížená, koncentračný faktor môže byt zvýšený a čistiaci znížený, zatiaľ čo sa stále bude vytvárať soľ s požadovanou kvalitou. Konkrétnejšie, v množstve závodov na výrobu soli je vyčistený prúd určený konečnou koncentráciou siranu v materskom Iúhu. Z tohto dôvodu vedie zníženie obsahu siranu vo vodnom roztoku, ktorý sa má skoncentrovat, k podstatnému zníženiu vyčlstenia. Po tretie, počas koncentračného kroku, napríklad prostredníctvom odparenia vody, môžu viest vysoké slranové koncentrácie k usadzovaniu kameňa, a teda znižovaniu efektívnosti prechodu tepla. Teda, znížením

MPK / Značky

MPK: C01D 3/00

Značky: přípravy, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e5357-sposob-pripravy-soli.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob prípravy soli</a>

Podobne patenty