Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

СВОЙСТВА МАТОЧНЫХ РАСТВОРОВ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ КОНВЕРСИОННЫМ МЕТОДОМ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.25-27.060-070

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрен конверсионный способ получения водорастворимых солей, в результате которого в качестве побочного продукта образуются маточные растворы. В ряде случаев эти растворы можно использовать в качестве товарных продуктов после предварительной доработки, однако оптимизация физико-химических и функциональных свойств жидких смесей эмпирическим путем может оказаться длительным и неэффективным процессом. В статье применяются физико-химический анализ гомогенных систем и метод математического планирования эксперимента, который позволяет оптимизировать жидкие смеси как по составу, так и по ряду заданных функциональных свойств. Отмечено, что конверсионный способ получения нитрата калия из нитрата кальция и хлорида калия защищен рядом патентов, однако в промышленном масштабе он до сих пор не реализован. Причиной этого может быть и проблема дальнейшего использования маточного раствора, содержащего хлориды и нитраты кальция и калия. В большинстве патентов отсутствуют сведения о получении хлорида кальция из маточного раствора, что свидетельствует о ряде трудностей, связанных с кристаллизацией этой соли. Маточный раствор производства нитрата калия может быть использован в качестве противогололедного реагента, хладагента, теплоносителя в энергетических системах, минерального удобрения и тяжелых жидкостей в нефтяной промышленности. Однако в каждом конкретном случае требуется определенная доработка его состава с целью достижения необходимых физико-химических и функциональных свойств. Исследована возможность использования маточного раствора производства нитрата калия в качестве тяжелых жидкостей в нефтяной промышленности. Изучены разрезы систем CaCl2 – Ca(NO3)2 – М – H2O, где М – маточные растворы после кристаллизации нитрата калия. В гомогенной области разрезов определена плотность и температура замерзания растворов. Показана принципиальная возможность улучшения эксплуатационных характеристик маточных растворов при введении дополнительных количеств солей кальция.

 

Об авторах

П. Г. Кудрявцев
Polymate Ltd – Израильский исследовательский центр
Израиль
канд. хим. наук, профессор, старший научный сотрудник, академик МАНЭБ, академик РАЕН, ведущий научный сотрудник Polymate – Israel Nanotechnology Research Center (Израиль); член редакционных коллегий журналов: Scientific Israel – Technological Advantages (Израиль), Innovations in Corrosion and Materials Science (США)


О. С. Кудряшова
Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета
Россия
д-р хим. наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории гетерогенных равновесий


А. М. Елохов
Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета
Россия
младший научный сотрудник лаборатории гетерогенных равновесий


Список литературы

1. Пат. 2393117 Российская Федерация, МПК C01D 9/12, C01F 5/30. Способ получения нитрата калия и хлорида магния из хлорида калия и нитрата магния / Кудряшова О.С., Матвеева К.Р., Иваницкий А.И., Поляков А.Ю. – № 2008150608/15, заявл. 22.12.2008; опубл.27.06.2010, Бюл. № 18.

2. Пат. 2393118 Российская Федерация, МПК C01F 5/34, C01F 11/36. Способ получения хлорида магния и нитрата кальция в замкнутом цикле / Кудряшова О.С., Матвеева К.Р., Иваницкий А.И., Поляков А.Ю. – № 2008150606/15, заявл. 22.12.2008; опубл. 27.06.2010, Бюл. 18

3. Matveeva, K.R. Solubility in the 2KNO3 + MgCl2 ↔ 2KCl + Mg(NO3)2 – H2O system [Text] / K.R. Matveeva, O.S. Kudryashova // Russian Journal of Inorganic Chemistry. – 2009. – Vol. 54. – No 12. – P. 1998–2001.

4. Matveeva, K.R. Solubility in the CaCl2+ Mg(NO3)2 ↔ Ca(NO3)2+MgCl2 – H2O system [Text] / K.R. Matveeva, O.S. Kudryashova // Russian Journal of Inorganic Chemistry. – 2009. – Vol. 54. – No 7. – P. 1139–1143.

5. А.с. 31004 СССР, МПК C01D 9/12. Способ получения азотнокислого калия путем взаимодействия азотнокислого кальция и хлористого калия / Шойхет С.Н. – № 120160, заявл. 13.12.1932; опубл. 31.07.1933.

6. Пат. 1835704 USA, МПК C01D9/12 Production of potassium nitrate / Frowein F., Rahles E.;– заявл. 14.09.1928; опубл. 08.12.1931

7. Pat. 2751280 USA МПК B01J49/00. Process for effecting double conversion between two solutions of ionogenic substances by using ion exchangers / Hasselder W. – заявл. 19.01.1952; опубл. 19.06.1956.

8. Пат. 2206506 РФ МПК C01D 9/12, C01F 11/24 Способ получения хлорида кальция и нитрата калия из хлорида калия и нитрата кальция / Рустамбеков М.К., Таран А.Л., Данилов В.П., Щёголев А.И., Куп- цов Л.А., Зудин А.Б., Орлова В.Т., Мясников С.К., Щёголев И.А., Пирогов Л.В. - № 2002112843/12, за- явл. 16.05.2002; опубл. 20.06.2003, Бюл. 17.

9. Pat. 3361522 USA МПК C01D9/12. Process for the preparation of potassium nitrate / Flatt R., Flatt A., Flatt J.-P.– заяв. 28.03.1963; опубл. 02.01.1968.

10. А.с. 1495298 СССР, МПК C01D 9/12. Способ получения нитрата калия / Иванов Ю.А., Дмитревский Б.А., Мусиенко Л.И., Сукманов В.Е., Красильникова О.В. – № 4089140, заявл. 14.07.1986; опубл. 23.07.1989.

11. Пат. 2261227 Российская Федерация МПК C01D 9/12, C05C 5/02. Способ получения нитрата калия / Абрамов О.Б., Афанасенко Е.В., Дедов А.С., Захарова О.М., Киселевич П.В., Копылова Е.В., Мачехин Г.Н., Сеземин В.А., Шустов В.В. – № 2004125682/15, заявл. 23.08.2004; опубл. 27.09.2005 Бюл. № 27.

12. Pat. 2001077019 WO, МПК C01D9/04 A process for the production of potassium nitrate / Pipko G.– заяв. 12.04.2000; опубл. 05.04.2001.

13. Pat. 3433584 USA МПК C05C5/02. Production of potassium nitrate from calcium nitrate / Segar T.W., Ting Sin Go., – заяв. 07.03.1966; опубл. 18.03.1969.

14. Pat. 1706748 People Rep. Chine. High-purity potassium nitrate manufacture by low-temperature crystallization from concentrated calcium nitrate solution / Tang Sh. – № CN200410049426, заяв. 06.06.2004; опубл. 14.12.2005.

15. Danilov, V.P. Effect of reaction conditions on the conversion of calcium nitrate into potassium nitrate [Text] / V.P. Danilov [et al.] // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2008. – Vol. 42. – No 5. – P. 579–582.

16. Данилов, В.П. Разработка способа получения нитрата калия из нитрата кальция – побочного продукта производства фосфорной кислоты [Текст] / В.П. Данилов [и др.] // Химическая технология. – 2006. – Т. 7. – № 12. – С. 4–8.

17. Kudryashova, O.S. Solubility in the Diagonal Sections of the 2KCl + Ca(NO3)2 ↔ 2KNO3 + CaCl2 – H2O System [Text] / O.S. Kudryashova, N.S. Kistanova // Russian Journal of Inorganic Chemistry. – 2016. – V. 61. – No 12. – P. 1596–1600.

18. Кистанова, Н.С. Исследование нонвариантных фазовых равновесий в системе KNO3 – CaCl2∙Ca(NO3)2∙4H2O – Ca(NO3)2∙4H2O–H2O при 25ºC [Текст] / Н.С. Кистанова [и др.] // Башкирский химический журнал. – 2012. – Т. 19. – № 4. – С. 178–181.

19. Feilchenfeld, H. The melting point adjustment of calcium chloride hexahydrate by addition of potassium chloride or calcium bromide hexahydrate [Text] / H. Feilchenfeld [et al.] // Solar energy. – 1985. – Vol. 34. – No 2. – P. 199–201.

20. Williams, D.F. Assessment of candidate molten salt coolants for the advanced high temperature reactor (AHTR) / D.F. Williams. – ORNL, 2006. – 86 p.

21. Pat. 4637888 USA МПК С09К5/06. Reversible phase change compositiqn fdr storing energy. / G.A. Lane, H.E. Rossow. – заяв. 11.06.1985; опубл. 20.01.1987.

22. Pat. 4392971 USA МПК С09К 5/06, F24H 7/00, F24J 3/02 Heat storage material / H. Kimura, J. Kai. – заяв. 18.12.1981; опубл. 12.07.1983.

23. Рябоконь, С.А. Технологические жидкости для закачивания и ремонта скважин [Текст] / С.А. Рябоконь. – 2-е изд. – Краснодар, 2009. – 337 с.

24. Рязанов, Я.А. Энциклопедия по буровым растворам [Текст] / Я.А. Рязанов. – Оренбург: «Летопись», 2005. – 651 с.

25. Krutikhin, E.V. A new method for liquid purifying compositions development [Text] / E.V. Krutikhin, O.S. Kudryashova // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2009. – Vol. 43. – No 5. – P. 758–763.

26. Кудряшова, О.С. Александрова Г.А. Разработка дезинфицирующих композиций на основе систем ПАВ – вилагин – вода [Текст] / О.С. Кудряшова, Г.А. Александрова // Гигиена и санитария. – 2017. – Т. 96. – № 2. – С. 127–131.

27. Никурашина, Н.И. Метод сечений. Применение его к изучению многофазного состояния многокомпонентных систем [Текст] / Н.И. Никурашина, Р.В. Мерцлин. – Саратов: Саратовск. ун-т, 1969. – 120 с.

28. Журавлев, Е.Ф. Изучение растворимости в водно-солевых системах графоаналитическим методом сечений [Текст]/ Е.Ф. Журавлев, А.Д. Шевелева // Журнал неорганической химии. – 1960. – Т. 5. – № 11. – С. 2630.

29. Пат. 2416790 Российская Федерация МПК G01N 31/00, G01N 33/18 Способ изучения растворимости в многокомпонентных водно-солевых системах / Мазунин С.А., Фролова С.И., Кистанова Н.С. – № 2010105596/15, заявл. 18.02.2010; опубл. 20.04.2011, Бюл. № 11.

30. Крутихин, Е.В. Расчет математических моделей поверхностей свойств для 3-х и 4-х компонентных систем Optimum / Е.В. Крутихин, О.С. Кудряшова, Т.С. Белозерова. Св-во о гос. регистрации № 50200701160 от 01.06.2007.


Для цитирования:


Кудрявцев П.Г., Кудряшова О.С., Елохов А.М. СВОЙСТВА МАТОЧНЫХ РАСТВОРОВ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ КОНВЕРСИОННЫМ МЕТОДОМ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(25-27):60-70. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.25-27.060-070

For citation:


Kudryavtsev P.G., Kudryashova O.S., Elokhov A.M. THE PROPERTIES OF MOTHER LIQUORS OF THE WATER-SOLUBLE SALTS PRODUCTION BY CONVERSION METHOD. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(25-27):60-70. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.25-27.060-070

Просмотров: 122


ISSN 1608-8298 (Print)