ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы интенсификации выделения сульфатного мыла из "Переработка сульфатного и сульфитного щелоков" Предложены и прошли проверку многие методы интенсификации процесса выделения сульфатного мыла. К ним относятся добавка электролитов к черным щелокам, методы аэрации и флотации, использование растворителей и органических веществ, солей алифатических аминов, применение электро-флокуляции, окисление черного щелока и ряд других методов интенсификации процесса выделения сульфатного мыла. [c.69] Добавка электролитов к черным щелокам. Для коагуляции сульфатного мыла необходимо достижение в черных щелоках предельной концентрации электролитов. При концентрациях электролитов ниже предельной выделения мыла не происходит. Отсюда следует, что искусственное введение добавок электролитов в черный щелок должно способствовать улучшению условий выделения сульфатного мыла. Высаливающее действие добавок электролитов заключается в том, что та часть растворителя, которая пошла на гидратацию введенного вещества, уже не может участвовать в гидратации мицелл. Вследствие этого раствор в отношении первоначально растворенного вещества становится как бы пересыщенным, что и приводит к выделению мыла в виде самостоятельной макрофазы. Причем натрий-ион и сульфат-ион находятся в лиотропных рядах высаливания на одном из первых мест. Эти ионы наиболее сильно гидратированы и, следовательно, обладают наибольшим высаливающим действием. [c.69] Вместе с тем установлено, что добавка сульфата натрия к щелокам вызывает при их дальнейшей переработке повышенное отложение осадка на поверхностях теплопередачи. Из практических соображений, в целях предотвращения образования осадков на трубах выпарных аппаратов, рекомендовано не использовать добавку сульфата натрия в черный щелок более 1 %. Однако в этом случае остаточное содержание смолистых веществ в черном щелоке остается высоким—1,5% к сухому веществу щелока. [c.70] В целом идея использования добавок электролитов для интенсификации процесса выделения сульфатного мыла из черных п1елоков не нашла применения в производственной практике. [c.70] Методы флотации и аэрации. Это близкие между собой методы, предложенные для интенсификации процесса выделения сульфатного мыла из черных щелоков. Они позволяют выделить только грубодисперсную форму сульфатного мыла, однако при этом выделение идет полнее и значительно быстрее. [c.70] При аэрации воздух под давлением нагнетается в движущийся по трубопроводу поток черного щелока. В производственных условиях был реализован опытный вариант метода, по которому в поток черного щелока подавался воздух под давлением 0,35—0,7 МПа. Аэрированный щелок и содержащееся в нем мыло поступали в так называемый экстракционный аппарат, где пена отделялась от щелока. Из верхней части аппарата мыло подавалось в центрифугу служившую для растворения пены. Отделившийся в центрифуге черный щелок направлялся обратно в производство, а сульфатное мыло на переработку. Применение метода давало возможность получить до 50 кг смолистых веществ на 1 т целлюлозы. [c.70] По другому варианту метода аэрированный воздухом в трубопроводе черный щелок вначале проходил через фильтры, где освобождался от механических примесей, а затем через распределительный конус вводился в отстойный бак. В нем должно было происходить образование богатой мылом пены. Разрушать пену предполагалось, пропуская ее через подогреватель, обогреваемый паром. Однако производственные испытания установки показали, что при использовании слабого черного щелока заметного обогащения пены мылом не происходит, а ее структура даже при максимальном нагреве в подогревателе (использовался пар давлением 0,2 МПа) практически не изменяется. [c.70] При флотации черных щелоков контакт между частицами сульфатного мыла и воздухом достигается путем создания незначительного регулируемого подсоса воздуха в подводящем трубопроводе или непосредственно в самом центробежном насосе, установленном на линии перекачки черного щелока в отстойные баки. В центробежном насосе воздух хорошо диспергируется в черном щелоке. Способ свободен от недостатка способа аэрации, где отсутствует эффективное смешение черного щелока и воздуха. В отстойных баках сульфатное мыло легко всплывает на поверхность черного щелока и отделяется от него. Образующаяся пена разрушается в центрифуге. [c.71] Проверка метода флотации в лабораторных и производственных условиях показала, что из черных щелоков плотностью 1180—1200 км/м можно извлечь до 80% сульфатного мыла. Значительно сокращается продолжительность отстаивания черных щелоков. Остаточная концентрация смолистых веществ в щелоке почти не зависит от исходной. Использование фильтрующих центрифуг дает возможность уплотнить пену в 4—5 раз после центрифугирования. [c.71] В лабораторных условиях была изучена возможность полу чения таллового масла непосредственно из черных щелоков В основу метода положена способность мыл в пленке реагиро вать с парами минеральных кислот. При флотации черных ще локов в образующейся пене устанавливается подвижное равно весие между кислотами и их солями. Оно может быть сдвинуто в сторону образования жирных и смоляных кислот при введении в процесс минеральных кислот. Было установлено, что при флотации черного щелока плотностью 1070 кг/м при 70 С воздухом, насыщенным парами соляной кислоты, расход воздуха должен составлять 25 м на 1 м черного щелока. Анализ состава смолистых веществ черного щелока до выделения сульфатного мыла и после него показывает, что преимущественно выделяются из черного щелока наиболее ценные компоненты — жирные и смоляные кислоты. Эффективность процесса резко ухудшается при повышении температуры щелока. Если при 16 С извлекается около 60 % смолистых веществ, содержащихся в черном щелоке, то при 70—85 С — только 45—50 %. [c.71] Рассмотренный способ извлечения смолистых веществ из черных щелоков непосредственно в виде таллового масла представляет собой комбинацию метода флотации с химическим воздействием на соли жирных и смоляных кислот, адсорбированные в пленке пены. В производственных условиях метод не проверялся. [c.71] Изучение влияния добавок сульфатного скипидара и нейтральных веществ таллового масла на полноту выделения сульфатного мыла показало, что наименьшая остаточная смолистость для щелоков плотностью 1166 кг/м достигается при введении 4—5 % указанных веществ. Увеличение добавки не только не снижает, но даже повышает остаточное содержание смолистых веществ в черном щелоке. Углеводороды с меньшей молекулярной массо11 лучше извлекают смолистые вещества из черного щелока, чем с более высокой молекулярной массой. Для рассматриваемых веществ введение скипидара дает большой эффект по сравнению с не11тральными веществами. Это объясняется низкой способностью больших молекул углеводородов проникать в мицеллы мыла. [c.72] При добавлении около 1 % таких веществ, как ксилол, хлорбензол, сырой сульфатны11 скипидар и некоторых других потери мыла с черным щелоком снижаются почти в 2 раза. В целях регенерации органические растворители непрерывно отгоняются от сульфатного мыла и используются повторно. Использование неочищенного скипидара позволяет довести коэффициент извлечения сульфатного мыла из черного щелока до 55—65 %. [c.72] Возможно комбинирование рассматриваемых методов выделения сульфатного мыла с флотацией и флокуляцией. Так, для более полного извлечения сульфатного мыла в поток щелока вводится воздух и небольшое количество (0,5—1,0 % по объему) растворителей ароматического ряда или терпенов. Эти добавки вызывают быструю агрегацию частиц мыла, а также служат для предотвращения образования стабильной пены. После обработки остаточное содержание смолистьис веществ составляет примерно 0,3 % сухого вещества щелока, т. е. близко к предельным показателям растворимости. [c.72] Для интенсификации процесса выделения сульфатного мыла из черных щелоков предложено использовать добавки, состоящие из смеси различных органических веществ. Характерной особенностью многих из них является наличие в составе смеси спиртов. Механизм действия спиртов на коллоидную систему отличен от рассмотренного для углеводородов. Такие полярные вещества, как спирты, локализуются на поверхности мицелл и частично гидрофобизируют их. Причем полярные группы молекул спиртов входят в гидрофильную оболочку мицелл мыла углеводородные цепи молекул при этом направлены наружу. Гидрофобизированные мицеллы объединяются силами ван-дер-ваальсового взаимодействия, возникающими между углеводородными цепями молекул спирта. [c.73] Рекомендовано введение в черный щелок водонерастворимой органической жидкости, состоящей из эфира полиэтиленгли-коля, нефтяной сульфокислоты, жирных кислот и спиртов, в количестве от 50 до 1200 частей на 1 млн. частей черного щелока. Эффективность выделения сульфатного мыла повышается на 25—30 %. В качестве добавки предложен также тройной сополимер, состоящий из Сз—С4 — ненасыщенной кислоты, ее акрилового эфира и аллилового спирта. Повышение эффективности выделения сульфатного мыла из черных щелоков с 58 до 70 % может быть достигнуто добавлением к щелоку полиоксипропи-лен-полиоксиэтиленового конденсата в количестве 100—200 частей на 1 млн. частей черного щелока. [c.73] Несмотря на сравнительную простоту рассмотренных способов повышения эффективности выделения сульфатного мыла, их реализация связана с определенными трудностями. Они требуют применения больших количеств органических растворителей. Регенерация растворителей связана с созданием и эксплуатацией громоздкой аппаратуры, в том числе для улавливания паров этих органических веществ, так как большинство предложенных растворителей весьма летучи. Резко возрастает пожарная опасность производства. [c.73] Флокулянт вводится в черный щелок в виде 5 %-ной водной эмульсии. Применение воды в сравнении с использованием органических растворителей исключает операцию регенерации растворителя. Для лучшего перемешивания флокулянт подается во всасывающую линию насоса, перекачивающего черный щелок с выпарной станции в сборники полуупаренного щелока. Вместе с полуупаренными щелоками, подаваемыми на укрепление слабых черных щелоков, флокулянт поступает в сборник-отстойник укрепленных черных щелоков. [c.74] Эффект воздействия флокулянта особенно резко выражен в первые часы отстаивания черных щелоков. При увеличении продолжительности отстаивания с 6 до 24 ч остаточное содержание смолистых веществ в щелоках уменьшается незначительно. Увеличение продолжительности отстаивания до 48 ч может даже привести к обратной растворимости выделившегося сульфатного мыла. [c.74] Вернуться к основной статье