2. Описание технологии продукта

Основным сырьем для получения кальцинированной соды на Украине является хлорид натрия, карбонатсодержащее сырьё и аммиак.

В технологии карбоната натрия используют не твердый хлорид натрия, а его водные растворы, содержащие 305–310 г/л соли. Различают естественные и искусственные рассолы.

Искусственные рассолы получают путем подземного выщелачивания соли водой. В настоящее время рассол получают наиболее совершенным способом, так называемым методом гидровруба. На Украине в качестве источников хлорида натрия при подземном выщелачивании используют Артемовско-Славянское месторождение каменной соли.

Естественные рассолы обычно отличаются низким содержанием хлорида натрия, поэтому их приходится донасыщать путем дополнительного растворения твердой поваренной каменной соли. Производство соды на ОАО "Крымский содовый завод" базируется на использовании местного сырья Крыма – рассолов озера Сиваш, площадь которого составляет 2500 км".

Примерный соляной и ионный состав рассолов, применяемых на заводах Украины, приведен в таблице 1.2:

Концентрация растворов дана в так называемых нормальных делениях. Одно нормальное деление соответствует содержанию 1/20 эквивалентов вещества в 1 л раствора.

Для получения диоксида углерода и извести на содовых заводах используют СаСО₃ двух модификаций: мел или известняк, причем наиболее предпочтительнее известняк [1].

Состав карбонатного сырья приведен в таблице 1.3:

Таблица 1.2 – Состав рассолов различных месторождений

Состав	Завод
	Лисичанский		Славянский		Крымский
					сырой (летний)		засульфаченый (зимний)
1	2		3		4		5
Ионный состав, н.д.
Са2+	1,67		0,4		0,74		0,74
Mg2+	0,33		0,2		4,87		5,43
SO42–	1,62		1,5		2,67		7,20
Cl–	106,00		105,5		106,20		103,00
Na+	105,62		106,4		103,26		104,03
Солевой состав (условный), н.д.
NaCl		104,20		105,04		102,6		99,09
CaSO4		0,06		0,06		0,06		0,06
CaCl2		1,61		0,34		0,68		0,68
MgSO4		0,13		0,08		1,95		2,20
MgCl2		0,20		0,12		2,92		3,23
Na2SO4		1,43		1,36		0,66		4,94

Таблица 1.3 – Химический состав карбонатного сырья используемого в содовом производстве

Компоненты сырья, % масс.	Известняк	Мел
СаСО3	92–96	83–86
MgCO3	2,0–2,1	0,6–1,0
SiO2 и нерастворимый осадок	0,5–3,5	1,2–2,0
CaSO4	0,3–0,5	0,1–0,3
Fe2О3+А12О3	0,3–0,6	0,2–0,4
Влага	до 0,5	12–15

Карбонатное сырьё к месту производства кальцинированной соды, как правило, транспортируют в крытых вагонах железнодорожным транспортом.

Аммиак в производстве кальцинированной соды совершает замкнутый цикл. При этом потери его в технологии неизбежны, поэтому эти потери компенсируются введением в схему аммиачной воды, поступающей с заводов по производству аммиака, а так же коксохимических заводов. Каменноугольная аммиачная вода является более предпочтительной, так как в ней содержатся компоненты препятствующие коррозии аппаратуры.

Химический состав каменноугольной аммиачной воды приведен в таблице 1.4:

Таблица 1.4 – Химический состав каменноугольной аммиачной воды

Компоненты сырья	1–й сорт	2–й сорт	3–й сорт
Аммиак, % не менее	19,9	18,3	18,0
Диоксид углерода, г/л, не более	70	80	100
Сероводород, г/л, не более	30	40	50

Применяется так же синтетическая аммиачная вода – аммиак водный, содержащий до 25 % масс. NH₃ (для 1–го сорта) и 22 % масс. NH₃ (для 2–го сорта). Аммиачную воду, как правило, транспортируют так же как и карбонатное сырье, железнодорожным транспортом.

Гидросульфид натрия (NaHS) – применяется для предотвращения коррозии чугунной и стальной аппаратуры в среде, содержащей хлориды натрия, аммония и углеаммонийных солей. Расход NaHS составляет 5–10 кг/т соды.

В производстве кальцинированной соды аммиачным методом используется следующее обозначение аппаратов:

Аппарат	Обозначение	Аппарат	Обозначение
Абсорбер	АБ	Промыватель газа абсорбции	ПГАБ
Дистиллер	ДС	Промыватель воздуха фильтров	ПВФЛ
Дистиллер слабой жидкости	ДСЖ	Кальцинатор	К
Испаритель	ИС	Смеситель	СМ
Карбоколонна	КЛ	Теплообменник дистилляции	ТДС
Колонна предварительной карбонизации	КЛПК	Холодильник газа дистилляции	ХГДС
Конденсатор дистилляции	КДС	Холодильник газа кальцинации	ХГК
Промыватель газа известковых печей	ПГИП	Известковая печь	ИП
Промыватель газа карбонизации	ПГКЛ	Фильтр	ФЛ
Промыватель газа кальцинации	ПГК	Гаситель извести	ГИ

Расходные коэффициенты на 1 т соды

рассол - 5-5,1 м³ (при содержании NaCl 310 г/л);

СаО - 734 кг (при содержании СаО 85 %);

СаСО₃ - 1800 кг

Na₂CO₃ - 22 кг

NH₃ - 10 кг (пополнение потерь аммиака, который ходит по циклу)

Вода - 150 м³