專利名稱:從無機(jī)物顆粒的水漿中萃取含氮有機(jī)堿液的方法以及生產(chǎn)堿金屬碳酸氫鹽的方法
本發(fā)明涉及萃取不溶于水的含氮有機(jī)堿，例如，從無機(jī)物顆粒的水漿中萃取胺的方法。
一種生產(chǎn)碳酸氫鈉的工藝是，使氯化鈉水溶液和不溶于水的胺的有機(jī)溶液進(jìn)行混合，用含二氧化碳的氣體處理所得到的混合物，然后對混合物進(jìn)行相分離，以便分離被回收的碳酸氫鈉的懸浮體，和已知的胺鹽酸鹽的有機(jī)溶液〔英國專利申請-1，082，436(Kaiser Aluminium and Chemical Corporation)，第二頁，第105-125行;中心專利索引，基本文摘雜雜志、E部，T49周，英國倫敦德溫特出版公司文摘78，430T-E日本專利申請JP-A-7，241，237(Israel Mi-ning Inds·Inst·Res·and Dev)〕。
在以后的介紹中，“胺工藝”說法指的是已知的碳酸鈉的生產(chǎn)工藝。
此外，用氯化銨的分解生產(chǎn)氨的工藝是，將氯化銨水溶液同不溶于水的胺的有機(jī)溶液進(jìn)行混合，而且使惰性氣體或二氧化碳通過所得到的混合物，以便使已知的所產(chǎn)生的氨排出〔中心專利索引，基本文摘雜志，E部，E/14周，英國倫敦德溫特出版公司文摘26，992E/14日本專利申請JP-A-57034020(TOYO SODA MEG K-K)〕。
在剛才所介紹的已知工藝中，將胺鹽酸鹽的有機(jī)溶液收集起來作副產(chǎn)品，而且為了再生胺，需要對它進(jìn)行處理。為此，使用的方法是，將胺鹽酸鹽的有機(jī)溶液和水介質(zhì)中的堿性試劑混合，通常和氧化鈣或氧化鎂或氫氧化鈣或氫氧化鎂混合，以便產(chǎn)生被回收的再生胺的有機(jī)溶液，以及被廢棄的氯化鈣或氯化鎂的水溶液〔英國專利GB-A-1，082，436(Alumünium and Cheni-cal Corporation)，第3頁，第5-9行;中心專利索引，基本文摘雜志，E部，D.49周，英國倫敦德溫特出版公司，文摘78，430T-E。日本專利申請JP-A-7241237(Dsrael Nining Inds.Inst.Res and Dev.)〕。
實(shí)際上，在此已知的方法中，氯化鈣或氯化鎂的水溶液通常含有賦予水漿外表的懸浮的固體顆粒。這些顆粒一般來自所使用的堿性試劑，并且可能含有未反應(yīng)的氧化鈣或氧化鎂或氫氧化鈣或氫氧化鎂，或來自堿性試劑中的難溶的無機(jī)雜質(zhì)顆粒。結(jié)果是使一小部分再生胺吸附在無機(jī)固體顆粒表面上形成液膜而轉(zhuǎn)入水漿中。
本發(fā)明目的在于提供一種方法克服這一缺點(diǎn)，該方法能夠使吸附在固體無機(jī)顆粒表面上的含氮有機(jī)堿(例如胺)的液膜從水漿中有效地分離出來。
因此，本發(fā)明涉及到這樣的一種方法，即根據(jù)惰性氣體通過漿液，從固體無機(jī)物顆粒的水漿中萃取含不溶于水的含氮有機(jī)堿的有機(jī)液。
在本發(fā)明的方法中，含氮有機(jī)堿定義又為任何不溶于水的含氮有機(jī)試劑，該試劑有足夠的堿性與鹽酸反應(yīng)形成該堿的鹽酸鹽。當(dāng)含氮有機(jī)堿在實(shí)施本方法的條件下通常為液體時(shí)，有機(jī)液可以由氮有機(jī)堿組成。另一方面，有機(jī)液可以是溶于有機(jī)溶劑中的所述堿的溶液;在此種情況下，所選擇的溶劑在漿液中必須是不溶解的。通常挑選的溶劑，其性質(zhì)和數(shù)量在實(shí)施本方法的條件下，應(yīng)有利于使有機(jī)液具有不超過三厘泊的粘度，最好為1.5厘泊。在本發(fā)明范圍內(nèi)可以使用的有機(jī)溶劑的實(shí)例有二甲苯、丁苯，甲基乙苯和更特別的石油溶劑以及屬于ISOPAR(Esso)商業(yè)名稱的已知的工業(yè)溶劑，ISOPAR是一種異鏈烷烴的混合物、芳族化合物的混合物SOLVESSO(Esso)、芳族文合物的混合物SHELL-SOL AB(Shell)和脂族化合物的混合物SHELLSOLK。
水漿由浸漬了含氮有機(jī)堿有機(jī)液膜的固體無機(jī)物顆粒的水相組成，漿液的液體載體可以是水或水溶液。存在于漿液中的水量或水溶液量要求是不嚴(yán)格的，相當(dāng)于稀懸浮液或泥漿。
根據(jù)本發(fā)明將惰性氣體通過水漿。必須選擇那些對含氮有機(jī)堿對含氮有機(jī)堿的溶劑(只要存在)，以及對漿液的組分是不活潑的氣體。例如可以是空氣、氮、氬或蒸汽。并且蒸汽是最理想的。
可以看出使氣體通過漿液的結(jié)果，是有機(jī)液膜同無機(jī)物顆粒的分離，并且用汽提操作將其從漿液中排出。
所用氣體的數(shù)量取決于各種不同的參數(shù)特別是漿液的體積，無機(jī)物顆粒的濃度、漿液的粘度、含氮堿的有機(jī)液的性質(zhì)及其在漿液中的濃度、所使用的惰性氣體以及工作溫度和工作壓力。通過實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)工作可以測定所有具體情況下參數(shù)值。
最佳的工作溫度和壓力取決于含氮有機(jī)堿的蒸汽張力，因此必須確定所有具體情況下的最佳工作溫度和壓力。在大氣壓力的情況在80℃和150℃之間的溫度一般是合適的，尤其在含氮有機(jī)堿為胺的情況下，更是如此。
在其它條件相同的情況下，從水漿中萃取含氮有機(jī)堿的收率隨著該漿液PH值的增加而提高。為此，需要大于9的PH值，而且PH值最好至少等于10。
本發(fā)明的方法可應(yīng)用于如上述定義的所有不溶于水漿的含氮有機(jī)堿，例如可應(yīng)用于不溶于水的亞胺和它們的衍生物，不溶于水的季銨鹽和不溶于水的胺及氨基衍生物;本發(fā)明的方法可以很好地應(yīng)用于伯胺，特別是分子中含12至24個(gè)碳原子的伯烷基胺，從而在用上述的胺工藝生產(chǎn)碳酸氫鈉時(shí)，本方法具有使用的價(jià)值。
本發(fā)明的方法證明用于含堿土金屬化合物顆粒的水漿的處理是特別有效的，例如氧化鈣或氧化鎂，氫氧化鈣或氫氧化鎂，碳酸鈣或碳酸鎂，特別是碳酸鈣顆粒。因此將本發(fā)明的方法同上述介紹的胺工藝結(jié)合是有利的，在此情況下，用來回收氯化鈣或氯化鎂(從胺的再生中產(chǎn)生)水漿中所含有的胺。
因此，本發(fā)明涉及一種堿金屬碳酸氫鹽的生產(chǎn)方法，根據(jù)該方法，在有水的情況下，用含二氧化碳的氣體處理堿金屬氯化物，于是回收不溶于水的含氮有機(jī)堿，堿金屬碳酸氫鹽的懸浮液和含氮有機(jī)堿的鹽酸鹽。為了分離懸液中含有的固體堿金屬碳酸氫鹽和母液，對懸浮液進(jìn)行處理，在有水的情況下，有機(jī)堿鹽酸鹽和堿土金屬化合物反應(yīng)以便使含氮有機(jī)堿再生，對最后所得到的反應(yīng)混合物進(jìn)行相分離，分別收集含再生含氮有機(jī)堿的有機(jī)液和水漿;根據(jù)本發(fā)明，使惰性氣體通過上述的水漿，以便用該氣體帶走存在于漿液中的有機(jī)液。
從下面對附圖的描述，將引出本發(fā)明的特征和詳情。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例生產(chǎn)碳酸氫鈉裝置的總方框圖。
圖2表示用來說明本發(fā)明有效性的實(shí)驗(yàn)室裝置的方框圖。
在這兩個(gè)附圖中，相同的參考號數(shù)指的是相同的部件。
圖1中所示的裝置包括結(jié)晶室1，該室連續(xù)不斷地供給基本上飽和的氯化鈉水溶液或氯化鈉的水漿2、含有不溶解于氯化鈉水溶液的伯胺有機(jī)液3，以及含二氧化碳的氣體4。例如有機(jī)液3可以是已知伯烷基胺的50‰重量的二甲苯溶液，其商業(yè)名稱為PRIMENE JMT(Rohm and Haas)，在它的分子中含有18至24個(gè)碳原子。
作為一種不同的方法，該有機(jī)液可以是在其分子含少于18個(gè)碳原子的伯烷基胺，因此使用時(shí)并不溶解于溶劑，例如已知的屬于PRIMENE 81R(Rohm and Haas)商業(yè)名稱的胺，該分子含有12至14個(gè)碳原子。
氣體4最好是至少含60‰重量二氧化碳的富二氧化碳的氣體。
在結(jié)晶室1中，使碳酸氫鈉結(jié)晶，并且使胺轉(zhuǎn)變成胺鹽酸鹽。
由碳酸氫鈉晶體、結(jié)晶母液和含胺鹽酸鹽的有機(jī)相組成的液體5從結(jié)晶室1流出。將液體5輸入沉淀室6，其中靠重力分離出胺鹽酸鹽有機(jī)相7和水漿8。水漿8流向分離裝置或過濾裝置9，在其中分別收集固體的碳酸氫鈉10和母液11，在向結(jié)晶室添加氯化鈉以后，把母液11再循環(huán)到結(jié)晶室1。使固體碳酸氫鈉流向焙燒室(圖中沒有示出)，以便生產(chǎn)碳酸氫鈉。
對胺鹽酸鹽有機(jī)相7進(jìn)行處理以便使胺再生。為此目的，將其輸入反應(yīng)室16，用氫氧化鈣的含水懸浮體，或用水和如法國專利文獻(xiàn)FR-A-2，556，719(Solvay and Cie)所述的磨碎的碳酸氫鈣處理這種胺鹽酸鹽有機(jī)相。
含再生胺和氯化鈣水溶液的液體混合物18從反應(yīng)室16流出。將此混合物18輸入沉淀室19，對水漿20和含再生胺的有機(jī)液21進(jìn)行分離。把有機(jī)液21再循環(huán)到結(jié)晶室1內(nèi)。
水漿20由含固體無機(jī)物顆粒的氯化鈣水溶液的懸浮體組成。例如該懸浮體包括碳酸鈣顆粒、可能的氧化鈣或氫氧化鈣顆粒和一般存在于碳酸鈣中的雜質(zhì)顆粒，例如二氧化硅、硅酸鹽、氧化鋁、氧化鎂和氧化鐵。水漿20另外含有一小部分再生胺，至少一部分再生胺呈液膜形式被吸附在無機(jī)物顆粒的表面上。
根據(jù)本發(fā)明，將水漿20輸入塔22，使水漿從塔頂向下與上升的蒸汽流23的流動(dòng)方向相反地環(huán)流。在塔底24處把該漿液排出，而且離開塔頂?shù)恼羝?5流向再生的胺流21，與再生的胺流一起再循環(huán)到結(jié)晶室1。
就剛才所介紹的一個(gè)不同的方法而言(圖中沒有示出)，使蒸汽流25或一小部分再生的胺流流向母液11。于是把再生的胺流再循環(huán)到結(jié)晶室1中，或者預(yù)先至少用一小部分的胺鹽酸鹽有機(jī)相7處理后再循環(huán)到結(jié)晶室1中，如法國專利申請F(tuán)R-A-2，551，428(SOLVAY AND Cie)所介紹的。
下面介紹的實(shí)例是用來說明本發(fā)明的。
用圖2中所圖示的實(shí)驗(yàn)室裝置進(jìn)行本發(fā)明方法的應(yīng)用試驗(yàn)。這種裝置包括一個(gè)內(nèi)徑為150毫米的汽提塔22，該塔裝備有塔板以及具有53升的工作容積。用氫氧化鈣的含水懸浮液和由相分離產(chǎn)生的胺處理胺鹽酸鹽PRIMENE81R(是分子中含12至14個(gè)碳原子的伯烷基銨的混合物)之后所得到的水漿在此裝置進(jìn)行處理。因此，該漿液基本上由含固體無機(jī)物顆粒的氯化鈣水溶液懸浮體組成。
將待處理的漿液20和蒸汽流23同時(shí)引入塔22。它們各自在塔中對流通過后，在24和25處分別收集漿液和氣體。氣體25在冷凝器26中進(jìn)行冷凝，而且將最后得到的冷凝液27流向沉淀箱28，從該處流出有機(jī)相29和水相30。
下表列出了試驗(yàn)的操作條件和進(jìn)行試驗(yàn)的漿液20、由試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的漿液24，以及有機(jī)相29和水相30等相應(yīng)的成份。
權(quán)利要求
1.從無機(jī)物顆粒的水漿(20)中萃取含不溶于水的含氮有機(jī)堿的有機(jī)液的方法，其特征是使惰性氣體(23)通過漿液(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征是用蒸汽作惰性氣體(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征是漿液(20)的PH值至少等于10。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中的任何一個(gè)所述的方法，其特征是它用于萃取不溶于水的胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征是它用于伯烷基胺的萃取。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至5中的任何一個(gè)所述的方法，其特征是使用水漿(20)，該水漿含有堿土金屬氧化物和(或)堿土金屬氫氧化物和(或)堿土金屬碳酸鹽的顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的方法，其特征是使用水漿(20)，該水漿是從反應(yīng)混合物(18)分離出來的，而該反應(yīng)混合物是用堿土金屬氧化物、堿土金屬氫氧化物或堿土金屬碳酸鹽的含水懸浮體處理不溶于水的胺的鹽酸鹽(7)所得到的。
8.生產(chǎn)堿金屬碳酸鹽的方法，根據(jù)該方法，在有水的情況下，用含二氧化碳的氣體(4)和不溶于水的含氮有機(jī)堿(3)處理堿金屬氯化物(2)，回收堿金屬碳酸氫鹽的含水懸浮體(8)和含氮有機(jī)堿的鹽酸鹽(7)，對含水懸浮體(8)進(jìn)行處理，以便使其中含有的固體堿金屬碳酸氫鹽(10)和母液(11)得到分離，在有水(16)的情況下，使有機(jī)堿鹽鹽鹽(7)與堿土金屬化合物反應(yīng)，以便使含氮有機(jī)堿再生，將所得到的反應(yīng)混合物(18)進(jìn)行相分離(19)處理，分別收集含再生含氮有機(jī)堿的有機(jī)液(21)和水漿(20)，其特征是按照權(quán)利要求
1至7中的任何一個(gè)所述的方法，使惰性氣體(23)通過水漿(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的方法，其特征是在使惰性氣體(23)通過水漿(20)以后，使氣體(25)流向母液(11)。
專利摘要
從無機(jī)物顆粒的水漿(20)中萃取含不溶于水的含氮有機(jī)堿的有機(jī)液的方法是使惰性氣體(23)通過漿液。該方法可以用于萃取夾帶在含有無機(jī)物顆粒的氯化鈣水溶液中的胺。
文檔編號C07C209/00GK87107805SQ87107805
公開日1988年5月18日 申請日期1987年11月5日
發(fā)明者萊昂·尼蘭, 克洛·布雷東 申請人:索爾維公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan