СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫВАРОЧНОЙ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ПЕРЕРАБОТКОЙ РАССОЛА
METHOD FOR OBTAINING EVAPORATED TABLE SALT BY BRINE PROCESSING

Способ относится к неорганической химии и основан на технологии добычи в подземных отложениях каменных солей.
Из уровня техники известно, что рассол, который образуется при размыве каверн для хранения природного газа, поднимается на поверхность и закачивается в нагнетательные скважины для утилизации в водные горизонты земли, имеющие минерализованный состав.
Известен способ получения выварочной соли в замкнутом цикле (SU 322311, C01D 3/04), включающий подземное выщелачивание, содовую очистку и выпарку рассола, отделение соли и возврат маточника на подземное выщелачивание, отличающийся тем, что с целью упрощения технологии маточный рассол, получаемый после отделения соли, перед возвратом на стадию подземного выщелачивания разбавляют водой и обрабатывают хлористым кальцием.
Известен способ получения соли (RU 2179147, С01В 3/08), который предусматривает йодирование хлоридно-натриевого сырья, в качестве которого используют природные залежи каменной соли, и йодирование осуществляют при ее подземном растворении йодсодержащим растворителем в процессе добычи соли с образованием йодсодержащих хлоридно-натриевых строительных рассолов с последующим выпариванием их.
Недостатком известных способов является слишком медленное размывание резервуаров под землей. Решаемой технической проблемой является создание способа получения выварочной поваренной соли переработкой рассола с необходимой скоростью размывания резервуаров.
Технический результат заключается в том, что за счет возвратной пресной воды становится возможным ускорение размыва подземных резервуаров и уменьшение их срока строительства более чем на два года, а также снижение затрат на строительство подземных резервуаров, и обеспечивается более ранний ввод активных мощностей подземного хранения.
Заявленный способ в отличие от известных основан на изменении технологии размыва при строительстве подземных хранилищ газа (ПХГ) и позволяет получать два вида рассола - некондиционный и кондиционный на второй стадии размыва, когда идет основной размыв из кондиционного рассола, получать выварочную соль (товарный продукт) и деминерализованную воду, которую направляют обратно на размыв для ускорения скорости строительства.
3
3
3
Технический результат достигается тем, что способ получения выварочной поваренной соли переработкой рассола включает предварительное получение рассола путем размыва резервуаров под хранение газа артезианской водой расходом 100-250 м/час и отбор рассола из резервуара, когда идет основной размыв, по достижении концентрации NaCl 300 г/дм - 316 г/дм со следующим солевым составом:
2+
3
Содержание Са(ион) 0,62-1,397 г/дм
2+
3
Содержание Mg(ион) 0,006-0,258 г/дм
+
3
Содержание K(ион) 0,00001-1,277 г/дм
4
2-
3
Содержание SO (ион) 1,49-5,016 г/дм
3
Содержание Na+(ион) 119,0-121,6 г/дм
3
Содержание Cl-(ион) 160,0-187,3 г/дм.
После чего часть рассола подвергается содово-каустической очистке и идет на первый аппарат четырехкорпусной вакуумно-выпарной установки, а другая часть этого неочищенного рассола направляется во второй третий и четвертый выпарные аппараты этой же установки. Кипение рассола в выпарной установке проводят за счет нагрева его паром, где, как следствие, выпадают кристаллы соли, идущие на последующую переработку, и образуется пресная вода в объеме 56,5% перерабатываемого рассола, которая возвращается на растворение соли в кавернах. Пульпа, содержащая раствор и кристаллы соли с выпарной установки, поступает в емкость соляной пульпы, откачивается в расходную емкость и самотеком поступает в пульсационную центрифугу для разделения твердой и жидкой фазы. Твердая фаза с остаточной влажностью 2,5% направляется в сушилку кипящего слоя, где влажность снижается до 0,1% и далее продукт идет на упаковку и отгрузку. Жидкая фаза рассола направляется в цикл для дальнейшей переработки.
Таким образом, размыв каверн под хранилища производится путем получения некондиционного рассола (ненасыщенного), который сбрасывается в нагнетательные скважины, и кондиционного рассола (насыщенного), который направляется на выпаривание на солезавод с целью получения выварочной соли и обессоленной воды, которая обратно возвращается на размыв каверн для получения рассола. Таким образом, происходит ускорение размыва каверн за счет увеличения количества и качества воды, идущей на размыв.
В дополнение к вышеперечисленному обратная вода, которая получается при выварке соли, является дополнительной водой, которая идет на размыв каверн. А так как воды на размыв надо много, то скорость размыва определяется еще и количеством воды в месте строительства ПХГ. В связи с тем, что в месте строительства ПХГ имеются лимиты на отбор воды, то дополнительная вода в объеме до 70 процентов, поступающая с выпарки соли, позволяет сократить сроки строительства ПХГ в 1,5 раза, что является основным фактором для бесперебойной работы газотранспортной системы РФ.
Кроме этого, технология разделения рассола на кондиционный и некондиционный позволяет сократить количество сбрасываемого рассола в нагнетательные скважины в 2-3 раза, что сокращает количество нагнетательных скважин и соответственно расходы на них, что влечет за собой сокращение издержек «Газпрома» на хранение газа. В дополнение к этому сам факт сброса рассола в водоносные слои является большой экологической проблемой, и изменение технологии позволяет способствовать улучшению экологической обстановки в водоносных слоях земли.
Таким образом, при начале размыва каверны в течение одного года она дает ненасыщенный рассол, а в течение последующих двух лет - насыщенный за счет увеличения поверхности размыва и насыщения.
Солезавод позволяет получить товарный продукт за счет технологии ресурсосбережения, связанной с переработкой побочного продукта, получаемого при строительстве ПХГ, и окупить часть затрат за счет продаж товарного продукта на строительство водорассольного комплекса. Эта статья дохода тоже позволяет сократить издержки, связанные с хранением природного газа, и таким образом повысить конкурентоспособность на мировом рынке в сложившейся сегодня ситуации.
3
3
Начало размыва резервуаров под хранение газа производится артезианской водой питьевого или технического качества, а также, возможно, морской водой расходом 100-250 м/час. Отобранный рассол из резервуара подлежит закачке в утилизационные скважины. Как только концентрация рассола NaCl достигнет 300 г/дм или выше до 316 г/дм, отобранный рассол поступает на солезавод. Технологическим процессом выпарки рассола и получением сухой соли предусмотрен возврат в оборот пресной воды в объеме 56,5% от объема перерабатываемого рассола. За счет возвратной пресной воды становится возможным ускорение размыва подземных резервуаров и уменьшение их срока строительства более чем на два года, а также снижение затрат на строительство подземных резервуаров, и обеспечивается более ранний ввод активных мощностей подземного хранения.
Технология получения выварочной поваренной соли состоит из следующих стадий:
- содово-каустической очистки рассола, идущего в первый корпус вакуумно-выпарной установки. На этой стадии кондиционный рассол с примесями следующего состава:
3
Содержание NaCl от 300 до 316 г/дм
2+
3
Содержание Са(ион) 0,62-1,397 г/дм
2+
3
Содержание Mg(ион) 0,006-0,258 г/дм
+
3
Содержание К(ион) 0,00001-1,277 г/дм
4
2-
3
Содержание SO (ион) 1,49-5,016 г/дм
+
3
Содержание Na(ион) 119,0-121,6 г/дм
-
3
Содержание Cl(ион) 160,0-187,3 г/дм
2+
2+
поступает в емкости поз. Е1/1;2;3, фиг. 1. В емкости поз. Е1/2 готовится карбонизованный рассол путем добавления в нее содового раствора. В емкости поз. E1/3 готовится щелочной рассол путем добавления раствора щелочи. Из этих емкостей насосами поз. Н2/1;2;3 направляется в определенном соотношении в осветлитель поз. О3, где происходит очистка от ионов Са и Mg, и очищенный рассол поступает в емкость поз. E4, а шлам направляется в шламоотстойник поз. Ш6. Из него шламовым насосом поз. Н7 откачивается на установку получения гипса. Кроме этого, насосом поз. Н2/1 неочищенный рассол направляется во второй, третий и четвертый корпуса вакуумно-выпарной установки поз В 6/2;3;4.
- выпарки рассола в 4-корпусной вакуум-выпарной установке и последующего центрифугирования готового продукта. На этой стадии очищенный рассол из емкости поз. Е4 насосом поз. Н5 направляется в первый аппарат выпарной установки поз. В6/1, а как уже упоминалось выше, насосами поз Н2/1 неочищенный рассол направляется в аппараты поз В6/2;3;4, где происходит кипение рассола под вакуумом за счет нагрева его паром, и как следствие, выпадение кристаллов соли. Пульпа, содержащая раствор и кристаллы соли с выпарной установки, поступает в емкость соляной пульпы поз. Е7. Из нее насосом поз. Н8 она откачивается в расходную емкость поз. Е9 и самотеком поступает в пульсационную центрифугу поз. Ц10. На центрифуге происходит разделение твердой и жидкой фазы;
- сушки выварочной поваренной соли до показателя ГОСТ Р 51574- 2000, сорт «Экстра». На этой стадии кристаллы выварочной поваренной соли с остаточной влажностью не более 2,5% поступают на транспортер поз. Т11 и направляются в сушилку кипящего слоя поз. С12. Там остаточная влажность снижается до 0,1%.
- затаривания готовой продукции в необходимую упаковку и отгрузки потребителю. На этой стадии соль, соответствующая ГОСТ Р 51574-2000, сорт «Экстра», со следующими характеристиками:
Внешний вид - кристаллический сыпучий продукт. Не допускается наличие посторонних механических примесей, не связанных с происхождением и способом производства соли.
Вкус - соленый, без постороннего привкуса.
Цвет - белый.
Запах - без посторонних запахов.
Массовая доля хлористого натрия, %, не менее
99,7
Массовая доля кальций-иона, %, не более
0,02
Массовая доля магний-иона, %, не более
0,01
Массовая доля сульфат-иона, %, не более
0,16
Массовая доля калий-иона, %, не более
0,02
Массовая доля оксида железа (III), %,  не более
0,005
Массовая доля сульфата натрия, %, не более
0,2
Массовая доля не растворимого в воде остатка, %, не более
0,03
Массовая доля влаги, %, не более
0,1
pH раствора
6,5-8,0
Гранулометрический состав:
До 0,8 мм включительно, % , не менее
75
Свыше 0,8 до 1,2 мм включительно, %, не более
25
поступает в расходную емкость поз. Е13 и далее на упаковочные установки поз. У14, где происходит затаривание соли в различные упаковочные тары и далее погрузчиками на склад готовой продукции.
Жидкая фаза с центрифуги поз Ц10 собирается в емкость поз. Е15 и насосом поз Н16 откачивается повторно в цикл для переработки.
Вспомогательные производства в проекте представлены следующим вариантом. Выпаривание рассола осуществляется на двух нитках четырех корпусных вакуум-выпарных установок, греющий пар на которые поступает с паровой котельной. Конденсат, получившийся в результате совершения паром работы в греющих камерах, нагревает рассол, идущий на выпаривание, собирается в емкостях поз. Е17/1;2;3. Насосом поз. Н18/1 из емкости поз. Е17/1 откачивается на котельную для получения пара, а насосами поз. Н18/2;3 из емкостей поз Е17/2;3 откачивается на ОАО "Газпром" для последующего вторичного использования при выщелачивании, а также идет на собственные нужды. После 4-го корпуса вторичный пар конденсируется в барометрическом конденсаторе поз. 29 на струйках оборотной воды с водооборотного цикла.
На фиг. 1 также показаны следующие позиции:
PC - рассол сырой,
РК - рассол карбонизированный
РЩ - рассол щелочной
РО - рассол очищенный
РУ - рассол упаренный
Сц - соль с центрифуг
ГП - греющий пар
ВП - вторичный пар
К - конденсат
ОВ - оборотная вода
Ш - шлам
НЦ - насос циркуляционный
ГГ - горячие газы
Пример 1
3
Проводят первую стадию содово- каустической очистки рассола, идущий в первый корпус вакуумно-выпарной установки. На этой стадии кондиционный рассол NaCl от 300 г/дмс примесями следующего состава:
2+
3
Содержание Са(ион) 1,397 г/дм
2+
3
Содержание Mg(ион) -0,258 г/дм
+
3
Содержание К(ион) 1,277 г/дм
4
2-
3
Содержание SO  (ион) 5,016 г/дм
+
3
Содержание Na(ион) 121,6 г/дм
-
3
Содержание Cl(ион) 187,3 г/дм
2+
2+
поступает в емкости поз. Е/1;2;3, фиг. 1. В емкости поз. Е1/2 готовится карбонизованный рассол путем добавления в нее содового раствора. В емкости поз. Е1/3 готовится щелочной рассол путем добавления раствора щелочи. Из этих емкостей насосами поз. Н2/1;2;3 направляется в определенном соотношении в осветлитель поз. O3, где происходит очистка от ионов Са и Mg, и очищенный рассол поступает в емкость поз. Е4, а шлам направляется в шламоотстойник поз. Ш6. Из него шламовым насосом поз. Н7 откачивается на установку получения гипса.
Затем проводят следующую стадию - выпарки рассола в 4-корпусной вакуум-выпарной установке и последующее центрифугирование готового продукта. На этой стадии очищенный рассол из емкости поз. Е4 насосом поз. Н5 направляется в первый аппарат выпарной установки поз. В6/1, а из емкости поз. Е1/1 насосами поз Н2/1 неочищенный рассол направляется в аппараты поз В6/2;3;4, где происходит кипение рассола под вакуумом за счет нагрева его паром, и, как следствие, выпадение кристаллов соли. Пульпа, содержащая раствор и кристаллы соли с выпарной установки, поступает в емкость соляной пульпы поз. Е7. Из нее насосом поз. Н8 она откачивается в расходную емкость поз. Е9 и самотеком поступает в пульсационную центрифугу поз. Ц10. На центрифуге происходит разделение твердой и жидкой фазы.
Далее идет следующая стадия - сушки выварочной поваренной соли до показателя ГОСТ Р 51574- 2000, сорт «Экстра». На этой стадии кристаллы выварочной поваренной соли с остаточной влажностью не более 2,5% поступают на транспортер поз. Т11 и направляются в сушилку кипящего слоя поз. С12. Там остаточная влажность снижается до 0,1%.
После чего идет стадия затаривания готовой продукции в необходимую упаковку и отгрузка потребителю. На этой стадии соль, соответствующая ГОСТ Р 51574-2000, сорт «Экстра», со следующими характеристиками:
Внешний вид - кристаллический сыпучий продукт. Не допускается наличие посторонних механических примесей, не связанных с происхождением и способом производства соли.
Вкус - соленый, без постороннего привкуса.
Цвет - белый.
Запах - без посторонних запахов.
Массовая доля хлористого натрия, %, не менее
99,7
Массовая доля кальций-иона, %, не более
0,02
Массовая доля магний-иона, %, не более
0,01
Массовая доля сульфат-иона, %, не более
0,16
Массовая доля калий-иона, %, не более
0,02
Массовая доля оксида железа (III), %, не более
0,005
Массовая доля сульфата натрия, %, не более
0,2
Массовая доля не растворимого в воде остатка, %, не более
0,03
Массовая доля влаги, %, не более
0,1
pH раствора
6,5-8,0
Гранулометрический состав:
До 0,8 мм включительно, % , не менее
75
Свыше 0,8 до 1,2 мм включительно, % , не более
25
поступает в расходную емкость поз.E13 и далее на упаковочные установки поз У14, где происходит затаривание соли в различные упаковочные тары и далее погрузчиками на склад готовой продукции.
Жидкая фаза с центрифуги поз Ц10 собирается в емкость поз. Е15 и насосом поз HI6 откачивается повторно в цикл для переработки.
3
При этом предварительное получение рассола проводили путем размыва резервуаров под хранение газа артезианской водой питьевого качества расходом 100 м/час.
Очищенный рассол поступал в первый корпус 4-корпусной вакуум-выпарной установки, а неочищенный - во второй, третий и четвертый корпуса, кипел за счет подводимого тепла с образованием и возвратом в оборот пресной воды в объеме 56,5% от объема перерабатываемого рассола.
Пример 2
3
Проводят первую стадию содово-каустической очистки рассола, идущего в первый корпус вакуумно-выпарной установки. На этой стадии кондиционный рассол NaCl от 300 г/дм с примесями следующего состава:
2+
3
Содержание Са(ион) 0,62 г/дм
2+
3
Содержание Mg(ион) 0,006 г/дм
+
3
Содержание K(ион) 0,00001 г/дм
4
2-
3
Содержание SO (ион) 1,49 г/дм
3
Содержание Na+(ион) 119,0 г/дм
3
Содержание Cl-(ион) 160,0 г/дм
2+
2+
поступает в емкости поз. Е/1;2;3, фиг. 1. В емкости поз. Е1/2 готовится карбонизованный рассол путем добавления в нее содового раствора. В емкости поз.E1/3 готовится щелочной рассол путем добавления раствора щелочи. Из этих емкостей насосами поз. Н2/1;2;3 направляется в определенном соотношении в осветлитель поз. O3, где происходит очистка от ионов Са и Mg, и очищенный рассол поступает в емкость поз. Е4, а шлам направляется в шламоотстойник поз. Ш6. Из него шламовым насосом поз. Н7 откачивается на установку получения гипса.
Затем проводят следующую стадию - выпарки рассола в 4-корпусной вакуум-выпарной установке и последующее центрифугирование готового продукта. На этой стадии очищенный рассол из емкости поз. Е4 насосом поз. Н5 направляется в первый аппарат выпарной установки поз. В6/1, а из емкости поз. Е1/1 насосами поз Н2/1 неочищенный рассол направляется в аппараты поз В6/2;3;4, где происходит кипение рассола под вакуумом за счет нагрева его паром, и, как следствие, выпадение кристаллов соли. Пульпа, содержащая раствор и кристаллы соли с выпарной установки, поступает в емкость соляной пульпы поз. Е7. Из нее насосом поз. Н8 она откачивается в расходную емкость поз. Е9 и самотеком поступает в пульсационную центрифугу поз. Ц10. На центрифуге происходит разделение твердой и жидкой фазы.
Далее идет следующая стадия - сушки выварочной поваренной соли до показателя ГОСТ Р 51574- 2000, сорт «Экстра». На этой стадии кристаллы выварочной поваренной соли с остаточной влажностью не более 2,5% поступают на транспортер поз. Т11 и направляются в сушилку кипящего слоя поз. С12. Там остаточная влажность снижается до 0,1%.
После чего идет стадия затаривания готовой продукции в необходимую упаковку и отгрузка потребителю. На этой стадии соль, соответствующая ГОСТ Р 51574-2000, сорт «Экстра», со следующими характеристиками:
Внешний вид - кристаллический сыпучий продукт. Не допускается наличие посторонних механических примесей, не связанных с происхождением и способом производства соли.
Вкус - соленый, без постороннего привкуса.
Цвет - белый.
Запах - без посторонних запахов.
Массовая доля хлористого натрия, %, не менее
99,7
Массовая доля кальций-иона, %, не более
0,02
Массовая доля магний-иона, %, не более
0,01
Массовая доля сульфат-иона, %, не более
0,16
Массовая доля калий-иона, %, не более
0,02
Массовая доля оксида железа (III),%, не более
0,005
Массовая доля сульфата натрия, %, не более
0,2
Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более
0,03
Массовая доля влаги, %, не более
0,1
pH раствора
6,5-8,0
Гранулометрический состав:
До 0,8 мм включительно, %, не менее
75
Свыше 0,8 до 1,2 мм включительно, %,  не более
25
поступает в расходную емкость поз.E13 и далее на упаковочные установки поз. У14, где происходит затаривание соли в различные упаковочные тары и далее погрузчиками на склад готовой продукции.
Жидкая фаза с центрифуги поз. Ц10 собирается в емкость поз. Е15 и насосом поз. H16 откачивается повторно в цикл для переработки.
3
При этом предварительное получение рассола проводили путем размыва резервуаров под хранение газа артезианской водой питьевого качества расходом 100 м/час.
Очищенный рассол поступал в первый корпус 4-корпусной вакуум-выпарной установки, а неочищенный - во второй, третий и четвертый корпуса, кипел за счет подводимого тепла с образованием и возвратом в оборот пресной воды в объеме 56,5% от объема перерабатываемого рассола.
Пример 3
3
Проводят первую стадию содово-каустической очистки рассола, идущего в первый корпус вакуумно-выпарной установки. На этой стадии кондиционный рассол NaCl от 300 г/дм с примесями следующего состава:
2+
3
Содержание Са(ион) 1,0 г/дм
2+
3
Содержание Mg(ион) 0,2 г/дм
+
3
Содержание K(ион) 1,1 г/дм
4
2-
3
Содержание SO (ион) 3,0 г/дм
3
Содержание Na+(ион) 120,0 г/дм
3
Содержание Cl-(ион) 170,0 г/дм,
2+
2+
поступает в емкости поз. Е/1;2;3 фиг. 1. В емкости поз. Е1/2 готовится карбонизованный рассол путем добавления в нее содового раствора. В емкости поз.E1/3 готовится щелочной рассол путем добавления раствора щелочи. Из этих емкостей насосами поз. Н2/1;2;3 направляется в определенном соотношении в осветлитель поз. O3, где происходит очистка от ионов Са и Mg и очищенный рассол поступает в емкость поз. Е4, а шлам направляется в шламоотстойник поз. Ш6. Из него шламовым насосом поз. Н7 откачивается на установку получения гипса.
Затем проводят следующую стадию-выпарки рассола в 4-х корпусной вакуум-выпарной установке и последующее центрифугирование готового продукта. На этой стадии очищенный рассол из емкости поз. Е4 насосом поз. Н5 направляется в первый аппарат выпарной установки поз. В6/1, а из емкости поз. Е1/1 насосами поз Н2/1 неочищенный рассол направляется в аппараты поз В6/2;3;4, где происходит кипение рассола под вакуумом за счет нагрева его паром, и как следствие выпадение кристаллов соли. Пульпа, содержащая раствор и кристаллы соли с выпарной установки поступает в емкость соляной пульпы поз. Е7. Из нее насосом поз. Н8 она откачивается в расходную емкость поз. Е9 и самотеком поступает в пульсационную центрифугу поз. Ц10. На центрифуге происходит разделение твердой и жидкой фазы.
Далее идет следующая стадия-сушки выварочной поваренной соли до показателя ГОСТ Р 51574-2000, сорт «Экстра» На этой стадии кристаллы выварочной поваренной соли с остаточной влажностью не более 2,5% поступают на транспортер поз. Т11 и направляются в сушилку кипящего слоя поз. С12. Там остаточная влажность снижается до 0,1%.
После чего идет стадия затаривания готовой продукции в необходимую упаковку и отгрузка потребителю. На этой стадии соль соответствующая гост Р 51574-2000 сорт «Экстра» со следующими характеристиками:
Внешний вид - кристаллический сыпучий продукт. Не допускается наличие посторонних механических примесей, не связанных с происхождением и способом производства соли.
Вкус - соленый, без постороннего привкуса.
Цвет - белый.
Запах - без посторонних запахов.
Массовая доля хлористого натрия, %, не менее
99,7
Массовая доля кальций-иона, %, не более
0,02
Массовая доля магний-иона, %, не более
0,01
Массовая доля сульфат-иона, %, не более
0,16
Массовая доля калий-иона, %, не более
0,02
Массовая доля оксида железа (III),%, не более
0,005
Массовая доля сульфата натрия, %, не более
0,2
Массовая доля не растворимого в воде остатка, %, не более
0,03
Массовая доля влаги, %, не более
0,1
pH раствора
6,5-8,0
Гранулометрический состав:
До 0,8 мм включительно, % не менее
75
Свыше 0,8 до 1,2 мм включительно, % не более
25
поступает в расходную емкость поз. Е13 и далее на упаковочные установки поз У14, где происходит затаривание соли в различные упаковочные тары и далее погрузчиками на склад готовой продукции.
Жидкая фаза с центрифуги поз Ц10 собирается в емкость поз. Е15 и насосом поз HI6 откачивается повторно в цикл для переработки.
3
При этом предварительное получение рассола проводили путем размыва резервуаров под хранение газа артезианской водой питьевого качества расходом 100 м/час.
Очищенный рассол поступал в первый корпус 4-х корпусной вакуум-выпарной установки, а неочищенный во второй, третий и четвертый корпуса, кипел за счет подводимого тепла с образованием и возвратом в оборот пресной воды в объеме 56,5% от объема перерабатываемого рассола.