氯化钠生产方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980128566.X

申请日:

2009.05.27

公开号:

CN102105399A

公开日:

2011.06.22

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C01D 3/06申请公布日:20110622|||实质审查的生效IPC(主分类):C01D 3/06申请日:20090527|||公开

IPC分类号:

C01D3/06; B01D9/00

主分类号:

C01D3/06

申请人:

阿克佐 诺贝尔股份有限公司

发明人:

H·W·巴克奈斯; J·A·M·梅杰尔; A·舍克

地址:

荷兰阿纳姆

优先权:

2008.07.22 EP 08160910.9; 2008.07.24 US 61/083,443

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所 11247

代理人:

刘金辉;林柏楠

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内容摘要

本发明涉及一种生产氯化钠的方法,包括以下步骤:(i)通过将氯化钠源溶解于水中制备包含至少150g/l氯化钠的盐水;(ii)通过间接冷却所得盐水使所述盐水进行共晶冷冻结晶步骤,导致形成冰、氯化钠二水合物和母液,(iii)在共晶温度下从冰和任选母液中分离在步骤(ii)中形成的氯化钠二水合物,使得形成富含氯化钠二水合物的料流,及(iv)将所述富含氯化钠二水合物的料流送入再结晶器以形成氯化钠和母液。

权利要求书

1: 生产氯化钠的方法, 包括以下步骤 : (i) 通过将氯化钠源溶解于水中制备包含至少 150g/l 氯化钠的盐水 ; (ii) 通过间接冷却所得盐水使所述盐水进行共晶冷冻结晶步骤, 导致形成冰、 氯化钠 二水合物和母液, (iii) 在共晶温度下从冰和任选母液中分离在步骤 (ii) 中形成的氯化钠二水合物, 使 得形成富含氯化钠二水合物的料流, 及 (iv) 将所述富含氯化钠二水合物的料流送入再结晶器以形成氯化钠和母液。
2: 根据权利要求 1 的方法, 其中在步骤 (i) 中制备的盐水具有至少 300g/l 的 NaCl 浓 度。
3: 根据权利要求 1 或 2 的方法, 其中将在步骤 (ii) 和 / 或步骤 (iv) 中获得的母液再 循环至步骤 (i)。
4: 根据前述任一项权利要求的方法, 其中步骤 (ii) 在流化床换热器 / 结晶器中进行。
5: 根据权利要求 1-4 中任一项的方法, 其中步骤 (iii) 在共晶冷冻结晶步骤期间和 / 或之后进行。
6: 根据权利要求 1-5 中任一项的方法, 其中在步骤 (iii) 中分离冰、 钠二水合物和母液 使得形成富含二水合物的料流和富含冰的料流。
7: 根据权利要求 6 的方法, 其中将富含冰的料流中的冰从母液中分离、 洗涤、 融化并且 至少部分用作洗涤液。
8: 根据权利要求 6 的方法, 其中不将富含冰的料流中的冰从母液中分离, 而是在零度 以下的温度融化, 并且将产生的冷用于冷却在步骤 (i) 中制备的盐水和 / 或用于冷凝制冷 剂至 / 在零度以下的温度。
9: 根据权利要求 1-8 中任一项的方法, 其中将在步骤 (i) 中制备的盐水冷却至 0 ℃ 和 -15℃之间的温度, 随后在步骤 (ii) 之前进行分离步骤以去除任何结晶的芒硝。

说明书


氯化钠生产方法

    本发明涉及一种新的氯化钠生产方法。
     氯化钠由通过将天然氯化钠源溶解于水中得到的水溶液而工业制得。 氯化钠通常 通过将氯化钠水溶液经水蒸发而结晶获得, 其一般使用多效或者蒸汽再压缩蒸发器完成。 多效体系通常含有三个或者更多个串联连接的强制循环蒸发容器。 每个蒸发器产生的蒸汽 被送入多效体系的下一个蒸发器中以提高能量效率。 机械的蒸汽再压缩强制循环蒸发器由 结晶器、 压缩器和洗汽器构成。氯化钠水溶液 ( 盐水 ) 进入结晶器管中, 其中盐结晶。将蒸 汽分离、 洗涤并压缩以在加热器中再利用。
     由于包括水蒸发步骤, 所以再压缩蒸发器和多效蒸发器都是高耗能的。 此外, 通过 在水中溶解天然氯化钠源产生的盐水通常包含一些主要污染物。由天然源获得的盐水中 的所述污染物尤其包含钾、 溴、 镁、 钙、 锶和硫酸根离子。对于许多应用, 如在化学转化工业 ( 例如氯气和氯酸盐工业 ) 中, 其中所用设备极其敏感, 不得不在很大程度上去除这些污染 物。
     最普遍的解决上文提到的问题的程序是在原盐水被送入蒸发装置之前将其净化。 然而, 一般盐水净化不能去除或者减少 K 和 Br 污染物。
     此外, 作为盐水净化的结果, 二氧化碳、 重碳酸盐和碳酸盐会出现在净化后的盐水 中。在常规蒸发器 ( 通常在高温下操作的多效或者蒸汽再压缩单元 ) 蒸发结晶期间, 会形 成 CaSO4·xH2O、 SrCO3 和 CaCO3 垢, 尤其是在换热器的表面。作为该垢的结果, 制盐装置的 生产能力随时间下降, 方法的能量效率也是如此。对于水溶液中污染物的量和常规方法的 装置, 在生产周期后, 通常需要清洗蒸发单元, 因此制盐装置的利用率也降低。
     由于目前的技术需要大量能量并且能量价格随时间而显著提高, 因此需要使用较 少能量的氯化钠生产方法。
     Avram 等 人 在 “共 晶 冷 冻 结 晶 技 术 (Technologies for eutectic freeze crystallization)” , Rev.Chim., 第 55(10) 卷, 2004, 第 769-772 页中公开了共晶冷冻结晶 作为将水溶液分离为冰和固化溶液的技术。 提到共晶冷冻结晶主要可应用于含无机盐废水 的处理中。
     Habib 和 Farid 在 “在液 - 固流化床换热器中冷冻提浓的传热和操作条件 (Heat transfer and operating conditions for freeze concentration in a liquid-solid fluidized bed heat exchanger)” , Chemical Engin eering and Processing, 第 45 卷, 2006, 第 698-710 页公开了冷冻提浓方法, 其中液体通过冷冻出水而提浓。更特别地, 他们 公开了使包含 8 重量%或者更少 NaCl 的水溶液在单一管流化床换热器中进行冷却步骤以 形成冰。经由该方法制备了富含其溶质的提浓物。
     US 3,779,030 涉及一种由海水制备氯化钠提浓物的方法。在第 1 栏, 第 59-67 行 解释了共晶冷冻的原理。 然而, 生产冰晶体以提供淡水供应并且海水仅仅通过该方法提浓。
     在这些文献中提到的盐溶液适于形成冰, 其例如在缺乏饮用水的地区会有价值。 然而, 这些溶液不适于大规模生产氯化钠。会形成大体积冰并且通过蒸发这些盐溶液提浓 太昂贵。
     Stepakoff 等人在 Desalination, 第 14 卷, 1974, 第 25-38 页公开了包括在搅拌槽 冷冻器中通过与混溶制冷剂直接接触直到达到共晶温度而连续冷冻盐水的方法。更特别 地, 盐水通过直接用氟利昂 R-114 冷却而冷却, 以致于在 -6° F 时五相共存 : 即冰、 盐水、 二 水合物、 液态氟利昂和氟利昂蒸汽。 提到这种共晶冷冻方法主要产生废物处理的问题, 即工 业废液或者微咸水。然而, Stepakoff 等人使用的原料流以及所述共晶冷冻方法不适合应 用于大规模生产氯化钠。
     本发明的目的是提供一种氯化钠生产方法, 该方法可以以工业规模进行并且比常 规蒸发盐生产方法能耗少, 而仍然得到需要的氯化钠纯度。
     惊奇地发现, 该目的通过经由特定共晶冷冻结晶方法生产氯化钠实现。 更详细地, 本发明氯化钠生产方法包括以下步骤 :
     (i) 通过将氯化钠源溶解于水中制备包含至少 150g/l 氯化钠的盐水 ;
     (ii) 通过间接冷却所得盐水使所述盐水进行共晶冷冻结晶步骤, 导致形成冰、 氯 化钠二水合物和母液, 和
     (iii) 在共晶温度下从冰和任选母液中分离在步骤 (ii) 中形成的氯化钠二水合 物, 使得形成富含氯化钠二水合物的料流, 及 (iv) 将该氯化钠二水合物送入再结晶器以形成氯化钠和母液。
     本发明方法比常规蒸发方法耗能少。主要能量降低来自结晶热相比蒸发热的不 同, 即使当蒸汽的多次利用被应用时。此外, 本方法在结晶步骤之前不再需要净化原盐 水。更特别地, 在常规生产方法中氯化钠由盐水经由水蒸发生产, 微溶固体废物产物如 Mg(OH)2、 CaSO4·xH2O、 SrCO3 和 CaCO3 不得不首先从原盐水结晶并随后丢弃。如果不进行该 净化处理, 在结晶步骤中经水蒸发生产的氯化钠会被 Mg、 Ca 和 Sr 以某些形式严重污染。在 本发明方法中净化处理是多余的。 在使未纯化原盐水进行结晶步骤以生产氯化钠二水合物 后, 之后是再结晶步骤, 得到了与由相同盐水但是使用包括所述盐水净化步骤的常规蒸发 方法获得的氯化钠盐纯度相比, 类似或者甚至更高的氯化钠纯度。 此外, 特别上经由本发明 方法生产的最终氯化钠产品中 K 和 Br 污染物大大地减少, 这是因为常规盐水净化方法不影 响 K 和 Br 的浓度。因此, 新方法的优点是生产的氯化钠含有较低 K 和 Br 水平且避免了清 除 Mg(OH)2、 CaSO4·xH2O、 SrCO3 和 CaCO3 淤渣。
     对于本发明方法, 存在于原盐水中的所有杂质可以在洞穴中复原, 并且不需要投 资、 维护、 净化化学品的支出、 盐水净化的人力。 而且, 由于新的共晶冷冻结晶方法为低温方 法, 可以预期腐蚀较少并且可以应用较便宜的结构材料。
     现在更详细地解释本方法。 在第一步中, 通过在溶解器中或者地下盐矿床 ( 洞穴 ) 中将氯化钠源溶解于水中而制备盐水。
     注意贯穿本文使用的术语 “氯化钠源” 意思是对超过 50 重量%为 NaCl 的所有盐源 的称呼。优选这种盐含有超过 75 重量%的 NaCl。更优选该盐含有超过 85 重量%的 NaCl, 而最优选含有超过 90 重量% NaCl 的盐。盐可以为晒制盐 ( 由盐水使用太阳热蒸发水获得 的盐 )、 岩盐或者地下盐矿床。优选盐源为借助溶液采矿法开采的地下盐矿床。
     关于本方法中的水, 可以使用在常规盐结晶方法中通常使用的任何供水, 例如来 自地表水源、 地下水或者饮用水的水。
     本发明方法第一步中制备的盐水含有至少 150g/l 氯化钠, 优选至少 200g/l, 更
     优选至少 250g/l, 甚至更优选至少 300g/l。最优选几乎饱和的氯化钠溶液, 其一般含有约 310g/l 氯化钠。 几乎饱和的氯化钠溶液意思是指可以由饱和氯化钠溶液通过添加刚好足够 的水以避免在本方法过程中设备上不希望的结壳而制备的氯化钠溶液。通常添加 0.5-1.5 重量%的水至饱和盐水溶液中是足够的。
     在第二步中, 使由此得到的盐水进行共晶冷冻结晶步骤, 其中该盐水通过间接冷 却而冷却, 导致形成冰、 氯化钠二水合物和母液。
     “共晶混合物” 或者 “共晶体” 定义为特定组分以如下比例的混合物 : 熔点尽可 能低并且此外这些组分在该温度下同时从溶液结晶。共晶混合物结晶的温度和组成称 为 “共晶点” 。纯氯化钠水溶液在 -21.12 ℃和 23.31 重量%氯化钠下具有共晶点 (Dale W.Kaufmann, Sodium Chloride, The Production and Properties of Salt and Brine, Hafner Publishing Company, 纽约, 1968, 第 547 页 )。在这方面, 也参考图 1。注意到盐水 中的杂质会影响共晶混合物结晶的温度和 / 或组成 ( 有时候也称为共晶点 )。
     对于贯穿本说明书使用的术语 “共晶冷冻结晶” 是指使盐水进行温度降低步骤直 到达到共晶温度并且形成冰和氯化钠二水合物。
     从不饱和的纯 NaCl 盐水开始, 可以划分为三个组成区域 :
     1.0-23.31 重量%氯化钠,
     2.23.31-26.29 重量%氯化钠,
     3. ≥ 26.29 重量%氯化钠 - 饱和氯化钠溶液。
     在 0℃和 -21.12℃之间的某温度冷却 0-23.31 重量%不饱和盐水产生冰。当从体 系中去除冰形式的纯水时, 剩下的盐水会变得更浓。进一步冷却会产生更多的冰并且盐水 仍然更浓。最后, 在 -21.12℃达到共晶点 ; 除了冰之外还形成钠二水合物, 并且如果排出足 够热量, 则最终整个盐水变成固体。
     在 0.10℃和 -21.12℃之间的某温度冷却 23.31-26.29 重量%不饱和盐水产生二 水合物。当在体系中形成纯的二水合物 ( 即含有比盐水更多 ( 约 62%重量 ) 的 NaCl) 时, 剩余的盐水会变得较不浓。 进一步冷却会产生更多的二水合物并且结果盐水变得甚至更不 浓。最后, 在 -21.12℃再次达到共晶点 ; 除了氯化钠二水合物之外还形成冰, 并且如果排出 足够热量最终整个盐水变成固体。
     冷却氯化钠浓度大于或者等于 26.29 重量%的饱和盐水, 取决于温度, 首先产生 一些无水氯化钠 ( 普通盐 ) 和略微较不浓的盐水直到达到 0.10℃。在该温度, 刚结晶的无 水 (NaCl) 会转化成二水合物。随后, 进行上述冷却 23.31-26.29 重量%氯化钠水溶液的方 法。
     注意上述温度是对于纯盐水的。如果盐水中存在杂质, 这些温度可能略有不同。
     根据本发明通过间接冷却而冷却盐水直到获得冰、 氯化钠二水合物和母液。术语 “冷却” 意思是指不仅降低温度直到达到共晶温度而且在共晶温度排热。对于术语 “间接冷 却” 意思是使用其中冷却介质 ( 例如一种或者多种制冷剂如氨、 丁烷、 二氧化碳或氟利昂或 者其他冷却介质如乙二醇 / 水混合物、 氯化钙 / 水混合物、 甲酸钾 / 水混合物、 烷基取代的 芳族化合物 ( 例如购自 Chemical Company 的 Dowtherm J) 不与盐水直接接触的冷却装置。 更具体地, 冷却介质包含在闭合回路中并且待冷却盐水通过固体 ( 例如管 ) 壁与冷却介质 物理上完全分开。使用间接冷却, 因为在这种情况下, 完全防止了所生产的氯化钠被痕量冷却介质 污染。盐水的间接冷却通过降膜蒸发 ( 即制冷剂 ) 或者通过带有冷却介质的闭合回路 ( 即 在热交换时不发生相变的液体 ) 实现。如果间接冷却用冷却介质实现, 所述冷却介质用制 冷剂冷却。随后通过固体壁向盐水释放它的冷, 并且将其回收用所述制冷剂再次冷却。
     当使用间接冷却时, 冰和 / 或钠二水合物具有沉积在热交换表面上的强烈趋势。 此外, 盐水中存在的任何其他组分可以在这些表面上形成结壳。所述冷却步骤因此优选在 配备有防止冰、 氯化钠二水合物和 / 或任何其他组分在热交换表面上结壳的装置的容器中 进行。为此可以使用本领域已知的防止结壳的任何常规容器。合适的实例为配备有擦具 或者刮板以保持这些表面确实没有沉积物的容器 ( 即刮式冷却壁结晶器 (scraped cooled wall crystallizer))。最优选冷却步骤在自清洁流化床换热器 / 结晶器中进行。对于术 语 “自清洁流化床换热器 / 结晶器” 是指垂直壳管式换热器。在换热器管中保持钢粒子流 化床 ( 在处理流中 )。流化床换热器 / 结晶器的一个明显的优点是它具有比刮式冷却壁结 晶器少得多的机械部件, 这样使得它不像刮式冷却壁结晶器那么昂贵。尤其对于大规模生 产, 这代表大量节约成本。此外, 流化床换热器 / 结晶器与刮式冷却壁结晶器相比具有提高 的操作可靠性。 而且, 与常规换热器设备相比, 在流化床换热器中通常获得的显著高的传热 速度导致在给定任务下传热设备的尺寸大幅减小。此外, 启动和控制相对容易。所述流化 床结晶器可以配备额外的保持壁没有沉积物的装置。 冷却步骤优选在至少 0.3 巴, 更优选至少 0.5 巴, 最优选至少 0.7 巴的压力下进 行。优选压力不高于 7 巴, 更优选不高于 5 巴。最优选本方法在仅随由循环泵施加的静压 力和动压力增加的大气压力下进行。
     在本发明的一个实施方案中, 原盐水首先冷却至约 0℃的步骤以常规方式进行。 更 特别地, 冷却至约 0℃可以在流化床换热器 / 结晶器中进行, 但是更优选在常规换热器如壳 管式换热器或者板式换热器中进行该步骤。
     随后, 冷却的原盐水可以与回收的结晶浆料 ( 即钠二水合物和 / 或冰晶体 ) 或者 来自步骤 (ii)、 通常约 -21℃的清澈母液混合以控制浆料的密度和 / 或母液的提浓程度。 任 选包含钠二水合物和 / 或冰晶体的冷却盐水随后在流化床换热器 / 结晶器中会进一步冷却 至共晶温度, 通常约 -21℃ ( 见下文 ), 从而结晶氯化钠二水合物 ( 如果起始原盐水含有比 存在于共晶混合物中更多的氯化钠 ) 或者冰 ( 如果起始原盐水含有比存在于共晶混合物中 更少的氯化钠 )。 接下来, 在共晶温度下, 氯化钠二水合物和冰以固定比、 以完全由通过换热 器壁传递的热的量决定的比率同时结晶。 优选选择热交换条件使得由氯化钠二水合物和冰 产生的浆料密度不干扰流化床换热器 / 结晶器的正确运行。
     在步骤 (iii) 中, 在共晶温度 ( 通常约 -21℃ ) 下使用常规装置从形成的冰和任选 母液中分离本发明方法步骤 (ii) 中形成的氯化钠二水合物。通常由此形成富含氯化钠二 水合物的料流。该分离步骤在共晶冷冻结晶步骤期间和 / 或之后进行。注意到不像氯化钠 二水合物, 冰漂浮在盐水中。 因此, 优选使用本领域已知的基于重力或者离心力的任何分离 方法分离冰和氯化钠二水合物。通常在这样的分离方法中形成富含二水合物的料流, 并且 优选还形成富含冰的料流。对于术语 “富含二水合物的料流” 是指含有大于 50 重量%的在 进行所述分离步骤之前存在于料流中的所有氯化钠二水合物的料流。 富含冰的料流含有大 于 50 重量%的在分离之前存在于料流中的所有冰。
     形成的冰、 母液和氯化钠二水合物的分离优选使用一个或多个旋风分离器、 一个 或多个倾析器或者一个或多个其中冰会漂浮在顶部且氯化钠二水合物会沉在底部的分离 容器, 任选与一个或多个离心机或者过滤器联合。
     本发明方法中形成的冰可以被净化。这可以通过任何常规装置完成, 但是优选通 过其中逆流使用水 ( 融化的冰 ) 作为洗涤液的洗涤柱。冰随后可融化。优选部分回收作为 洗涤柱的洗涤液。通过融化步骤产生的冷可以用于预冷新鲜原盐水和 / 或制冷剂。
     额外的节能选择是不将冰与母液分离。通过融化在零度以下的母液中的冰, 产生 的冷可以用于冷却新鲜原盐水和 / 或冷凝制冷剂至 / 在零度以下的温度。
     通过分离由共晶冷冻结晶步骤 (ii) 产生的混合物获得的含有冰、 氯化钠二水合 物和母液的富含氯化钠二水合物的料流可以在其进行再结晶步骤 (iv) 之前净化。可以用 任何常规装置净化, 但是优选用洗涤柱净化, 其中优选将由再结晶步骤获得的母液逆流地 用作洗涤液。
     在下一步中将任选净化的氯化钠二水合物送入再结晶器以形成氯化钠和母液 ( 本方法步骤 (iv))。 优选选择再结晶条件使得产生标准未筛分真空盐的标准粒度分布 ( 即 具有如下粒度分布的晶体 : 他们保留在约 100μm 的筛上但是会通过 1,000μm 的筛 )。 关于 氯化钠二水合物向氯化钠过渡, 有限搅拌和小温差 (0.1℃ ) 会生产期望的粒度分布。优选 再结晶以活塞流进行以使再结晶在再结晶区出口完全完成。 活塞流也可以用许多串联的再 结晶器模拟, 例如连续混合悬浮混合排料 (Continuous mixed-suspension, mixed-product removal)(CMSMPR) 再结晶器。更优选在一个洗涤 / 再结晶步骤中联合洗涤柱和结晶器。通 过任何常规装置从母液分离由再结晶产生的盐, 优选旋液分离器和离心机, 并任选进一步 加工。如所述, 母液可随后部分回收作为洗涤柱的洗涤液。 在优选实施方案中, 其中通过在地下盐矿床 ( 洞穴 ) 中将氯化钠源溶解于水中制 备盐水, 将在冷却步骤中获得的母液和 / 或在氯化钠二水合物的再结晶步骤中获得的母液 至少部分再循环至第一步中, 即至其中通过将盐源溶解于水中制备原盐水的步骤中。优选 将至少 50%的在冷却步骤中获得的母液, 更优选至少 75%的该母液再循环至第一步中, 或 者将至少 50%的在氯化钠二水合物的再结晶步骤中获得的母液, 更优选至少 75%的该母 液再循环至第一步中。甚至更优选将至少 50%, 最优选至少 75%的在冷却步骤中获得的母 液和在再结晶步骤中获得的母液均再循环至第一步中。 将来自冷却步骤的母液和来自再结 晶的母液再循环回地下盐矿床会使所有杂质返回它们的来源中而不向环境排放。当然, 因 此原盐水的质量会比没有该再循环实质上更差。然而, 惊奇地发现当氯化钠二水合物的结 晶充当额外且足够的净化步骤时, 所述原盐水的质量仍然足够生产高质量盐。这与目前的 蒸发方法形成对比, 其中由于质量原因, 尽可能地避免母液再循环至原盐水生产洞穴中以 保持原盐水中杂质浓度在最低可能的浓度。
     由天然源制备的原氯化钠水溶液中的污染物几乎总是包含硫酸根离子。 硫酸根离 子的存在可能对共晶冷冻结晶步骤或者再结晶步骤有不利影响。因此, 优选如果通过将氯 化钠源溶解于水中制备的盐水中存在多于 0.08 重量%的硫酸根离子, 则采取措施以避免 产生硫酸根浓度太高的氯化钠。 更特别地, 当冷却含有硫酸根离子的盐水时, 最终会形成固 态 Na2SO4·10H2O, 下文也称为芒硝。芒硝的溶解度随着温度的降低迅速降低。结果在共晶 下, 芒硝会从溶液中结晶出来, 就像氯化钠二水合物。因此, 如果大于 0.08 重量%的硫酸根
     离子存在于通过将氯化钠源溶解于水中制备的盐水中以使 NaCl 浓度为至少 150g/l, 则所 述盐水优选在共晶冷冻结晶步骤之前冷却至 0℃和 -15℃之间的某一温度。该冷却步骤会 导致形成芒硝、 一些冰或者一些氯化钠二水合物和母液。随这些处理沉淀的任何芒硝和其 他固体优选通过常规固 / 液分离步骤从盐水中去除, 如过滤或者更优选使用旋液分离器。 随后, 通过间接冷却所述盐水导致形成冰、 氯化钠二水合物和母液而将所得盐水进行共晶 冷冻结晶步骤, 并且将氯化钠二水合物送入再结晶器以形成氯化钠和上述母液。该额外处 理步骤是甚至更优选的, 如果在步骤 (i) 中制备的盐水中存在大于 0.82 重量%的硫酸根离 子, 并且是最优选的, 如果在步骤 (i) 中制备的盐水中存在大于 1.2 重量%的硫酸根离子。
     用下面的实例进一步阐释本发明方法。
     实施例 1
     在一个搅拌夹套式玻璃容器中, 将约 1,800g 25 重量% NaCl 溶液 ( 即每升含 有 300g NaCl 的 NaCl 溶液, 在环境温度下通过将药用级的盐溶解于软化水中制备 ) 冷却 至 -20℃。该溶液经由贯穿该玻璃容器的夹套的冷却剂 (Syltherm 800, 即二甲基聚硅氧 烷 ) 间接冷却。在冷却期间氯化钠二水合物结晶。将由此形成的晶体浆料进一步冷却 至 -21.8℃, 其略微低于纯氯化钠水溶液的共晶温度 (-21.3℃ )。 随后冰开始结晶并且温度 迅速上升至共晶温度。在该恒温下, 提取热量并且形成冰和氯化钠二水合物。 15 分钟后, 关掉搅拌器件。 在共晶点下进行分离步骤。 由于重力, 该过程浆料分离 为三相 : 在容器底部的氯化钠二水合物和漂浮在饱和盐水上的冰。
     在同样的实验中, 在关掉搅拌器件之前, 该过程浆料的均匀样品如下分离为上述 三相。该样品使用实验室离心机 ( 型号 : Hermle Z300)( 不排放滤液的管 ) 以 2,700rpm 离 心处理约 10 秒钟。该操作导致钠二水合物和冰晶体快速且明确分离。
     实施例 2
     为了能够评估通过新氯化钠生产方法由原盐水生产的氯化钠的纯度, 对于氯化钠 二水合物的形成 ( 步骤 ii) 和氯化钠的形成 ( 步骤 iv), 测定存在于原盐水 ( 源 : Hengelo, 荷兰 ) 中的杂质的分配比。存在于原盐水中的钙、 镁、 锶和溴的量在表 1 中显示。
     对于氯化钠二水合物的形成 ( 步骤 ii), 根据以下程序测定杂质的分配比。 将盛有 原盐水的罐在制冷器中冷却至 -21℃。在 -21℃的温度下通过过滤将形成的氯化钠二水合 物晶体从母液分离。 随后, 用 0℃的软化水充分洗涤该氯化钠二水合物晶体。 该洗涤水与母 液分开收集。最后, 将部分氯化钠二水合物晶体溶解于软化水中。精确测定相关相的质量 和组成以检验质量平衡和计算分配比。
     根据该程序 ( 单位 : mg 组分 x 每 kg 氯化钠二水合物晶体 /mg 组分 x 每 kg 母液 ) 测定 Ca、 Mg、 Sr 和 Br 的分配比。Ca、 Mg 和 Sr 用感应耦合等离子体 (ICP) 测定, 而 Br 用离 子色谱仪 (IC) 测定。
     表1
     对于氯化钠的形成 ( 步骤 iv), 根据以下程序测定杂质的分配比。在 30℃和减压 下将水从原盐水中蒸发直到提浓系数达到 1.3。在环境温度下通过过滤将形成的氯化钠晶 体从母液分离。用饱和的、 超纯氯化钠溶液 ( 即溶解于软化水中的药用级氯化钠 ) 充分洗 涤该氯化钠晶体以防止晶体溶解。该溶液与母液分开收集。精确测定相关相的质量和组成 以检验质量平衡和计算分配比。
     根据该程序, 经由 ICP( 单位 : mg 组分 x 每 kg 氯化钠晶体 /mg 组分 x 每 kg 母液 ) 测定以下分配比 :
     表2
     这些分配比表明, 原盐水的净化处理是多余的。在使未净化原盐水进行结晶步骤 以产生氯化钠二水合物后, 之后进行再结晶步骤, 获得高纯度氯化钠。

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1、10申请公布号CN102105399A43申请公布日20110622CN102105399ACN102105399A21申请号200980128566X22申请日2009052708160910920080722EP61/083,44320080724USC01D3/06200601B01D9/0020060171申请人阿克佐诺贝尔股份有限公司地址荷兰阿纳姆72发明人HW巴克奈斯JAM梅杰尔A舍克74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人刘金辉林柏楠54发明名称氯化钠生产方法57摘要本发明涉及一种生产氯化钠的方法,包括以下步骤I通过将氯化钠源溶解于水中制备包含至少150G/L氯化钠的。

2、盐水;II通过间接冷却所得盐水使所述盐水进行共晶冷冻结晶步骤,导致形成冰、氯化钠二水合物和母液,III在共晶温度下从冰和任选母液中分离在步骤II中形成的氯化钠二水合物,使得形成富含氯化钠二水合物的料流,及IV将所述富含氯化钠二水合物的料流送入再结晶器以形成氯化钠和母液。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011012186PCT申请的申请数据PCT/EP2009/0564722009052787PCT申请的公布数据WO2010/009933EN2010012851INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图1页CN102105402A1/1页2。

3、1生产氯化钠的方法,包括以下步骤I通过将氯化钠源溶解于水中制备包含至少150G/L氯化钠的盐水;II通过间接冷却所得盐水使所述盐水进行共晶冷冻结晶步骤,导致形成冰、氯化钠二水合物和母液,III在共晶温度下从冰和任选母液中分离在步骤II中形成的氯化钠二水合物,使得形成富含氯化钠二水合物的料流,及IV将所述富含氯化钠二水合物的料流送入再结晶器以形成氯化钠和母液。2根据权利要求1的方法,其中在步骤I中制备的盐水具有至少300G/L的NACL浓度。3根据权利要求1或2的方法,其中将在步骤II和/或步骤IV中获得的母液再循环至步骤I。4根据前述任一项权利要求的方法,其中步骤II在流化床换热器/结晶器中进。

4、行。5根据权利要求14中任一项的方法,其中步骤III在共晶冷冻结晶步骤期间和/或之后进行。6根据权利要求15中任一项的方法,其中在步骤III中分离冰、钠二水合物和母液使得形成富含二水合物的料流和富含冰的料流。7根据权利要求6的方法,其中将富含冰的料流中的冰从母液中分离、洗涤、融化并且至少部分用作洗涤液。8根据权利要求6的方法,其中不将富含冰的料流中的冰从母液中分离,而是在零度以下的温度融化,并且将产生的冷用于冷却在步骤I中制备的盐水和/或用于冷凝制冷剂至/在零度以下的温度。9根据权利要求18中任一项的方法,其中将在步骤I中制备的盐水冷却至0和15之间的温度,随后在步骤II之前进行分离步骤以去除。

5、任何结晶的芒硝。权利要求书CN102105399ACN102105402A1/7页3氯化钠生产方法0001本发明涉及一种新的氯化钠生产方法。0002氯化钠由通过将天然氯化钠源溶解于水中得到的水溶液而工业制得。氯化钠通常通过将氯化钠水溶液经水蒸发而结晶获得,其一般使用多效或者蒸汽再压缩蒸发器完成。多效体系通常含有三个或者更多个串联连接的强制循环蒸发容器。每个蒸发器产生的蒸汽被送入多效体系的下一个蒸发器中以提高能量效率。机械的蒸汽再压缩强制循环蒸发器由结晶器、压缩器和洗汽器构成。氯化钠水溶液盐水进入结晶器管中,其中盐结晶。将蒸汽分离、洗涤并压缩以在加热器中再利用。0003由于包括水蒸发步骤,所以再。

6、压缩蒸发器和多效蒸发器都是高耗能的。此外,通过在水中溶解天然氯化钠源产生的盐水通常包含一些主要污染物。由天然源获得的盐水中的所述污染物尤其包含钾、溴、镁、钙、锶和硫酸根离子。对于许多应用,如在化学转化工业例如氯气和氯酸盐工业中,其中所用设备极其敏感,不得不在很大程度上去除这些污染物。0004最普遍的解决上文提到的问题的程序是在原盐水被送入蒸发装置之前将其净化。然而,一般盐水净化不能去除或者减少K和BR污染物。0005此外,作为盐水净化的结果,二氧化碳、重碳酸盐和碳酸盐会出现在净化后的盐水中。在常规蒸发器通常在高温下操作的多效或者蒸汽再压缩单元蒸发结晶期间,会形成CASO4XH2O、SRCO3和。

7、CACO3垢,尤其是在换热器的表面。作为该垢的结果,制盐装置的生产能力随时间下降,方法的能量效率也是如此。对于水溶液中污染物的量和常规方法的装置,在生产周期后,通常需要清洗蒸发单元,因此制盐装置的利用率也降低。0006由于目前的技术需要大量能量并且能量价格随时间而显著提高,因此需要使用较少能量的氯化钠生产方法。0007AVRAM等人在“共晶冷冻结晶技术TECHNOLOGIESFOREUTECTICFREEZECRYSTALLIZATION”,REVCHIM,第5510卷,2004,第769772页中公开了共晶冷冻结晶作为将水溶液分离为冰和固化溶液的技术。提到共晶冷冻结晶主要可应用于含无机盐废水。

8、的处理中。0008HABIB和FARID在“在液固流化床换热器中冷冻提浓的传热和操作条件HEATTRANSFERANDOPERATINGCONDITIONSFORFREEZECONCENTRATIONINALIQUIDSOLIDFLUIDIZEDBEDHEATEXCHANGER”,CHEMICALENGINEERINGANDPROCESSING,第45卷,2006,第698710页公开了冷冻提浓方法,其中液体通过冷冻出水而提浓。更特别地,他们公开了使包含8重量或者更少NACL的水溶液在单一管流化床换热器中进行冷却步骤以形成冰。经由该方法制备了富含其溶质的提浓物。0009US3,779,030涉。

9、及一种由海水制备氯化钠提浓物的方法。在第1栏,第5967行解释了共晶冷冻的原理。然而,生产冰晶体以提供淡水供应并且海水仅仅通过该方法提浓。0010在这些文献中提到的盐溶液适于形成冰,其例如在缺乏饮用水的地区会有价值。然而,这些溶液不适于大规模生产氯化钠。会形成大体积冰并且通过蒸发这些盐溶液提浓太昂贵。说明书CN102105399ACN102105402A2/7页40011STEPAKOFF等人在DESALINATION,第14卷,1974,第2538页公开了包括在搅拌槽冷冻器中通过与混溶制冷剂直接接触直到达到共晶温度而连续冷冻盐水的方法。更特别地,盐水通过直接用氟利昂R114冷却而冷却,以致于。

10、在6F时五相共存即冰、盐水、二水合物、液态氟利昂和氟利昂蒸汽。提到这种共晶冷冻方法主要产生废物处理的问题,即工业废液或者微咸水。然而,STEPAKOFF等人使用的原料流以及所述共晶冷冻方法不适合应用于大规模生产氯化钠。0012本发明的目的是提供一种氯化钠生产方法,该方法可以以工业规模进行并且比常规蒸发盐生产方法能耗少,而仍然得到需要的氯化钠纯度。0013惊奇地发现,该目的通过经由特定共晶冷冻结晶方法生产氯化钠实现。更详细地,本发明氯化钠生产方法包括以下步骤0014I通过将氯化钠源溶解于水中制备包含至少150G/L氯化钠的盐水;0015II通过间接冷却所得盐水使所述盐水进行共晶冷冻结晶步骤,导致。

11、形成冰、氯化钠二水合物和母液,和0016III在共晶温度下从冰和任选母液中分离在步骤II中形成的氯化钠二水合物,使得形成富含氯化钠二水合物的料流,及0017IV将该氯化钠二水合物送入再结晶器以形成氯化钠和母液。0018本发明方法比常规蒸发方法耗能少。主要能量降低来自结晶热相比蒸发热的不同,即使当蒸汽的多次利用被应用时。此外,本方法在结晶步骤之前不再需要净化原盐水。更特别地,在常规生产方法中氯化钠由盐水经由水蒸发生产,微溶固体废物产物如MGOH2、CASO4XH2O、SRCO3和CACO3不得不首先从原盐水结晶并随后丢弃。如果不进行该净化处理,在结晶步骤中经水蒸发生产的氯化钠会被MG、CA和SR。

12、以某些形式严重污染。在本发明方法中净化处理是多余的。在使未纯化原盐水进行结晶步骤以生产氯化钠二水合物后,之后是再结晶步骤,得到了与由相同盐水但是使用包括所述盐水净化步骤的常规蒸发方法获得的氯化钠盐纯度相比,类似或者甚至更高的氯化钠纯度。此外,特别上经由本发明方法生产的最终氯化钠产品中K和BR污染物大大地减少,这是因为常规盐水净化方法不影响K和BR的浓度。因此,新方法的优点是生产的氯化钠含有较低K和BR水平且避免了清除MGOH2、CASO4XH2O、SRCO3和CACO3淤渣。0019对于本发明方法,存在于原盐水中的所有杂质可以在洞穴中复原,并且不需要投资、维护、净化化学品的支出、盐水净化的人力。

13、。而且,由于新的共晶冷冻结晶方法为低温方法,可以预期腐蚀较少并且可以应用较便宜的结构材料。0020现在更详细地解释本方法。在第一步中,通过在溶解器中或者地下盐矿床洞穴中将氯化钠源溶解于水中而制备盐水。0021注意贯穿本文使用的术语“氯化钠源”意思是对超过50重量为NACL的所有盐源的称呼。优选这种盐含有超过75重量的NACL。更优选该盐含有超过85重量的NACL,而最优选含有超过90重量NACL的盐。盐可以为晒制盐由盐水使用太阳热蒸发水获得的盐、岩盐或者地下盐矿床。优选盐源为借助溶液采矿法开采的地下盐矿床。0022关于本方法中的水,可以使用在常规盐结晶方法中通常使用的任何供水,例如来自地表水源。

14、、地下水或者饮用水的水。0023本发明方法第一步中制备的盐水含有至少150G/L氯化钠,优选至少200G/L,更说明书CN102105399ACN102105402A3/7页5优选至少250G/L,甚至更优选至少300G/L。最优选几乎饱和的氯化钠溶液,其一般含有约310G/L氯化钠。几乎饱和的氯化钠溶液意思是指可以由饱和氯化钠溶液通过添加刚好足够的水以避免在本方法过程中设备上不希望的结壳而制备的氯化钠溶液。通常添加0515重量的水至饱和盐水溶液中是足够的。0024在第二步中,使由此得到的盐水进行共晶冷冻结晶步骤,其中该盐水通过间接冷却而冷却,导致形成冰、氯化钠二水合物和母液。0025“共晶混。

15、合物”或者“共晶体”定义为特定组分以如下比例的混合物熔点尽可能低并且此外这些组分在该温度下同时从溶液结晶。共晶混合物结晶的温度和组成称为“共晶点”。纯氯化钠水溶液在2112和2331重量氯化钠下具有共晶点DALEWKAUFMANN,SODIUMCHLORIDE,THEPRODUCTIONANDPROPERTIESOFSALTANDBRINE,HAFNERPUBLISHINGCOMPANY,纽约,1968,第547页。在这方面,也参考图1。注意到盐水中的杂质会影响共晶混合物结晶的温度和/或组成有时候也称为共晶点。0026对于贯穿本说明书使用的术语“共晶冷冻结晶”是指使盐水进行温度降低步骤直到达到。

16、共晶温度并且形成冰和氯化钠二水合物。0027从不饱和的纯NACL盐水开始,可以划分为三个组成区域0028102331重量氯化钠,0029223312629重量氯化钠,003032629重量氯化钠饱和氯化钠溶液。0031在0和2112之间的某温度冷却02331重量不饱和盐水产生冰。当从体系中去除冰形式的纯水时,剩下的盐水会变得更浓。进一步冷却会产生更多的冰并且盐水仍然更浓。最后,在2112达到共晶点;除了冰之外还形成钠二水合物,并且如果排出足够热量,则最终整个盐水变成固体。0032在010和2112之间的某温度冷却23312629重量不饱和盐水产生二水合物。当在体系中形成纯的二水合物即含有比盐水。

17、更多约62重量的NACL时,剩余的盐水会变得较不浓。进一步冷却会产生更多的二水合物并且结果盐水变得甚至更不浓。最后,在2112再次达到共晶点;除了氯化钠二水合物之外还形成冰,并且如果排出足够热量最终整个盐水变成固体。0033冷却氯化钠浓度大于或者等于2629重量的饱和盐水,取决于温度,首先产生一些无水氯化钠普通盐和略微较不浓的盐水直到达到010。在该温度,刚结晶的无水NACL会转化成二水合物。随后,进行上述冷却23312629重量氯化钠水溶液的方法。0034注意上述温度是对于纯盐水的。如果盐水中存在杂质,这些温度可能略有不同。0035根据本发明通过间接冷却而冷却盐水直到获得冰、氯化钠二水合物和。

18、母液。术语“冷却”意思是指不仅降低温度直到达到共晶温度而且在共晶温度排热。对于术语“间接冷却”意思是使用其中冷却介质例如一种或者多种制冷剂如氨、丁烷、二氧化碳或氟利昂或者其他冷却介质如乙二醇/水混合物、氯化钙/水混合物、甲酸钾/水混合物、烷基取代的芳族化合物例如购自CHEMICALCOMPANY的DOWTHERMJ不与盐水直接接触的冷却装置。更具体地,冷却介质包含在闭合回路中并且待冷却盐水通过固体例如管壁与冷却介质物理上完全分开。说明书CN102105399ACN102105402A4/7页60036使用间接冷却,因为在这种情况下,完全防止了所生产的氯化钠被痕量冷却介质污染。盐水的间接冷却通过。

19、降膜蒸发即制冷剂或者通过带有冷却介质的闭合回路即在热交换时不发生相变的液体实现。如果间接冷却用冷却介质实现,所述冷却介质用制冷剂冷却。随后通过固体壁向盐水释放它的冷,并且将其回收用所述制冷剂再次冷却。0037当使用间接冷却时,冰和/或钠二水合物具有沉积在热交换表面上的强烈趋势。此外,盐水中存在的任何其他组分可以在这些表面上形成结壳。所述冷却步骤因此优选在配备有防止冰、氯化钠二水合物和/或任何其他组分在热交换表面上结壳的装置的容器中进行。为此可以使用本领域已知的防止结壳的任何常规容器。合适的实例为配备有擦具或者刮板以保持这些表面确实没有沉积物的容器即刮式冷却壁结晶器SCRAPEDCOOLEDWA。

20、LLCRYSTALLIZER。最优选冷却步骤在自清洁流化床换热器/结晶器中进行。对于术语“自清洁流化床换热器/结晶器”是指垂直壳管式换热器。在换热器管中保持钢粒子流化床在处理流中。流化床换热器/结晶器的一个明显的优点是它具有比刮式冷却壁结晶器少得多的机械部件,这样使得它不像刮式冷却壁结晶器那么昂贵。尤其对于大规模生产,这代表大量节约成本。此外,流化床换热器/结晶器与刮式冷却壁结晶器相比具有提高的操作可靠性。而且,与常规换热器设备相比,在流化床换热器中通常获得的显著高的传热速度导致在给定任务下传热设备的尺寸大幅减小。此外,启动和控制相对容易。所述流化床结晶器可以配备额外的保持壁没有沉积物的装置。。

21、0038冷却步骤优选在至少03巴,更优选至少05巴,最优选至少07巴的压力下进行。优选压力不高于7巴,更优选不高于5巴。最优选本方法在仅随由循环泵施加的静压力和动压力增加的大气压力下进行。0039在本发明的一个实施方案中,原盐水首先冷却至约0的步骤以常规方式进行。更特别地,冷却至约0可以在流化床换热器/结晶器中进行,但是更优选在常规换热器如壳管式换热器或者板式换热器中进行该步骤。0040随后,冷却的原盐水可以与回收的结晶浆料即钠二水合物和/或冰晶体或者来自步骤II、通常约21的清澈母液混合以控制浆料的密度和/或母液的提浓程度。任选包含钠二水合物和/或冰晶体的冷却盐水随后在流化床换热器/结晶器中。

22、会进一步冷却至共晶温度,通常约21见下文,从而结晶氯化钠二水合物如果起始原盐水含有比存在于共晶混合物中更多的氯化钠或者冰如果起始原盐水含有比存在于共晶混合物中更少的氯化钠。接下来,在共晶温度下,氯化钠二水合物和冰以固定比、以完全由通过换热器壁传递的热的量决定的比率同时结晶。优选选择热交换条件使得由氯化钠二水合物和冰产生的浆料密度不干扰流化床换热器/结晶器的正确运行。0041在步骤III中,在共晶温度通常约21下使用常规装置从形成的冰和任选母液中分离本发明方法步骤II中形成的氯化钠二水合物。通常由此形成富含氯化钠二水合物的料流。该分离步骤在共晶冷冻结晶步骤期间和/或之后进行。注意到不像氯化钠二水。

23、合物,冰漂浮在盐水中。因此,优选使用本领域已知的基于重力或者离心力的任何分离方法分离冰和氯化钠二水合物。通常在这样的分离方法中形成富含二水合物的料流,并且优选还形成富含冰的料流。对于术语“富含二水合物的料流”是指含有大于50重量的在进行所述分离步骤之前存在于料流中的所有氯化钠二水合物的料流。富含冰的料流含有大于50重量的在分离之前存在于料流中的所有冰。说明书CN102105399ACN102105402A5/7页70042形成的冰、母液和氯化钠二水合物的分离优选使用一个或多个旋风分离器、一个或多个倾析器或者一个或多个其中冰会漂浮在顶部且氯化钠二水合物会沉在底部的分离容器,任选与一个或多个离心机。

24、或者过滤器联合。0043本发明方法中形成的冰可以被净化。这可以通过任何常规装置完成,但是优选通过其中逆流使用水融化的冰作为洗涤液的洗涤柱。冰随后可融化。优选部分回收作为洗涤柱的洗涤液。通过融化步骤产生的冷可以用于预冷新鲜原盐水和/或制冷剂。0044额外的节能选择是不将冰与母液分离。通过融化在零度以下的母液中的冰,产生的冷可以用于冷却新鲜原盐水和/或冷凝制冷剂至/在零度以下的温度。0045通过分离由共晶冷冻结晶步骤II产生的混合物获得的含有冰、氯化钠二水合物和母液的富含氯化钠二水合物的料流可以在其进行再结晶步骤IV之前净化。可以用任何常规装置净化,但是优选用洗涤柱净化,其中优选将由再结晶步骤获得。

25、的母液逆流地用作洗涤液。0046在下一步中将任选净化的氯化钠二水合物送入再结晶器以形成氯化钠和母液本方法步骤IV。优选选择再结晶条件使得产生标准未筛分真空盐的标准粒度分布即具有如下粒度分布的晶体他们保留在约100M的筛上但是会通过1,000M的筛。关于氯化钠二水合物向氯化钠过渡,有限搅拌和小温差01会生产期望的粒度分布。优选再结晶以活塞流进行以使再结晶在再结晶区出口完全完成。活塞流也可以用许多串联的再结晶器模拟,例如连续混合悬浮混合排料CONTINUOUSMIXEDSUSPENSION,MIXEDPRODUCTREMOVALCMSMPR再结晶器。更优选在一个洗涤/再结晶步骤中联合洗涤柱和结晶器。

26、。通过任何常规装置从母液分离由再结晶产生的盐,优选旋液分离器和离心机,并任选进一步加工。如所述,母液可随后部分回收作为洗涤柱的洗涤液。0047在优选实施方案中,其中通过在地下盐矿床洞穴中将氯化钠源溶解于水中制备盐水,将在冷却步骤中获得的母液和/或在氯化钠二水合物的再结晶步骤中获得的母液至少部分再循环至第一步中,即至其中通过将盐源溶解于水中制备原盐水的步骤中。优选将至少50的在冷却步骤中获得的母液,更优选至少75的该母液再循环至第一步中,或者将至少50的在氯化钠二水合物的再结晶步骤中获得的母液,更优选至少75的该母液再循环至第一步中。甚至更优选将至少50,最优选至少75的在冷却步骤中获得的母液和。

27、在再结晶步骤中获得的母液均再循环至第一步中。将来自冷却步骤的母液和来自再结晶的母液再循环回地下盐矿床会使所有杂质返回它们的来源中而不向环境排放。当然,因此原盐水的质量会比没有该再循环实质上更差。然而,惊奇地发现当氯化钠二水合物的结晶充当额外且足够的净化步骤时,所述原盐水的质量仍然足够生产高质量盐。这与目前的蒸发方法形成对比,其中由于质量原因,尽可能地避免母液再循环至原盐水生产洞穴中以保持原盐水中杂质浓度在最低可能的浓度。0048由天然源制备的原氯化钠水溶液中的污染物几乎总是包含硫酸根离子。硫酸根离子的存在可能对共晶冷冻结晶步骤或者再结晶步骤有不利影响。因此,优选如果通过将氯化钠源溶解于水中制备。

28、的盐水中存在多于008重量的硫酸根离子,则采取措施以避免产生硫酸根浓度太高的氯化钠。更特别地,当冷却含有硫酸根离子的盐水时,最终会形成固态NA2SO410H2O,下文也称为芒硝。芒硝的溶解度随着温度的降低迅速降低。结果在共晶下,芒硝会从溶液中结晶出来,就像氯化钠二水合物。因此,如果大于008重量的硫酸根说明书CN102105399ACN102105402A6/7页8离子存在于通过将氯化钠源溶解于水中制备的盐水中以使NACL浓度为至少150G/L,则所述盐水优选在共晶冷冻结晶步骤之前冷却至0和15之间的某一温度。该冷却步骤会导致形成芒硝、一些冰或者一些氯化钠二水合物和母液。随这些处理沉淀的任何芒。

29、硝和其他固体优选通过常规固/液分离步骤从盐水中去除,如过滤或者更优选使用旋液分离器。随后,通过间接冷却所述盐水导致形成冰、氯化钠二水合物和母液而将所得盐水进行共晶冷冻结晶步骤,并且将氯化钠二水合物送入再结晶器以形成氯化钠和上述母液。该额外处理步骤是甚至更优选的,如果在步骤I中制备的盐水中存在大于082重量的硫酸根离子,并且是最优选的,如果在步骤I中制备的盐水中存在大于12重量的硫酸根离子。0049用下面的实例进一步阐释本发明方法。0050实施例10051在一个搅拌夹套式玻璃容器中,将约1,800G25重量NACL溶液即每升含有300GNACL的NACL溶液,在环境温度下通过将药用级的盐溶解于软。

30、化水中制备冷却至20。该溶液经由贯穿该玻璃容器的夹套的冷却剂SYLTHERM800,即二甲基聚硅氧烷间接冷却。在冷却期间氯化钠二水合物结晶。将由此形成的晶体浆料进一步冷却至218,其略微低于纯氯化钠水溶液的共晶温度213。随后冰开始结晶并且温度迅速上升至共晶温度。在该恒温下,提取热量并且形成冰和氯化钠二水合物。005215分钟后,关掉搅拌器件。在共晶点下进行分离步骤。由于重力,该过程浆料分离为三相在容器底部的氯化钠二水合物和漂浮在饱和盐水上的冰。0053在同样的实验中,在关掉搅拌器件之前,该过程浆料的均匀样品如下分离为上述三相。该样品使用实验室离心机型号HERMLEZ300不排放滤液的管以2,。

31、700RPM离心处理约10秒钟。该操作导致钠二水合物和冰晶体快速且明确分离。0054实施例20055为了能够评估通过新氯化钠生产方法由原盐水生产的氯化钠的纯度,对于氯化钠二水合物的形成步骤II和氯化钠的形成步骤IV,测定存在于原盐水源HENGELO,荷兰中的杂质的分配比。存在于原盐水中的钙、镁、锶和溴的量在表1中显示。0056对于氯化钠二水合物的形成步骤II,根据以下程序测定杂质的分配比。将盛有原盐水的罐在制冷器中冷却至21。在21的温度下通过过滤将形成的氯化钠二水合物晶体从母液分离。随后,用0的软化水充分洗涤该氯化钠二水合物晶体。该洗涤水与母液分开收集。最后,将部分氯化钠二水合物晶体溶解于软。

32、化水中。精确测定相关相的质量和组成以检验质量平衡和计算分配比。0057根据该程序单位MG组分X每KG氯化钠二水合物晶体/MG组分X每KG母液测定CA、MG、SR和BR的分配比。CA、MG和SR用感应耦合等离子体ICP测定,而BR用离子色谱仪IC测定。0058表10059说明书CN102105399ACN102105402A7/7页90060对于氯化钠的形成步骤IV,根据以下程序测定杂质的分配比。在30和减压下将水从原盐水中蒸发直到提浓系数达到13。在环境温度下通过过滤将形成的氯化钠晶体从母液分离。用饱和的、超纯氯化钠溶液即溶解于软化水中的药用级氯化钠充分洗涤该氯化钠晶体以防止晶体溶解。该溶液与母液分开收集。精确测定相关相的质量和组成以检验质量平衡和计算分配比。0061根据该程序,经由ICP单位MG组分X每KG氯化钠晶体/MG组分X每KG母液测定以下分配比0062表200630064这些分配比表明,原盐水的净化处理是多余的。在使未净化原盐水进行结晶步骤以产生氯化钠二水合物后,之后进行再结晶步骤,获得高纯度氯化钠。说明书CN102105399ACN102105402A1/1页10图1氯化钠水体系不按比例说明书附图CN102105399A。

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