UA76951C2 - Method for producing saturated salt solution, salt solution and use thereof - Google Patents

Description

шки містяться солі лужноземельних металів (таких сіль може бути одержана за допомогою додавання як Са, Ма і 5г) і солі калію. Типовими протиіїонами затравочних кристалів або за допомогою застосу- є сульфат, хлорид і бромід. Разом з сульфатним вання протинакипного засобу для запобігання від- іоном кальцій може бути присутнім у вигляді прак- кладенню сульфату кальцію при кристалізації в тично нерозчинної солі Сабо» (ангідрит) або/і у ході одержання солі. (У патенті США Ме31554581|, вигляді полігаліту (КаеМогСаг(5О4)4-4НгО). наприклад, описане додавання фосфату крохма-

Загальна кількість кальцію і сульфату в родо- лю в насичений сольовий розчин в процесі крис- вищі кам'яної солі залежить не тільки від виду ро- талізації за допомогою упарювання. Треба зазна- довища, але, і, наприклад, може змінюватися в чити, що фосфат крохмалю поліпшує розчинність залежності від глибини залягання солі, що видобу- Сазо»), і таким чином запобігає утворенню накипу і вається. Кальцій звичайно присутній в кількості від дозволяє одержати сіль високої міри чистоти і ни- 0,5 до 6 грам на кілограм, а сульфат - від 0,5 до 16 зьким вмістом Сазох. грам на кілограм. Видобуток розчиненням є спосо- Однак в такому процесі потрібне небажане бом, при якому добре розчинні солі можуть бути відведення пари, насиченої Сазо»з, і також необхі- видобуті в певних ділянках родовища. Перевагою дно, щоб насичений сольовий розчин переважно даного методу є те, що слаборозчинні забруднюю- не містив бікарбонатів. чі домішки, такі як ангідрит (СабзО4) і гіпс Іншим підходом в розв'язанні проблеми є ви- (СабвО».2НгО), будуть частково залишатися в ка- далення домішки з сирого насиченого сольового верні родовища, що розробляється. Одержаний розчину за допомогою хімічної обробки вказаного насичений сольовий розчин, однак, може бути насиченого сольового розчину. Приклад такої об- насичений цими небажаними домішками. Без якої- робки описаний в існуючому більше 100 років (па- небудь обробки солі лужних (лужноземельних) тенті Каїзепіспез ОБЕ-115677|, за яким для оса- металів, що забруднюють сирий насичений сольо- дження гідроксиду магнію і гіпсу з сирого вий розчин, одержаний з будь-якого вищезгадано- насиченого сольового розчину використовується го джерела, будуть викликати сильний накип в гідратоване вапно. теплообміннику вакуумного кристалізатора Масі. Крім того, або замість цих способів, робилися

Накип сульфату кальцію, що складно видаляється, спроби підвищення міри чистоти насиченого со- в деяких випадках буде забивати теплообмінник і льового розчину за допомогою зниження кількості порушувати теплообмін, результатом чого, зокре- домішок, таких як вищезгаданий ангідрит, гіпс і ма, може бути забруднення солі, що утворюється, і полігаліт (і/або їх стронцієві аналоги), які нероз- збільшення енерговитрат технологічного процесу. чинні у вказаному насиченому сольовому розчині.

Насичений сольовий розчин високої міри чис- Зменшення кількості домішок звичайно досягають тоти також важливий для технологічних процесів, шляхом додавання певних агентів у воду, що ви- в яких сольові розчини використовуються як вихід- користовується в даному процесі, або шляхом ні продукти, як, наприклад, в хімічній промислово- змішування цих агентів з джерелом солі перед сті, наприклад, при виробництві хлору і хлоратів. додаванням води (головним чином, для дисолвер-

Насичений сольовий розчин високої міри чистоти сів морської солі). Тут і далі такі агенти назива- особливо необхідний для технологій, починаючи з ються «інгібітори». технології конверсії з ртуті і діафрагм і закінчуючи ЇІУ патенті 00-115341) описано, що насичений більш екологічно чистими мембранними техноло- сольовий розчин із зниженою кількістю Сазох і гіями. Насичений сольовий розчин, що використо- М950», зокрема, що використовується в процесі вується в таких технологічних процесах, звичайно одержання кальцинованої соди, може бути одер- одержують шляхом розчинення джерела солі, жаний додаванням кальцій лігнінсульфонату у яким може бути кам'яна сіль, сіль, одержана при воду, що використовується для одержання наси- процедурах упарювання, як описано вище, і/або ченого сольового розчину. Додавання кальцій ліг- сіль, одержана випаровуванням під сонцем, в тому нінсульфонату ніби знижує розчинність Сазох і числі озерна і морська сіль. Необхідно помітити, М95о»х. що морська сіль звичайно містить менше 0,5г/л ЇУ патенті США Ме2906599| описане викорис-

СабоО»ї, що зумовлено тим, що СабО4 звичайно тання групи фосфатів, названих «поліфосфата- присутній у формі гіпсу, який і має обмежену роз- ми», включаючи гексаметафосфати, для зниження чинність. міри розчинності сульфату кальцію (ангідрит), що

Виявлено, що використання насиченого со- приводить до одержання насиченого сольового льового розчину високої міри чистоти може бути розчину зі зниженим вмістом сульфату і іонів ка- важливе для цих галузей виробництва, оскільки льцію. Було виявлено, що гексаметафосфати із воно зменшує енерговитрати і знижує утворення зниженою концентрацією (тобто до 50 частин на непотрібних відходів. Також, продукти, що утво- мільйон в насиченому сольовому розчині) є най- рюються в хімічній промисловості, можуть бути більш ефективним агентами, а гексаметафосфат більш високоякісними, якщо при їх виробництві натрію є найбільш переважним інгібітором. застосовувався насичений сольовий розчин висо- У цей час датевзіомп Спетіса! Сотрапу пс кої міри чистоти. випускає інший тип інгібіторів під назвою (інгібітор

Таким чином, робилася множина зусиль для розчинності сульфатів) ЗБ 200. відповідно до поліпшення якості насиченого сольового розчину. технічних даних про безпеку речовини, речовина

Першим підходом в розв'язанні даної проблеми містить додецилбензолсульфонову кислоту, сірча- було використання високоочищеної солі, яку роз- ну кислоту і фосфорну кислоту. чиняли з одержанням насиченого сольового роз- Даний винахід відноситься до нових компози- чину з поліпшеною якістю. Така високоочищена цій інгібіторів, їх застосування в процесі одержан-

ня насиченого сольового розчину (високої міри родовищем солі. Переважно, такі підземні родо- чистоти) з джерела солі, а також застосування вища солі розробляють за допомогою видобутку одержаного таким чином насиченого сольового розчиненням. Оскільки різні джерела солі дають розчину в процесах з мембранним електролізом. сіль з різним вмістом, особливо що стосується

Несподівано авторами було виявлено, що за- домішок, звичайно їх треба оцінити на дію інгібіто- стосування конкретного поєднання сполук приво- рів для оптимізування дії останніх. дить до зниження рівня домішок, зокрема, сульфа- Дія поєднання сполук як інгібітору, і або відсу- ту кальцію, в насиченому сольовому розчині, що тність, або наявність сингергізму, легко і просто одержується шляхом розчинення джерела солі, в визначають, використовуючи наступний спосіб порівнянні з насиченим сольовим розчином, одер- оцінки розчинності. Джерело солі дроблять до жаним із застосуванням звичайних інгібіторів. Було одержання частинок розміром від 0,1 до 1,5см. показано зокрема, що вищезгадані речовини діють Готують свіжий маточний розчин приблизно як інгібітори, якщо джерело солі забруднене ангід- 1000Омг/л сполук(и) інгібітору і потрібну кількість ритом, гіпсом, полігалітом, еквівалентами цих спо- цього маточного розчину (кількість, яку оцінюють) лук, що містять стронцій і/або глинисті мінерали. додають в 1-літрову скляну склянку, наповнену

Таким чином, даний винахід відноситься до такою кількістю демінералізованої води, щоб зага- способу одержання насиченого сольового розчину льний об'єм після додавання маточного розчину шляхом розчинення джерела солі, яке забруднене дорівнював ббОомл. Одночасно наповнюють склян- джерелом сульфатів лужноземельних металів, у ку для експерименту, в який не додають інгібітор. воді, де ефективна кількість поєднання, принаймні, Вміст скляної склянки перемішують магнітною мі- низько або високомолекулярних інгібіторів, що шалкою конічної форми з тефлоновим покриттям і використовуються для зниження кількості сульфа- розміром 50хО9мм (яка доступна від АїЇйгісп Саї. Мо. тів лужноземельних металів у вказаному насиче- 7228, 392-4| з швидкістю 200об./хв. при нагріванні ному сольовому розчині. Переважно, поєднання 20"С. У цей розчин додають З00г подрібненого двох або декількох сполук є синергетичним для основного зразка і безперервно перемішують при зниження кількості розчиненого сульфату лужно- 200о6./хв. Через 1 годину відбирають зразки наси- земельного металу. Переважно, інгібітори мають, ченого сольового розчину. Для цього магнітну мі- принаймні, одну полярну групу і, принаймні, один шалку зупиняють і відбирають необхідну кількість неполярний сегмент в молекулі. зразка насиченого сольового розчину і фільтрують

Було виявлено, що одержаний таким чином через фільтр з порами в 0,2 мікрон. Після цього насичений сольовий розчин високої міри чистоти відфільтрований зразок насиченого сольового може використовуватися без додаткового очищен- розчину аналізують на кількість нерозчинених іонів ня як при кристалізації солі з упарюванням, так і Са, Ма, К, 5г і/або 505. Для того, щоб оцінити час при хімічному виробництві. Однак, при необхіднос- дії інгібіторів, дослідження продовжують декілька ті, насичений «сольовий розчин може бути додат- днів, переважно, більше 5 днів. Для того, щоб за- ково очищений звичайними способами хімічної побігти розмиванню джерела солі, суміш не пере- обробки. Також, в методі кристалізації солі за до- мішують в цей період і беруть зразки один раз на помогою упарювання більше не треба використо- день. Перед взяттям зразка суміш перемішують вувати протинакипні засоби і/або спеціальні за- вручну одну хвилину, використовуючи скляну па- травки кристалізації для запобігання осадженню личку, товщиною в 4мм, для того, щоб водна фаза

Сабо». Однак, при необхідності, протинакипні за- стала гомогенною. Дію інгібітору визначають як соби і/або спеціальні затравки кристалізації мо- процент відношення концентрації іонів, що розгля- жуть бути використані в поєднанні з насиченим дається як зменшена, до концентрації у вихідному сольовим розчином високої міри чистоти, одержа- зразку. ним даним способом, який, необов'язково, додат- Дія, що спостерігається, була переважно така, ково очищається хімічною обробкою. що в порівнянні з контролем зменшення розчинен-

Крім того, було виявлено, що застосування ін- ня (в мекв/л) одного або декількох іонів лужного гібіторів за даним винаходом, приводить до сис- металу, іонів лужноземельних металів і/або суль- теми із зменшеним піноутворенням - недолік, який фатного іона складало більше 2095, переважно, часто спостерігається в звичайній системі, що міс- більше 30, ще більш переважно, більше 40905, на- тить сульфонати і тому подібне. віть ще більш переважно, більше 50, і найбільш

У переважному втіленні даний винахід відно- переважно, більше 7095. Якщо тривалість дії (че- ситься до способу одержання насиченого сольово- рез 5 днів) була незадовільна, бажано збільшити го розчину високої міри чистоти з джерела солі, в концентрацію сполуки інгібітору з великою моле- якому присутні ангідрит і/або полігаліт. кулярною вагою і/або збільшити його молекулярну

Необхідно помітити, що під терміном «сіль», вагу. Якщо інгібування через 1 день було нижче, який використовується в даному винаході, мають- ніж було необхідно, тоді бажано збільшити кіль- ся на увазі всі солі, в яких більше 2595 за масою кість низькомолекулярної сполуки. належить Масі. Переважно, така сіль містить бі- Кількість інгібіторів, що використовуються, за- льше 5095 за масою Масі. Більш переважно, сіль лежить від якості джерела солі, якості води для містить більше 7595 за масою Масі, а сіль, що міс- одержання насиченого сольового розчину і типу тить більше 9095 за масою Масі, є найбільш пере- агентів, що використовується. Звичайно, кількість важною. Сіль може бути сіллю, одержаною випа- кожного інгібітору була менше 0,195, переважно, ровуванням під сонцем (сіль, одержана шляхом менше 0,0595, більш переважно, менше 0,0295 за упарювання води з насиченого сольового розчину масою води, тоді як концентрація менше 0,019 сонячним теплом), кам'яною сіллю і/або підземним кожної сполуки була найбільш переважною. У за-

лежності від обставин, використовувалося більше ються, переважно, щоб в молекулі інгібітору було або менше інгібіторів. Переважно, масове співвід- присутнім менше 20, переважно менше 10, більш ношення низько - і високомолекулярних інгібіторів переважно, менше 5, і, найбільш переважно, мен- складало від 100:1 до 1:100. Більш переважно, ше З етокси- і/або пропоксигруп. масове співвідношення низько - і високомолекуля- Незважаючи на те, що можуть бути викорис- рних інгібіторів складало від 20:1 до 1:20. тані інгібітори з різних джерел і різні їх поєднання,

Хоча у винахідників немає наміру обмежити переважно використати екологічно чисті інгібітори. себе наступною теорією, ймовірно, що такі прек- Більш конкретно, переважно використати інгібіто- расні і переважно синергетичні властивості комбі- ри, які присутні в біомембранах (мембрани органі- нації сполуки зумовлені: змів, що зустрічаються в природі). Як правило, такі її швидким покриттям поверхні джерела луж- інгібітори з біомембран є дуже хорошими високо- ноземельного металу сполукою з найбільш низь- молекулярними інгібіторами, і тому переважно кою молекулярною масою; використовуються як високомолекулярний компо- ї) більш швидким покриттям поверхні джерела нент в поєднанні із сполукою з низькою молекуля- кальцію стадії ї) інгібітором з найбільшою молеку- рною вагою. Оскільки вони діють як (високомоле- лярною масою (в порівнянні зі швидкістю покриття кулярні) інгібітори, переважним є використання непокритого джерела лужноземельного металу), фосфоліпідів, одержаних з біомембран, і/або гід- ії) відносно швидкою десорбцією інгібітору з ролізованих фосфоліпідів. найбільш низькою молекулярною масою і Як поєднання сполук-інгібіторів можна викори- їм) майже повною відсутністю десорбції будь- стати фосфоліпідну суміш, що містить фосфолі- якого інгібітору з найбілошою молекулярною ма- піди як з низькою, так і з високою молекулярною сою і вагою. Така суміш є особливо переважною, якщо у) взаємодією низькомолекулярного інгібітору таку суміш одержують з природного джерела за з аполярною ділянкою(ами) високомолекулярних одну стадію. інгібіторів. У найбільш переважному варіанті втілення,

Незважаючи на те, що поєднання інгібіторів не високомолекулярний інгібітор являє собою висо- оптимізоване, заявники вважають за краще вико- комолекулярний фосфоліпід, одержаний з дріж- ристати сполуку з молекулярною масою менше джових клітин, зокрема, з хлібопекарних дріжджо- 1000, більш переважно, менше 800, ще більш пе- вих клітин. Такі дріжджові клітини можуть бути реважно, менше 600, навіть ще більш переважно культивовані безпосередньо в розчині. Якщо в менше 500 і, найбільш переважно, менше 400 да- насиченому сольовому розчині можливий вміст льтон, в поєднанні з інгібітором, що має більш ви- низьких рівнів цукру або іншого субстрату, то у соку молекулярну масу в порівнянні з масою низь- воду, де розчиняється сіль, можна додати невели- комолекулярної сполуки, переважно, З ку кількість дріжджів і цукор (або будь-якого іншого молекулярною масою, принаймні, 500, більш пе- субстрату, придатного для дріжджів), і, таким чи- реважно, принаймні, 600, ще більш переважно, ном, дріжджі культивуються безпосередньо перед більше 800, навіть ще більш переважно, більше розчиненням солі. 1000, і найбільш переважно більше 1250 дальтон. У найбільш переважному варіанті втілення,

В залежності від структури високомолекулярного низькомолекулярна сполука вибрана з групи, що інгібітору він може мати дуже високу молекулярну включає: масу, до декількох мільйонів дальтон, за умови, - сульфонати алкілбензолу, де алкільні групи щоб продукт залишався розчинним у воді або міг можуть бути лінійними або розгалуженими, бути диспергований у воді, наприклад, аж до бі- - фосфати, переважно поліфосфати, в тому шарів, в яких полярні функціональні групи взаємо- числі поліфосфати лужних металів і поліфосфати діють з молекулами води. Високомолекулярною амонію, які є водорозчинними, або низькомолекулярною сполукою інгібітору може - етоксильовані сполуки з однією або декіль- бути будь-яка сполука, яка відповідає бажаному кома сульфітними, сульфонатними, сульфатними, процесу інгібування при дослідженні, описаному фосфітними, фосфонатними, фосфатними і/або вище. Відповідні високомолекулярні сполуки карбоксильними групами і/або включають лігносульфати, фосфоліпіди, гідролізо- - С2-Сао алкільні групи, переважно С2-Сго алкі- вані фосфоліпіди, поліакрилати, а також різні спо- льні групи, з однією або декількома сульфітними, луки, з необов'язково заміщеним, лінійним або сульфонатними, сульфатними, фосфітними, фос- розгалуженим алкільним скелетом, який містить фонатними, фосфатними і/або карбоксильними сульфонатні, сульфатні, фосфітні, фосфонатні, групами, такі як поліакрилові кислоти. фосфатні і/або карбоксильні функціональні групи, і Термін поліфосфат включає в себе метафос- які включають менш переважні сполуки, відомі як фати, такі як гексаметафосфат (МазРоОз)вє, трипо- флокулянти. Для досягнення найкращих інгібую- ліфосфати (МавРзОїо), тетрафосфати (МавРаСіз), чих властивостей, переважно, щоб такі сполуки пірофосфати, такі як Маг«Р2О; і МагНеР2О», а також включали, принаймні три, більш переважно, два різні комплексні фосфати, які звичайно одержують неполярних алкільних ланцюги на одну полярну із сполук ортофосфорної кислоти шляхом молеку- функціональну групу. Переважно, молекулярна лярної дегідратації, і суміші двох або декількох цих маса низькомолекулярного інгібітору приблизно фосфатів. (4/-2095 за масою) дорівнює молекулярній масі Зазначено, що на ефективність інгібітору (інгі- однієї з аполярних частин високомолекулярної біторної суміші) може негативно впливати присут- речовини. Хоча інгібітори можуть містити дві або ність домішок у воді, в якій відбувається розчинен- більше етокси- і/або пропоксигруп, що повторю- ня солі, таких як біоматеріали і/або глинисті мінерали, і/або присутність таких домішок в сольо- Магіопб АКГ. від фірми Сопаеа Спетіе вому родовищі. Вважають, що така проблема ви- - Ма-пірофосфат - пірофосфат натрію від фі- никає через адсорбцію інгібітору (або його части- рми У.Т.ВаКег Високомолекулярні інгібітори: ни) (або суміші) на поверхні таких біоматеріалів - Ма-лігносульфонат - ОагмапФ 2 від фірми і або глинистих мінеральних домішок. Зрозуміло, Мапаетії видалення домішок з води шляхом фільтрації або - Дріжджі О5М - висушені неактивні хлібопе- з солі шляхом твердофазного розділення до роз- карні дріжджі від фірми О5М чинення солі може бути виходом з даного усклад- - Хлібопекарні дріжджі - активні дріжджі, що нення. Однак, зазначено, що до інгібіторної суміші використовуються на хлібозаводах - високомоле- можна також додати компонент, який спеціально кулярний інгібітор. адсорбується на біоматеріалі і/або глинистих мі- Приклади 1-3 і порівняльні приклади А-С неральних домішках. Таким чином, запобігається Центральну частину сольового рудника АкКг2о адсорбція інгібітору на цих домішках і, таким чи- Мобеї в Штаді (Німеччина), піддавали вищеописа- ном, підвищується ефективність |інгібітору (інгібі- ному способу розчинення, одночасно оцінюючи торної суміші). різні інгібітори. Через 1 і 4 дні визначали кількість

Експеримент розчиненого Са і 504 (мг-екв/л) і розраховували

Низькомолекулярні інгібітори: середню ефективність (ефект.). Результати пред- - 5ОВ5 (додецилбензолсульфонат натрію) - ставлені у наступній таблиці. і

В Хлібопекарнідріждж (ЗОмд) 77777711 | 36 | 36 | 71295 | 46 | 46 | 1055

Н.з3.- не суттєве значення

Аналогічно оцінювали центральну частину сольового рудника АКго Мобеї! в Оеїїгі)Ї, і результат був на- ступний:

Приклад Інгібітор, що використовується мур соерюдвадіі 2 ереориді З 0 |Безінібтору.////77777777717111111111111111111128 | 71 | наз. | 39 | 95 | Нз.

ЕЕ Хлібопекарнідріждж(ЗОм.д)///777777777ггггг1727 17 63 1996 | 29 | 89 | 1295 о |Малігносульфонат(ЗОмід)ї 77777771 351175 | «095 | 38 | 90 | 495

Очевидно, що поєднання високомолекулярно- зразки тільки з БОВ5О показали значне небажане го і низькомолекулярного інгібітору успішно скоро- спінення в порівнянні із зразками, в яких викорис- чує кількість розчинених іонів Са і 5Ох. Крім того, товувалися інгібітори за даним винаходом.

Комп'ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601