[發明專利]高效碳化反應方法

有效

• 申請號: 202110044918.6
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112939031B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 丁喜梅;呂明遠;陳福連;羅紅兵;張玉萍;常平
• 申請（專利權）人: 河南中源化學股份有限公司;內蒙古博源工程有限責任公司
• 主分類號: C01D7/00
• 分類號: C01D7/00;C01D7/12;C01D7/16;C01D7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了高效碳化反應方法，其包括：(1)預碳化反應；(2)碳化反應；其中，預碳化反應在管式預碳化反應器內完成，可以在短時間、短距離、有限空間、較高二氧化碳分壓的環境內氣、液激烈混合，顯著提高液相中二氧化碳的溶解度，提高反應速率；碳化反應在全混碳化反應器內完成，碳化操作穩定，反應溫度可控，產品粒度均勻適中。本發明采用在管式預碳化反應器中先進行預碳化反應，然后在全混碳化反應器中完成碳化反應，生產的小蘇打半成品經干燥、煅燒后得到純堿產品，產品達到優級純堿質量要求；且系統運行周期長，運行穩定，生產效率高，設備維護成本低；制作和安裝簡易，操作運行穩定，便于大型化、自動化，具有廣闊的應用前景。

技術領域：

本發明涉及碳化反應方法，特別是涉及一種高效碳化反應方法。

背景技術：

目前，在純堿生產過程中的碳化反應一般是在碳化塔內一步完成，碳化效率低、單臺碳化塔生產能力低。同時，碳化塔普遍采用傳統立式塔結構，包括菌帽塔、篩板塔等，傳統碳化塔存在以下不足：

1、塔體材質主要為鑄鐵，設備質量重、安裝困難，且不耐壓，不耐氨、銨、鹽腐蝕，使用壽命較短，單臺設備生產能力較小；

2、在生產過程中，由于設備腐蝕，容易造成產品中鐵含量超標，影響產品質量；為提高碳化塔的耐腐蝕性，常采用的方式為利用硫化物鈍化，該處理方式一方面增加生產成本，另一方面不利于生產操作上的穩定運行，影響生產效率；

3、傳統碳化塔的塔壁和底部冷卻水箱碳酸氫鈉結晶容易在內壁結疤，尤其在北方冬季時碳化塔內壁結疤更為嚴重，一般運行2-3天就需要倒換一次塔，進行煮塔清洗，運行周期短，頻繁倒塔，降低了碳化塔的生產效率，同時增加碳化塔運行維護成本，不利于生產操作上的穩定運行；

4、設備屬于常壓設備不承壓，不能進行加壓碳化，碳化效率低。

發明內容：

為解決以上技術問題，本發明的目的在于提供一種設備質量輕、耐壓、耐氨、銨、鹽腐蝕、操作運行穩定，且碳化效率高、生產能力大、不需要頻繁清洗碳化塔的高效碳化反應方法。

本發明的目的由如下技術方案實施：高效碳化反應方法，其包括：(1)預碳化反應；(2)碳化反應；其中，

(1)預碳化反應：預碳化反應在管式預碳化反應器內完成，在標況下，預碳化反應過程中，二氧化碳氣體與物料的體積比為8-23，二氧化碳氣體進氣溫度為20-40℃，進氣壓力為0.2-0.6MPa，二氧化碳氣體與物料在管式預碳化反應器中充分混合完成預碳化反應，形成預碳化后物料；

(2)碳化反應：碳化反應在全混碳化反應器內完成，在標況下，二氧化碳氣體與預碳化后物料的體積比為26-61，二氧化碳氣體進氣溫度為20-40℃，進氣壓力為0.2-0.6MPa，標況下循環倍率10-30倍。其中，循環倍率是全混碳化反應器的碳化塔循環泵的循環量與全混碳化反應器有效容積的比值。

進一步，所述全混碳化反應器的固液分離器頂部操作壓力為0-0.2MPa。全混碳化反應器采用加壓碳化，能夠促進二氧化碳的吸收，提高反應效率。

進一步，所述管式預碳化反應器為兩端密封的管狀結構體，所述管狀結構體的一端設有第一二氧化碳氣進口和第一物料進口，所述管狀結構體的另一端設有所述第二物料出口。物料經管式預碳化反應器底部進入，二氧化碳氣體經底部進入，二者在管道內混合，二氧化碳氣體溶解到物料中反應，由于二氧化碳氣相分壓高，增大了二氧化碳的液相溶解度，從而提高物料的碳化度，促進反應進行。

進一步，所述管狀結構體的一端還設有沖洗水進口，所述管狀結構體的另一端設有沖洗水出口。設置沖洗水進口和沖洗水出口用于停產時沖洗所述管狀結構體，沖洗水為凝結水。

進一步，所述管狀結構體為直管、彎管或倒置的U型管結構體中的任意一種。