专利名称:使碱金属碳酸氢盐颗粒和吸附在它们表面上的含氮有机碱盐酸盐液膜分离的方法以及碱 ...的制作方法
本发明涉及一种分离碱金属碳酸氢盐颗粒和浸渍它们的含氮有机碱盐酸盐液膜的方法。
已知的碳酸氢钠生产工艺是，混合氯化钠水溶液和水不溶性胺的有机溶液，用含二氧化碳的气体处理所得到的混合物，然后对混合物进行相分离，以便使水中碳酸氢钠悬浮体和胺盐酸盐的有机溶液分开。再对水中悬浮体相分离或过滤，以便从中取出所含的固体碳酸氢钠，对有机溶液进行处理以便使胺再生，并再循环到该工艺过程中去〔英国专利GB-A-1，082，436(Kaiser Aluminium and Chemical Corporation)第2页105至125行;中心专利索引、基本文摘杂志、E部、T·49周，伦敦德温特出版公司文摘78，430T-E日本专利申请JP-A-7241237(Israel Mining Inds.Inst.Res and Dev.)〕。
用这种已知方法的最终收集到的碳酸氢钠一般呈颗粒状，这些颗粒浸有一层胺盐酸盐有机溶液的吸附膜。这种膜的存在有不利之处，因为它有损于碳酸氢钠的质量，并且造成胺的损失。
本发明提供了一种补救了这个缺点的方法，该方法使吸附在碱金属碳酸氢盐颗粒上的含氮有机碱盐酸盐(特别是胺盐酸盐)的回收有效而且经济，同时提高了碱金属碳酸氢盐的质量。
因此，本发明涉及一种分离碱金属碳酸氢盐颗粒和吸附在其表面上的含氮有机碱盐酸盐液膜的方法;根据本发明的方法，这些颗粒被分散在水浴中，所得到的水中悬浮体通过搅拌，然后进行相分离。
在本发明方法中，含氮有机碱定义为任何水不溶性的含氮有机试剂，与盐酸反应时有足够的碱性，从而形成碱的盐酸盐。液体可以由含氮有机碱盐酸盐组成，因为在实施本方法的条件下，后者通常为液体，另一方面，也可以是溶于适当溶剂，最好是有机溶剂中的盐酸盐溶液，通常，挑选溶剂的性能和数量，以便在实施本方法的条件下，使此液体粘度不超过3厘泊，最好为1.5厘泊比较有利。在本发明范围内可以使用的有机溶剂的实例有二甲苯、丁基苯、甲基乙基苯，尤其是石油溶剂以及商品名如下的工业溶剂ISOPAR(ESSO)(是异烷烃的一种混合物)、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)。
液膜是一种吸附在颗粒上的连续或不连续的液体薄层。
根据本发明，浸有含氮有机碱盐酸盐液膜的颗粒被分散于水浴中，如此得到的水悬浮液经过搅拌，然后进行相分离。
该水浴可以是水或一种水溶液。在水溶液的情况下，在操作条件下该水溶液对碱金属碳酸氢盐最好是化学上不活泼的。例如它可以是碱金属氯化物的水溶液。使用碱金属碳酸氢盐的水溶液是理想的，饱和溶液更好。
水浴量必须足够大，以便碱金属碳酸氢盐颗粒容易而有效地分散，从而防止分散的颗粒聚集成团。不过，应注意避免水浴量过大，因为它导致要求过多的空间，并且在以后的搅拌阶段中需要消耗过多的能量。事实上，所要水浴的最佳数量取决多种参数，其中有水浴的性质和碱金属碳酸氢盐的粒度分布;在每个特定的情况下，通过常规的实验室工作，可以很容易地加以确定。
搅拌的作用是使液膜和碳酸氢盐颗粒分离，并使碳酸氢盐颗粒分散于水浴中。它可以用任何一种合适的装置来完成，例如采用放置搅拌机或用气体喷射机。搅拌的强度和时间必须足以使液膜和颗粒分离，这将取决于多种参数，特别是颗粒的平均直径，液膜的性质，水浴的性质，碱金属碳酸氢盐颗粒和水浴各自的质量，以及温度。在每个特定的情况下，通过常规的实验室工作，这些参数很容易确定。
继搅拌之后的相分离用来使碱金属碳酸氢盐颗粒和含盐酸盐的液相分开。它可以由重力或离心作用来完成。相分离完成时，抽滤上述的液相，以回收碱金属碳酸氢盐颗粒。
从经济方面考虑，本发明方法在低温下进行较有利，最好低于60℃，例如在15℃和40℃之间。
相分离完成时收集到的碱金属碳酸氢盐是潮湿的;如果需要的话，可以进行随后的干燥操作。
在实施本发明方法的另一特殊方式是，在相分离完成时收集到的湿碳酸氢盐颗粒被分散于另一种水浴中，对所形成的悬浮体依次进行如上所述的搅拌和相分离。使这种实施本发明方法的特殊方式可重复数次以提高本方法的效率。
本发明方法可以应用于上述所有的含氮有机碱，而且特别适用于那些水不溶的含氮有机碱，例如水不溶性亚胺和它们的衍生物、水不溶性的季铵盐，以及水不溶性胺和氨基衍生物;本发明方法可用于伯胺而且效果特别好，特别是用于分子中含12至24个碳原子的伯烷基胺。在用上述胺工艺生产碳酸氢钠时，上述伯烷基胺具有使用价值。而且本发明方法也可以有效地应用于这种情况，即吸附在碳酸氢盐颗粒上的液膜系由含氮有机碱和他的盐酸盐混合物所组成。例如含有30%至70%重量的碱和70%至30%重量盐酸盐的混合物。
处理上述胺工艺所得到的碳酸氢钠颗粒时，本发明方法具有应用的价值。
因此，本发明涉及一种生产碱金属碳酸氢盐的方法。根据该方法，在水存在的情况下，用含有二氧化碳的气体和水不溶性含氮有机碱处理碱金属氯化物，对反应混合物进行相分离，以便一方面收集碱金属碳酸氢盐含水悬浮体和水组成的水相，另一方面收集含氮有机碱盐酸盐存在的有机相。对水相进行处理以便从那里取出其中包含的固体碱金属碳酸氢盐和母液;根据本发明，对水浴中的固体碱金属碳酸氢盐进行搅拌处理，再对所得到的悬浮液进行相分离，一如上述。
从下面附图介绍将引出本发明的特征和详情。
图1表示根据本发明方法的一个具体实施方案的碳酸氢钠生产装置总框图。
图2、3与4和表示图1装置经改进后的实施方案。
在这些图中，同一号码指的是相同的部件。
图1中所示的装置包括结晶室1(该室连续不断地通入基本上饱和的氯化钠水溶液或氯化钠的水浆2)、一种含有不溶解于氯化钠水溶液的伯胺有机液3、以及含二氧化碳的气体4。例如有机液3可以是商品名为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个碳原子。
有机液也可以是分子中含碳原子数不到18的液体伯烷基胺，使用时不用溶解在某种溶剂中。例如已知商品名为PRIMENE 81R(Rohm and Haas)的胺，其分子中含有12至14个碳原子。
气体4最好是含二氧化碳重量不少于60%的富二氧化碳气体。
在结晶室1中，结晶出碳酸氢钠，胺转变成胺盐酸盐。
由碳酸氢钠晶体、结晶母液和含有胺盐酸盐的有机相组成的液体5从结晶室1流出。将液体5输入沉淀室6，靠重力分别离出胺盐酸盐有机相7和基本上由碳酸氢钠的水悬浮液组成的水相8。
在再生胺的装置9中，用基本上已知的方式处理胺盐酸盐有机相7，胺将进入结晶室1内循环使用。
水相8流入离心装置或过滤装置10，从而分离出颗粒状碳酸氢钠11和母液12。母液添加氯化钠之后，再进入结晶室1中循环使用。
根据本发明，固体碳酸氢钠11被引入室13中与水浴14混合，例如，该水浴可以是水、氯化钠水溶液，或更好一些用碳酸氢钠水溶液。在室13中对混合物进行剧烈的搅拌，例如可用一个或多个螺旋桨。然后，生成的混合物15输入沉淀室16，在沉淀室中循环到有机相7中的有机相17，以及流向离心装置或过滤装置19的水相18均发生相分离。从装置19一方面收集碳酸氢钠晶体20，另一方面收集母液21，并循环到结晶室1中去。
把碳酸氢钠晶体20输送到滤器22上，在那里晶体受到水流23的洗涤。
可以把从滤器22收集到的碳酸氢钠24可以直接送到焙烧炉中(图中没有示出)，以便产生无水的碳酸钠。
收集到的洗涤水25流入结晶室1。
本方法改进的实施方案中，参见图2，从有机相7分离出来的水相8直接流入混合室13，在混合室中受到有力的搅拌。然后参考图1用上面介绍的方法处理所生成的混合物15。
在图3所示的实施方案中，把来自沉淀室19中的碳酸氢钠颗粒20输入第二混合室26，另外把从滤器22中得到的水流25引入该室。在混合室26中，对碳酸氢钠和水进行有力的搅拌，并且使所产生的水悬浮液27输入沉淀室28，从该沉淀室分别流出流向结晶室1的水溶液29和流向滤器22上的碳酸氢钠颗粒30，然后参考图1用上面介绍过的方法处理。
在图4所示本发明方法的简化实施方案中，在二氧化碳处理的终端，把从离心装置或过滤装置10中收集到的碳酸氢钠颗粒11直接引入混合室26，然后参考图3用上面介绍过的方法处理。
下面介绍的实例显示了本发明的有效性。
使接近饱和的氯化钠水溶液、PRIMENE81R胺(分子中含12至1.4个碳原子的胺混合物)和二氧化碳进行反应，过滤所得到的碳酸氢钠水悬浮液，分别收集固体碳酸氢钠和母液。该固体碳酸氢钠已证明每公斤含2克胺(呈胺和胺盐酸盐的混合物形式)，并且母液重量组成如下NaCl132克/公斤NaHCO37克/公斤胺1.4克/公斤根据本发明，使1公斤固体碳酸氢钠分散于4.25公斤的母液中，用螺旋桨搅拌器对得到的悬浮液强烈搅拌30分钟。然后让该混合物沉降15分钟，使含胺的有机相和水相分离。收集和过滤水相以便取出固体碳酸氢钠。该碳酸氢钠的残余胺含量为0.35克/公斤。
权利要求
1.使碱金属碳酸氢盐颗粒和吸附在表面上的含氮有机碱盐酸盐液膜分开的方法，其特征是将这些颗粒(//，20)分散于水浴(14，25)中，对所生成的水悬浮液(15，27)接连进行搅拌(13，26)和相分离(16，28)。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于水浴(14)是一种碱金属碳酸氢盐的饱和水溶液。
3.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于从相分离(16，28)收集到的碱金属碳酸氢盐颗粒(20，30)用水(23)进行洗涤。
4.根据权利要求
1至3中的任何一项所述的方法，其特征在于含氮有机碱盐酸盐是一种胺的盐酸盐。
5.根据权利要求
4所述的方法，其特征在于含氮有机碱盐酸盐是含12至24个碳原子的伯烷基胺盐酸盐。
6.碱金属碳酸氢盐的生产方法，根据这种方法，在有水的情况下，用含二氧化碳的气体(4)和水不溶性含氮有机碱(3)处理碱金属氯化物(2)，对反应混合物进行相分离(6)，以便一方面收集由碱金属碳酸氢盐的水悬浮液组成的水相(8)，另一方面收集含氮有机碱盐酸盐所处的有机相(7)，处理水相(8)，以便从那里取出其中的固体碱金属碳酸氢盐和母液，其特征在于固体碱金属碳酸氢钠根据权利要求
1至5中的任何一个方法进行处理。
7.根据权利要求
6所述的方法，其特征在于为了从水相(8)中取出固体碱金属碳酸氢盐，对水相接连进行有力的搅拌(13)和相分离(16)。
8.根据权利要求
7所述的方法，其特征在于水相(8)进行搅拌(13)之前，先抽出一小部分母液。
9.根据权利要求
7或8所述的方法，其特征在于将母液(21)再循环到反应混合物中去。
专利摘要
为了使碱金属碳酸氢盐颗粒(11)和吸附在它们表面上的含氮有机碱盐酸盐液膜分开，将碱金属碳酸氢盐颗粒分散于水浴(14)，并且对所产生的水悬浮液接连进行搅拌(13)和相分离(16)。本方法可以应用于由胺工艺所得到的碳酸氢钠颗粒。
文档编号C07C209/86GK87107296SQ87107296
公开日1988年5月18日 申请日期1987年11月5日
发明者莱昂·尼兰, 克洛德·布雷东 申请人:索尔维公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan