PL163704B1 - Sposób wydzielania wodorowęglanu potasu - Google Patents

Abstract

posób wydzielania wodorowęglanu potasu z roztworów zawierających węglan, rodanek i mróczan potasu przez nasycenie dwutlenkiem węgla w temperaturze 60°C i krystalizację powstałego w wyniku reakcji wodorowęglanu potasu w temperaturze niż ­ szej i oddzielenie kryształów od cieczy znanymi metodami, znamienny tym, że roztwór zawierający 250-350 g/dm 3 K2CO3, 200-350 g/dm 3 KSCN i 70-150 g/dm 3 HCOOK nasyca się w temperaturze około 60°C mieszaniną gazów kwaśnych zawierającą 30-40 % molowych CO2 i 40-60% molowych H 2 S, pod ciśnieniem 0,08-0,1 MPa, przepuszczając gazy kwaśne w takiej ilości, aby na 1 mol K2CO3 w roztworze przypadały co najmniej 2 mole CC2, po czym z tak nasyconego roztworu wydziela się krystaliczny wodorowęglan potasu przez ochłodzenie do temperatury 20-25°C

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania wodorowęglanu potasu z roztworów innych soli potasu, zwłaszcza z zatężonych, zużytych roztworów z procesu odsiarczania gazu koksowniczego.

W procesie regeneracji zużytych roztworów z odsiarczania gazu koksowniczego powstają stężone roztwory zawierające głównie węglan, rodanek i mrówczan potasu. Zatężanie roztworów prowadzi się zwykle przez oddestylowanie z nich części wody do osiągnięcia gęstości 1,35-1,45 g/cm³. Roztwory o gęstości w tym przedziale charakteryzują się w praktyce przemysłowej alkalicznością całkowitą 270-350 g/dm3, zawartością rodanku potasu 200-350 g/dm3, mrówczanu potasu 70-150 g/dm3 i niewielką zawartością innych soli.

Znany jest sposób odzyskiwania wodorowęglanu potasu z roztworów tego rodzaju przez nasycanie dwutlenkiem węgla, podczas którego zachodzi reakcja

K2CO3 + CO2 + H2O — 2KHCC3, a następnie wydzielenie powstałego wodorowęglanu potasu wspólnie z węglanem potasu przez krystalizację. Nasycanie prowadzi się w temperaturze około 60°C, przepuszczając przez roztwór w saturatorze pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego dwutlenek węgla pobierany z baterii butli gazowych. Wytworzony wodorowęglan potasu wykazuje dobrą rozpuszczalność w wodzie w temperaturze 60°C, ale stosunkowo małą w temperaturze otoczenia, dlatego z roztworów nasyconych w temperaturze wyższej po ochłodzeniu w krystalizatorze wypada jako grubokrystaliczna sól, którą oddziela się od ługu macierzystego znanymi metodami. W praktyce przemysłowej z roztworów K2CC3, saturowanych dwutlenkiem węgla krystalizuje wodorowęglan potasu zawierający do 20% węglanu potasu, co nie ma istotnego znaczenia dla utylizacji roztworów odpadowych z odsiarczania gazu. Sposobem tym można odzyskać z roztworu zużytego około 50% zawartego w nim węglanu potasu.

Wadą tego sposobu jest używanie do nasycania roztworu handlowego dwutlenku węgla, który jest materiałem drogim, wymagającym dużych nakładów na transport i przeładunek butli. Na skutek tego koszty stosowania metody mogą w szczególnych przypadkach przekroczyć korzyści wynikające z odzyskania węglanu potasu.

Sposób według wynalazku polega na tym, że roztwór zawierający 250-350 g/dm3 K2CC3, 200-350 g/dm’ KSCN,,70-150 g/dm³ HCOOK i niewielkie ilości innych soli nasyca się w temperaturze około 60°C w saturatorze mieszaniną gazów kwaśnych zawierającą 30-40% molowych CO2 i 40-60% molowych H2S doprowadzaną do saturatora z przewodu po stronie tłocznej pomp próżniowych i odprowadzaną z saturatora do przewodu po stronie ssącej pomp próżniowych, przy czym ciśnienie w saturatorze wynosi 0,08-0,1 MPa, a gazy kwaśne przepuszcza się w takiej ilości, aby na 1 mol K2CO3 w roztworze przypadały co najmniej 2 mole CO2 w gazie nasyconym, po czym z tak nasyconego roztworu wydziela się krystaliczny wodorowę163 704 glan potasu przez ochłodzenie do temperatury 20-25°C i oddzielenie kryształów od cieczy znanymi metodami.

Mimo, iż w początkowym etapie nasycania gazami kwaśnymi powstają duże ilości wodorosiarczku potasu, w myśl reakcji K2CO3 + H2S —KHS + KHCO3, tworząc roztwory nie nadające się do krystalizacyjnego wydzielania KHCO3, co podyktowane jest korzystną dla tej reakcji dynamiką absorpcji H2S, to jak wykazały badania, przedłużając czas saturacji i stosując odpowiedni nadmiar gazów kwaśnych, osiąga się nieoczekiwanie korzystny skład końcowy roztworu charakteryzujący się wysokim stężeniem KHCO3 i stosunkowo małą zawartością KHS, z którego krystalizuje wodorowęglan potasu o śladowej zawartości wodorosiarczku.

Mieszanina gazów kwaśnych zawierająca 4-9-60% molowych H2S, 30-40% molowych CO2 oraz do 10% molowych innych składników powstaje w procesie odsiarczania gazu koksowniczego metodą węglanowopróżniową. Gazy kwaśne kieruje się zwykle do przerobu na kwas siarkowy lub na siarkę elementarną. Temperatura saturacji 60° jest optymalna, ponieważ w wyższych temperaturach wodorowęglan potasu jest solą nietrwałą, co wpływa niekorzystnie na stopień wysycenia roztworu dwutlenkiem węgla, a w niższych zmniejsza się rozpuszczalność KHCO3 co może spowodować przedwczesne wypadanie kryształów.

Przykład. W saturatorze przemysłowym umieszczono 6 m³roztworu zawierającego 308 g/dm3 K2CO3, 254 g/dm3 KSCn, 124 g/dm3 HCOOK, po czym w temperaturze 60°C przepuszczano przez niego gaz kwaśny o zawartości 51 % molowych H2 S i 38% molowych CO2, pobierany ze strony tłocznej pompy próżniowej układu desorpcji siarkowodoru instalacji odsiarczania gazu koksowniczego. Podczas saturacji doprowadzono do saturatora 1600 m gazów kwaśnych zawierających około 27 k moli CO2. Po ochłodzeniu, krystalizacji i przemyciu uzyskano około 1150 kg kryształów KHCO3 zawierających 16,8% wagowych K2CO3.

163 704

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wydzielania wodorowęglanu potasu z roztworów zawierających węglan, rodanek i mróczan potasu przez nasycenie dwutlenkiem węgla w temperaturze 60°C i krystalizację powstałego w wyniku reakcji wodorowęglanu potasu w temperaturze niższej i oddzielenie kryształów od cieczy znanymi metodami, znamienny tym, że roztwór zawierający 250-350 g/dm³ K2CO3, 200-350 g/dm³ KSCN i 70-150 g/dm³ HCOOK nasyca się w temperaturze około 60°C mieszaniną gazów kwaśnych zawierającą 30-40 % molowych CO2 i 40-60% molowych H2 S, pod ciśnieniem 0,08-0,1 MPa, przepuszczając gazy kwaśne w takiej ilości, aby na 1 mol K2CO3 w roztworze przypadały co najmniej 2 mole CO2, po czym z tak nasyconego roztworu wydziela się krystaliczny wodorowęglan potasu przez ochłodzenie do temperatury 20-25°C.