摘要:本篇文章,主要对盐化工在实际生产中的结晶种类以及特点进行详细的介绍,并且对盐化工的实际生产应用进行相应的分析。
关键词:盐化工 结晶类型 特点
前言:所谓盐化工,就是将盐作为主要的原料,通过相应的加工,进而得到化工产品的一种工业,其属于无机盐工业的重要组成部分,也是国民经济中最不可或缺的一部分。在化工生产的过程中,结晶属于一个非常重要的操作单元,同时也是一种最基本的化学工艺过程,现实中很多产品的制造都离不开结晶。举例来讲,石油化工产品、聚合物和塑料、建筑材料、油脂和有机化合物、化学试剂、无机盐、维生素和药物、炸药等。不论是氯化钠和氯化钾的盐化工生产中,还是硫酸镁和硝酸钾的盐化工生产中,最重要的化工操作单元也是结晶,但是在实际盐化的过程中,也会出现很多的问题。正常情况下,结晶的主要类型有三种:第一种是冷却结晶,第二种是蒸发结晶,第三种是真空冷却结晶。
1、冷却结晶
所谓冷却结晶,就是将溶液的温度进行降低,当达到过饱和状态时,就会析出结晶,整个过程也名为冷析结晶法。在进行冷却结晶的过程中,正常的情况下不会将溶剂去除,而是以冷却降温的方式,确保溶液进一步达到饱和的状态。该方法主要适用的方向就是随着温度的不断降低,溶解度会发生明显降低的物质。在冷却结晶的过程中,主要有三种冷却方法,分别为自然冷却、间壁冷却、直接接触冷却。
1.1、自然冷却
就自然冷却而言,其在进行实际冷却的过程中,不会将任何的人工或者机械应用其中,仅仅是依据自然的方式,通过降温达到结晶的程度。在国内的盐化工中,该方法主要的应用范围非常广泛。特别是在一些北方的盐区中,在对氯化钾进行生产时,为了使整个生产过程中的水分蒸发情况进一步降低,就要将生产中的固液比进行降低,将镁钾的比值提高上来,使镁镁的比值进一步降低,不仅如此,还要将钾离子的浓度提升上来。将苦卤利用进来,进行冬季储存时,会通过自然冷却的放肆,进而析出具备透明特点的七水硫酸镁结晶,又名为泻利盐。其主要的原因就是苦卤的硫酸镁在正常的温度下,呈现的是一种不饱和的状态,但是由于温度的不断降低,硫酸镁的溶解度会呈显著下降的情况,因此当温度下降到一定程度时,就会硫酸镁就会呈现饱和的状态,从苦卤中析出结晶,此种方式,不但能使大量人力、财力、物力得以节省,还能更好的达到实际的生产要求。
1.2、间壁冷却结晶
在实际的化工过程中,间壁冷却结晶方法的应用也非常广泛,而且在实际的盐化工生产中也极为普遍。在进行冷却结晶的过程中,由于其本身所需要的冷量通常是通过外冷器或者是夹套进行传递。所以该方式在实际的结晶过程中,经常会出现结晶体析出的情况,导致整体的冷却效果进一步下降,所以日常要注意清理疤垢。在当前阶段,将制溴废料利用进来,将其作为主要的原料进而对氯化镁进行生产,在该过程中,主要应用的冷却方法就是间壁冷却结晶方法,首先将完成液进行蒸发,然后通过保温缓冲槽,再排入到制片机中的喂料槽,与此同时,要将冷却水通入到制片机的转鼓内,进而进行冷却,基于此,当转鼓进行转动的过程中,其表面的完成液会进一步蒸发,通过结晶,形成卤片,最后将刮刀应用进来,对卤片进行刀刮处理,最后进行粉碎包装成袋。
1.3、直接接触冷却结晶
该方法在实际应用的过程中,主要是将冷却介质和热结晶母液进行直接的混合,最终实现冷却结晶,该过程经常会使用的冷却介质,就是与结晶溶液本身不会发生溶解现象的空气或者是碳氢化合物,不仅如此,还可以将专业的液态冷冻剂应用进来,进而与结晶液进行直接的混合,由于冷冻剂本身会发生汽化反应,进而达到直接制冷的效果。
在对该方法进行使用的过程中,特别要注意的一点就是,冷却介质很可能会使结晶产品污染,所以,在对冷却介质进行选用的过程中,冷却介质必须不能与结晶母液中的溶剂进行互溶,又或者可以互溶,但是又极其容易分离,不会使结晶的产品受到污染。
2、蒸发结晶
就蒸发结晶而言,其主要就是将一部分溶剂进行去除的一个结晶过程,也就是说,基于常压或者减压状态下,使溶液发生蒸发的现象,进而达到过饱和的程度,该方法主要适用的方向,就是随着温度的不断降低,溶解度的整体变化不大,又或者具备逆溶解度特性的物质。将兑卤法工艺应用进来,进而生产氯化钠时,整个蒸发工序的主要目的,就是通过双效蒸发的形式将大量的水分除掉,进而将溶液内部的氯化钠浓度进行提升,与此同时,还要将硫酸镁和氯化钠的浓度进一步提高,进而达到饱和的状态,最终析出晶体。所以,在进行完成液的蒸发过程总,会有大量的晶体析出,晶体本身主要包含的成分就是氯化钠和一水硫酸镁。除此以外,由于国内的海盐在实际生产的过程中,就是将蒸发结晶这一原理利用进来,进而达到制取的目的。首先将一些低浓度海水装入到初级置卤区中,将太阳能或者风能利用进来,蒸发掉大量的水分,以逐级递增的方式,将卤水的浓度提高上来,也就是氯化钠的浓度,当达到一定温度时,就会有氯化钠结晶析出,在当前阶段,国内的海盐生产都是基于此种结晶原理。
3、真空冷却结晶
就真空冷却结晶而言,其主要是基于真空的条件,使溶液进行蒸发,进而使溶液绝热冷却的一种结晶方式。该方法主要适用的方向,就是具备正溶解度特性,并且随着温度的不断变化,溶解度的变化率呈中等的物质。该方法在实际操作的过程中,主要的原理就是将热浓溶液送入到绝热保温的密闭结晶器中,并且该器内要保持相对较高的真空度。由于实际中的溶液沸点远远低于原料本身的问题,因此溶液必然会出现闪点蒸发的情况,并且还会绝热冷却,最终与器内压强相对应的温度保持平衡。从实质的角度进行分析,溶液主要会通过两种效应,进而产生过饱和度,分别为蒸发浓缩和冷却。就真空冷却结晶而言,不但具备主体设备结构简单的特点,还具备操作相对稳定的特点,并且在实际进行的过程中,不会发生晶垢的想象,也不需要后续的清理。在进行氯化钾的生产过程中,将兑卤法应用进来,首先将混合卤加热,当达到128摄氏度时,会生成蒸发完成液,要将其置入到保温沉降器之中,当处于100摄氏度到110摄氏度之间时,进行沉降的分离,上层会有接近饱和的澄清液形成,之后将其置于真空结晶器中。由于是在真空的状态下,所以澄清液中水分的蒸发速度非常快,进而带走了大部分的热量,进而使料液降到真空结晶器中与压强相对应的平衡温度,进而实现光卤石结晶析出的目的。
结语:总而言之,本篇文章主要对盐化工生产中的结晶类型及特点进行了深入的分析,主要对冷却结晶、蒸发结晶和真空冷却结晶这三种进行了详细的研究。由于盐化工在进行实际生产的过程中,结晶的种类相对较多,所以要将不同盐化工产品的结晶原理以及溶液环境,甚至是工艺流程等各类因素全面考虑进来,进而使生产的结晶得到进一步的强化,使盐化工生产工艺技术的发展得到进一步的推动。随着社会经济的不断发展,国内的科技也在进行不断的发展,就盐化工生产而言,相关人员还要进行进一步的探索和创新,进而使盐化工生产工艺技术得到更大程度的发展。
参考文献:
[1]郭嘉祥.盐化工生产中的结晶类型及特点[J].化工设计通讯,2020,46(06):181+188.
[2]吴碧涛.工程造价管理在盐化工工程项目中存在的问题及对策研究[J].中国井矿盐,2020,51(03):45-46.
[3]徐礼.浅谈如何加强化工园区消防工作——以江西樟树盐化工基地为例[J].江西化工,2018(03):193-194.