[发明专利]液相水合制取一水碳酸钠的方法

说明书

技术领域

本发明属于一水碳酸钠生产技术领域，尤其涉及一种液相水合制取一水碳酸钠的方法。

背景技术

碳酸钠与水反应生成一水碳酸钠，反应过程放出热量，反应式如下：

Na₂CO₃ ＋ H₂O ＝ Na₂CO₃·H₂O

常规液相水合法制取一水碳酸钠的生产方法，均使用带有内置或外置冷却器的水合机。使用分离一水碳酸钠后的母液作为水合液，液相水合机水合液的温度为90～100℃，为保证液相水合机能够正常进行生成一水碳酸钠的反应，需要在液相水合机内部或外部设置冷却器，将反应热移除。即液相水合机内的水合液与内置或外置的冷却器换热被冷却。但是反应生成物一水碳酸钠受换热时较大的温差影响易在液相水合机和冷却器表面加速析出、沉积，造成液相水合机和冷却器结疤、堵塞、一水碳酸钠结晶粒度细小；运行周期短基本上仅为6～8小时，频繁的倒车、洗车，造成母液温度及组成大幅度波动，难以正常生产，给长周期平稳运行带来了隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液相水合制取一水碳酸钠的方法，可以避免目前的方法液相水合机结疤、堵塞、作业周期短，一水碳酸钠结晶粒度偏小等弊端。

本发明采用的技术方案如下：

液相水合制取一水碳酸钠的方法，水合机本身不设置内置或外置冷却器，将水合机取出液分离为两部分（可通过预分离器实现），分别为含有相对细小一水碳酸钠结晶的母液A1（从预分离器上部流出）和含有相对较大一水碳酸钠结晶的母液A2（预分离器底部流出），其中A1直接返回水合机，A2经离心机分离一水碳酸钠结晶后在冷却装置内进行冷却，冷却后返回水合机进行一水碳酸钠的制备。

返回水合机的A2的温度为65-90℃。

其中，取出液分离获得的母液A1与A2的体积比为0.15-0.5:1。

A2在返回水合机之前加入水进行稀释，稀释后最终返回水合机的A2与母液A1的体积比为1:0.15-0.5。

A2在返回水合机之前分两次进行加水稀释。

A2在离心机中分离一水碳酸钠的过程中加入水，对一水碳酸钠结晶进行洗涤，母液A2第一次被稀释，优选加入水量为50-250kg/吨一水碱。

A2在冷却装置中被冷却的同时加入水，母液A2第2次被稀释，优选加入水量为100-420kg/吨一水碱。

上述加入水量的每吨一水碱是指成品一水碱。

在冷却装置内A2与空气或循环水或空气、循环水的组合进行换热被冷却。

两次稀释的过程中加入的水最好是软水，可以避免其他杂质离子的引入。

出离心机的一水碳酸钠进入后处理工序。

生产一水碳酸钠所需的轻质碳酸钠来自于轻质碳酸钠生产或储存工序。

本发明中，出预分离器的含有相对细小一水碳酸钠结晶的母液A1直接返回液相水合机。细小一水碳酸钠结晶在液相水合机内提供晶核，一水碳酸钠结晶在高晶浆浓度条件下继续成长，此项措施可以消除因水合反应产生的一水碳酸钠结晶过饱和，减少因一水碳酸钠结晶过饱和积累而产生的新的细小的一水碳酸钠结晶，保证了一水碳酸钠结晶粒度。A2在两次被稀释的过程中，一方面可以对一水碳酸钠结晶进行洗涤以及补充系统所需水量，同时稀释的另一个作用在于降低母液A2中一水碳酸钠的浓度，保证母液A2在冷却过程中不会有一水碳酸钠结晶析出，从而避免冷却装置结疤、堵塞，保证冷却装置能够长周期运行。而A2的稀释客观上也增大了生成等量固体一水碳酸钠的水合液的体积，同时通过降低入液相水合机供给液的温度，从而减少进入液相水合机的供给液的显热，液相水合机内的水合液从入液相水合机内到出液相水合机的整个反应过程不需采用冷却方式换热，因此可避免因冷却造成较大的温差而导致的反应生成物一水碳酸钠在液相水合机和冷却器表面沉积，从而保证液相水合机在不设置内置或外置冷却器的情况下能够正常进行生成一水碳酸钠的反应。

本方法中生成等量固体一水碳酸钠的水合液的体积与常规生成等量固体一水碳酸钠的水合液的体积比为1.05～3.55：1。