复式苛化生产烧碱的方法技术

复式苛化生产烧碱的方法及专用反应器。本发明专利技术以硫酸钠或碳酸钠和石灰为原料，包含两次或两次以上的多次苛化作用，反应中沉淀物和浸取液经过逆向循环使用，从而制备含ＮａＯＨ１２—１９％的高浓度烧碱溶液。本法反应彻底，收得率可达８０％；无需加热、耗能少；成品含铁、钙、镁等杂质极少；无污染；产品可直接用于造纸等工业部门；成本低，生产１吨成品只需１．２～２吨纯碱；投资少，易上马。本法专用反应器内表面为水泥，陶瓷或塑料制成，多个连续循环排列，方便适用。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术属于苛化生产烧碱（NaOH）的方法及专用反应器。在本专利技术作出以前，工业上生产烧碱（NaOH）有两种方法，即电解食盐水的氯碱法和碳酸钠苛化法。电解法采用1-3A/平方厘米的电流强度电解食盐水，可得到12%左右浓度的烧碱（NaOH）溶液。电解法制得的烧碱纯度高但投资大（需一百万元以上），耗能大，产生氢气和氯气，容易造成环境污染。现有苛化法一般是将20%的纯碱（Na2CO3）置于铁锅中，加热至80℃，搅拌加入石灰乳〔Ca（OH）2〕，静置2～3小时，反应如下：反应后，去除沉淀，取出清液，即为成品，其中含烧碱6～8%。经蒸发浓缩最终可得含NaOH95%的固体烧碱。现有苛化法投资少，易上马，但收得率低，一般在40%以下;由于使用铁锅，含铁杂质多;需加热，耗能大;初产物浓度小（6-8%），难于直接使用;仍有废气（SO2、CO2）产生，污染环境;成本高，生产1吨烧碱需用2.5吨以上的纯碱。针对现有苛化法的上述不足之处，本专利技术提供了复式苛化生产烧碱的方法及专用反应器，旨在提高烧碱的纯度和收得率，减小能耗，增加初产物浓度，降低生产成本，减少环境污染。-->本专利技术的目的是通过下述途径实现的：以硫酸钠或碳酸钠和石灰为原料，经过两次或两次以上的多次苛化作用，在这些苛化作用中，沉淀物和浸取液经过逆向循环使用，从而无需加热即可制备高浓度烧碱溶液。其中两次苛化作用有三种方式，即A方式、B方式和C方式。A方式的反应步骤为，以硫酸钠、石灰和水的反应为第一步，硫酸钠、石灰和水的重量比为：硫酸钠∶石灰∶水＝1∶0.5～0.8∶2.5～5。以第一步反应的沉淀和水的反应为第二步，水的用量仍为第一步中所用硫酸钠重量的2.5～5倍。第二步反应后的沉淀取出为副产物，浸取液代替水再用于下一轮的第一步反应与新的硫酸钠和石灰作用，其重量比与第一轮相同，并经第一步反应浸取而制得烧碱溶液初产品。如此循环。B方式的反应步骤为，以碳酸钠、石灰和水的反应为第一步，碳酸钠、石灰和水的重量比为：碳酸钠∶石灰∶水＝1∶1～1.5∶2～5。以第一步反应的沉淀和水的反应为第二步，水的用量仍为第一步中所用碳酸钠重量的2～5倍。第二步反应后的沉淀取出为副产物，浸取液代替水再用于下一轮的第一步反应，与新的碳酸钠和石灰作用，其重量比与第一轮相同并经第一步反应浸取而制得烧碱溶液初产品。如此循环。C方式的反应步骤为，以硫酸钠、石灰和水的反应为第一步，硫酸钠、石灰和水的重量比为：硫酸钠∶石灰∶水＝1∶0.5～0.8∶2.5～5。以碳酸钠、石灰和第一步的浸取液的反应为第二步，碳酸钠、石灰和-->第一步的浸取液的重量比为：碳酸钠∶石灰∶第一步的浸取液＝1∶1～1.5∶2～5。第二步反应的浸取液为烧碱溶液初产品，沉淀取出为副产物。在上述A、B、C三种方式的循环中，每循环一轮均可取一次烧碱溶液初产品和沉淀副产物。本专利技术两次以上的多次苛化作用可以是上述两次苛化作用中的A方式的延续，也可以是B方式的延续，也可以是C方式的延续。当两次以上的多次苛化作用是A方式的延续时，其第一步反应与A方式的第一步反应相同;第二步反应为第一步反应的沉淀物和前一轮的第三步反应的浸取液的反应;第三步反应为第二步反应的沉淀物和水（仅限于三次苛化法）或前一轮的第四步反应的浸取液的反应，如此类推，可为多次苛化。最后一步反应为前一步反应的沉淀物与水的反应，反应后的浸取液供下一轮的前一步反应使用，沉淀取出作为副产物。第二轮的第一步反应为新的硫酸钠和石灰与第一轮的第二步反应的浸取液的反应，反应的浸取液取出为烧碱溶液初产品，沉淀供第二步反应使用。如此往复，形成沉淀和浸取液的逆循环反应路线。每循环一轮可取一次烧碱溶液初产品和沉淀副产品。反应中，硫酸钠、石灰和水或前一轮的下一步反应的浸取液的重量比为：硫酸钠∶石灰∶水或前一轮的下一步反应的浸取液＝1∶0.5～0.8∶2.5～5。当两次以上的多次苛化作用是B方式的延续时，其第一步反应与B方式的第一步反应相同;第二步反应为第一步反应的沉淀物和前一-->轮的第三步反应的浸取液的反应;第三步反应为第二步反应的沉淀物和水（仅限于三次苛化法）或前一轮的第四步反应的浸取液的反应，如此类推，可为多次苛化。最后一步反应为前一步反应的沉淀物与水的反应，反应后的浸取液供下一轮的前一步反应使用，沉淀取出作为副产物。第二轮的第一步反应为新的碳酸钠和石灰与第一轮的第二步反应的浸取液的反应，反应的浸取液取出为烧碱溶液初产品，沉淀供第三步反应使用。如此往复，形成沉淀和浸取液的逆循环反应路线。每循环一轮可取一次烧碱溶液初产品和沉淀副产物。反应中，碳酸钠、石灰和水或前一轮的下一步反应的浸取液的重量比为：碳酸钠∶石灰∶水或前一轮的下一步反应的浸取液＝1∶1～1.5∶2～5。当两次以上的多次苛化作用是C方式的延续时，其第一步反应与C方式的第一步反应相同;第二步反应为碳酸钠、石灰和第一步的浸取液（仅限于起始反应）或第一步浸取液及前一轮的第三步浸取液的混合液的反应;第三步反应为第二步反应的沉淀物和水（仅限于三次苛化法）或前一轮的第四步反应的浸取液的反应，如此类推，可为多次苛化。最后一步反应为前一步反应的沉淀物与水的反应，反应后的浸取液供下一轮的前一步反应使用，沉淀取出为副产物。第二轮的第一步反应为新的碳酸钠、石灰与第一轮的第三步反应的浸取液的反应，反应的浸取液取出为烧碱溶液初产品，沉淀供第二步反应使用。如此往复，形成沉淀和浸取液的逆循环反应路线。每循环一轮，可取一次-->烧碱溶液初产品和沉淀副产物。反应中，硫酸钠、石灰和水的重量比为：硫酸钠∶石灰∶水＝1∶0.5～0.8∶2.5～5;碳酸钠、石灰和第一步反应的浸取液或前一轮的下一步浸取液的重量比为：碳酸钠∶石灰∶第一步反应的浸取液或前一轮的下一步浸取液＝1∶1～1.5∶2～5。经本专利技术所提供的方法生产的烧碱溶液初产品，其烧碱浓度已达到12-19%，可直接用于造纸、医药、食品等工业，如需固体烧碱，将初产品加以浓缩即可得到。本专利技术的反应器为一种可置于支架或基座上，也可嵌入地面的容器，容器上装有搅拌器、进出料口等，本专利技术的要点是该反应器的内表面可以为水泥面，也可以为陶瓷或塑料，反应器的数量可以是两个或两个以上，并且它们依次排列形成在同一平面的或阶梯形的连续循环序列。由于反应浸取液的烧碱溶液的比重以约0.02/次的级数下降，所以一轮循环中苛化的次数一般不会超过10次。本专利技术所提供的复式苛化生产烧碱的方法的化学反应方程式为：由于本专利技术采用了浸取液和沉淀的逆向循环复式苛化反应，在每一步反应中，沉淀产生迅速，并被尽快取走，因而每开始一步新的反应，沉淀所接触的都是低浓度的NaOH溶液，有利于沉淀中未反应-->完的Na2SO4、Na2CO3或Ca（OH）2的继续反应，从而促使反应向生成NaOH的方向进行，反应彻底，从理论上为提高烧碱的收得率奠定了基础。实践证明，本专利技术制备的烧碱溶液初产品的烧碱浓度可达12-19%，大大高于现有苛化法生产的烧碱溶液初产品6-8%的烧碱浓度，无需浓缩，即可直接用于造纸、医药、食品等工业等部门。由于初产物浓度的提高，使得本专利技术的收得率可达到80%。本专利技术所提供的生产烧碱的方法，通过三个途径降低烧碱的生产成本。第一，由于反应热的充分利用，生产中无需加本文档来自技高网...

【技术保护点】
苛化生产烧碱的方法，以硫酸钠或碳酸钠和石灰为原料，其特征是包含两次或两次以上的多次苛化作用，在这些苛化作用中，沉淀物和浸取液经过逆向循环使用，从而无需加热即可制备高浓度的烧碱溶液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、苛化生产烧碱的方法，以硫酸钠或碳酸钠和石灰为原料，其特征是包含两次或两次以上的多次苛化作用，在这些苛化作用中，沉淀物和浸取液经过逆向循环使用，从而无需加热即可制备高浓度的烧碱溶液。2、按照权利要求1所说的生产烧碱的方法，其特征是所说的两次苛化作用，可以以A方式进行，即以硫酸钠，石灰和水（仅限于起始反应）或前一轮的第二步的浸取液的反应为第一步，以第一步反应的沉淀和水的反应为第二步，第二步反应的浸取液再用于下一轮的第一步反应，并经第一步反应浸取而制得烧碱溶液初产品，沉淀取出为副产物，如此循环，也可以以B方式进行，即以碳酸钠、石灰和水（仅限于起始反应）或前一轮的第二步的浸取液的反应为第一步，以第一步反应的沉淀和水的反应为第二步，第二步反应的浸取液再用于下一轮的第一步反应，并经第一步反应浸取而制得烧碱溶液初产品，沉淀取出为副产物，如此循环，也可以以C方式进行，即以硫酸钠、石灰和水的反应为第一步，以碳酸钠、石灰和第一步的浸取液的反应为第二步，烧碱溶液初产品和副产物均由第二步反应后取得。3、按照权利要求1、2所说的生产烧碱的方法，其特征是所说的两次以上的多次苛化作用，可以是两次苛化作用中的A方式的延续，其第一步反应与A方式的第一步反应相同，第二步反应为第一步反应的沉淀物和前一轮的第三步反应的浸取液的反应，第三步反应为第二步反应的沉淀物和水（仅限于三次苛化法）或前一轮的第四步反应的浸取液的反应，如此类推，可为多次苛化，最后一步反应为前一步反应的沉淀物与水的反应，反应后的浸取液供下一轮的前一步反应使用，沉淀取出作为副产物，烧碱溶液初产品在下一轮的第一步反应后取得，如此往复形成沉淀和浸取液的逆循环反应路线。4、按照权利要求1、2所说的生产烧碱的方法，其特征是所说的两次以上的多次苛化作用，也可以是两次苛化作用中B方式的延续，其第一步反应与B方式的第一步反应相同，第二步反应为第一步反应的沉淀物和前一轮的第三步反应的浸取液的反应，第三步反应为第二步反应的沉淀物和水（仅限于三次苛化法）或前一轮的第四步反应的浸取液的反应，如此类推，可为多次苛化，最后一步反应为前一步反应的沉淀物与水的反应，反应后的浸取液供下一轮的前一步反应使用，沉淀取出为副产物，烧碱溶液初产品在下一轮的第一步反应后取得，如此往复形成沉淀和浸取液的逆循环反应路线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王升全，
申请(专利权)人：王升全，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]