Способ управления процессом получения хлористого калия

Изобретение может быть использовано при получении хлористого калия галургическим методом. Способ управления указанным процессом включает регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от концентрации в нем хлористого калия и его температуры. Измеряют расход раствора и содержание в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого магния. По полученным параметрам рассчитывают расход воды в поступающий на кристаллизацию раствор. Вычисленные значения подают в качестве задания в систему управления расходом воды. Изобретение позволяет упростить процесс за счет подачи в приемный бак вакуум-кристаллизационной установки (ВКУ) только раствора циклонной пыли для растворения кристаллического хлористого натрия, содержащегося в горячем осветленном насыщенном растворе, перераспределения расхода воды на ВКУ, учета примесей, входящих в состав раствора, и повышения надежности расчетов. 8 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к технике управления процессом получения хлористого калия галургическим методом и может быть использовано на стадии его вакуум-кристаллизации из осветленного горячего раствора.

Известен способ управления процессом получения хлористого калия, стабилизирующий содержание хлористого калия в продукте путем изменения расхода слабого раствора солей в глинистый шлам и горячий насыщенный щелок - см. авт. св. СССР №463633, кл. C01D 3/04, опубл. 1973.

Способ отличается сложностью, так как его реализация невозможна без осуществления полного химического анализа входных потоков для определения состава твердых и жидких фаз. Аналитический контроль является длительным процессом, так как включает в себя отбор проб, их подготовку к анализу и определение содержания компонентов в системе KCl-NaCl-H2O в присутствии MgCl2 и других примесей.

Результаты анализа поступают на производство с задержкой 3-4 часа, и в крупнотоннажном производстве хлористого калия они существенного влияния на ход процесса не оказывают.

Известен способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения расходов входных потоков - см. авт. св. №948884, кл. C01D 3/04, G05D 27/00, опубл. 07.08.82, Бюл. №20.

Способ предусматривает стабилизацию содержания хлористого калия путем регулирования расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от температуры этого раствора и концентрации в нем хлористого калия.

Известный способ отличается сложностью, так как не учитывает содержания в осветленном насыщенном растворе, поступающем со стадии растворения сильвинитовых руд в запиточный стакан вакуум-кристаллизационной установки (ВКУ) хлористого натрия в виде твердой фазы и хлористого магния.

Известен способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающий регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от концентрации в нем хлористого калия и его температуры, измерение расхода раствора и содержания в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого магния, расчет расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом воды. Расход воды в приемный бак ВКУ может быть заменен частично расходом раствора циклонной пыли из отделения сушки химфабрики - см. патент РФ №2406695, кл. C01D 3/04, G05D 27/00, опубл. 20.12.2010, Бюл. №35. Известный способ отличается сложностью, так как предусматривает формирование раствора, поступающего на кристаллизацию, в приемном баке ВКУ. Кроме того, расход воды в приемный бак ВКУ рассчитывают по известному способу, исходя из степени насыщения осветленного раствора по хлористому калию, в то время как воды достаточно дать только на растворение кристаллического хлористого натрия, а оставшуюся воду, рассчитанную по аналогу, лучше распределить по корпусам ВКУ, что позволит стабилизировать гранулометрический состав кристаллизата за счет управления зародышеобразованием кристаллов (растворения пылевидных классов KCl). Это техническое решение представляет интерес особенно для регулируемых ВКУ. Опыт использования аналога также показал, что в поправочные коэффициенты для степени насыщения раствора по KCl - αKCl - следует внести коррективы за счет расширения границ содержания MgCl2 в растворе.

Известен способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающий регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от концентрации в нем хлористого натрия и хлористого магния, расхода воды для разбавления осветленного насыщенного раствора, расхода испаренной воды по корпусам ВКУ и температуры жидкой фазы в корпусах, расчет расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в корпуса установки с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом воды по следующей зависимости:

, где

- расход воды в i корпус или группу корпусов ВКУ,

i=1, 2, 3, 4…n определяется числом корпусов, т;

- расход испаренной воды в i корпусе, т;

- расход воды в корпусах, которую необходимо удалить из раствора для получения в нем степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, т;

- расход испаренной воды в 1 корпусе до степени насыщения раствора по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, т.

В известном способе приведены зависимости для определения значений - см. патент РФ №2399587, кл. C01D 3/04, G05D 27/00, публ. 20.09. 2010, Бюл. №26 - прототип.

Способ отличается сложностью, так как не предусматривает подачи в приемный бак ВКУ только раствора циклонной пыли для растворения кристаллического хлористого натрия, содержащегося в горячем осветленном насыщенном растворе и перераспределение воды по корпусам установки вместо приемного бака, не учитывает расход хлористого калия и хлористого натрия с раствором циклонной пыли в первый корпус ВКУ, а также наличия в осветленном растворе сульфата кальция и хлористого кальция.

Задачей предпогаемого изобретения является упрощение управления процессом получения хлористого калия за счет подачи только раствора (суспензии) циклонной пыли в приемный бак ВКУ для растворения кристаллического хлористого натрия с получением раствора со степенью насыщения по хлористому натрию αNaCl равной 1 и учетом расхода воды, поступающей с раствором циклонной пыли, наличия в растворе циклонной пыли хлористого калия и натрия, а в осветленном растворе - сульфата и хлористого кальция и повышенного содержания в нем хлористого магния.

Поставленная задача достигается тем, что в отличие от известного способа управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающего регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от концентрации в нем хлористого калия и его температуры, измерение расхода раствора и содержания в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого магния, расхода воды для разбавления осветленного насыщенного раствора, расхода воды по корпусам вакуум-кристаллизационной установки (ВКУ) и температуры жидкой фазы в корпусах, расчет по полученным параметрам расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в корпуса установки осуществляется по следующим зависимостям с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом воды:

, где

- разница в расходе воды в корпусах, которую необходимо удалить из раствора в i корпусе для получения в нем степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, где i=2, 3…n - номер корпуса, т;

и - расход воды, которую необходимо удалить в i и i-1 корпусах, для получения в растворе степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, т/1000 т H2O;

Gi-1 - расход раствора из i-1 корпуса, т;

- содержание воды в растворе i-1 корпуса, %;

, где

ti, ti-1 - температуры растворов в i, i-1 корпусах ВКУ, °C;

- концентрация хлористого магния в i, i-1 корпусе ВКУ, т/1000 т H2O;

концентрацию хлористого натрия в осветленном растворе т/1000 т H2O, определяют:

, где

αKCl - степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию;

tосв. р-р - температура осветленного раствора, °С;

концентрацию хлористого калия в любом корпусе ВКУ при степени насыщения раствора по хлористому калию - αKCl равной 1 и хлористому натрию - αNaCl равной 1, т/1000 т H2O, определяют:

для первого корпуса количество воды, которую необходимо удалить для получения раствора, насыщенного по KCl и NaCl, определяют:

, где

- концентрация хлористого натрия в растворе 1 корпуса ВКУ, т/1000 т H2O;

- содержание хлористого натрия и воды в разбавленном растворе, т/1000 т H2O, и его расход, т;

расход воды, подаваемой в раствор в любой корпус ВКУ, определяют:

, где

- расход воды в i корпус или группу корпусов ВКУ,

i=1, 2, 3, 4…n определяется числом корпусов, т;

- расход испаренной воды в i корпусах, т, при этом расход испаренной воды по корпусам ВКУ определяют расчетно по уравнениям теплового баланса;

по предлагаемому способу степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию определяют:

концентрацию хлористого натрия в растворе в корпусах со степенью насыщения по KCl-αKCl=1 и по NaCl-αNaCl=1, CNaCl i, 4 т/1000 т Н2О, определяют:

на разбавление осветленного раствора Gосв.p-p подают раствор (суспензию) циклонной пыли с получением разбавленного раствора Gp.p-p, т:

, где

Gp.p-p - расход разбавленного раствора, т

Gосв.p-p - расход осветленного раствора, т,

Gц.п. - расход раствора циклонной пыли, т;

содержание хлористого натрия в осветленном растворе, %, определяют:

, где

- сумма солей, входящих в состав осветленного раствора, %. содержание воды в осветленном растворе, %, , определяют:

содержание кристаллического хлористого натрия в осветленном растворе, т/1000 т H2O, определяют:

, где

tc.p. и tocв.p-p - температуры слива растворителя и осветленного раствора, °С;

- содержание воды в осветленном растворе, %;

, где

- содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, %.

Концентрацию хлористого магния в растворе i корпуса, , т/1000 т H2O, определяют:

и - концентрация MgCl2 и NaCl в осветленном растворе, включая содержание в осветленном растворе кристаллического NaCl и с учетом хлористого натрия циклонной пыли, т/1000 т H2O;

концентрацию хлористого натрия в осветленном растворе с учетом содержания в нем кристаллического хлористого натрия и NaCl и хлористого натрия, содержащегося в растворе циклонной пыли, т/1000 т Н2О, определяют:

концентрацию хлористого натрия в разбавленном растворе , т/1000 Н2О, определяют:

концентрацию хлористого калия в разбавленном растворе , т/1000 т H2O, определяют:

, где

- концентрация хлористого калия в растворе циклонной пыли, %;

- содержание воды в растворе циклонной пыли, %;

при наличии в осветленном насыщенном растворе хлористого кальция выполняют пересчет суммарной концентрации хлоридов щелочноземельных металлов на их условную концентрацию по MgCl2 по эмпирической формуле:

, где

- условная концентрация хлористого магния в жидкой фазе, %;

- концентрация хлористого магния и хлористого кальция в жидкой фазе, %;

t - температура жидкой фазы, °С, при этом во всех расчетах по уравнениям, в которые входит коэффициент , принимают при наличии в растворе CaCl2;

расход раствора, поступающего из любого корпуса ВКУ, кроме первого, Gi, определяют:

содержание воды в жидкой фазе i корпуса ВКУ определяют:

или при наличии в растворе CaCl2

приведенные уравнения справедливы при получении 98% хлористого калия, который кристаллизуется при αKCl=1 и αNaCl=1, а при производстве хлористого калия с содержанием не менее 95,5% KCl распределение воды по корпусам осуществляют с понижающим коэффициентом 1,1.

Сущность способа как технического решения заключается в следующем.

В отличие от известного способа управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающего регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от концентрации в нем хлористого калия и его температуры, измерение расхода раствора и содержания в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого магния, расхода воды для разбавления осветленного насыщенного раствора, расхода воды по корпусам вакуум-кристаллизационной установки (ВКУ) и температуры жидкой фазы в корпусах, расчет по полученным параметрам расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в корпуса установки по следующим зависимостям с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом воды:

, где

- разница в расходе воды в корпусах, которую необходимо удалить из раствора в i корпусе для получения в нем степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, где i=2, 3…n - номер корпуса, т;

и - расход воды, которую необходимо удалить в i и i-1 корпусах, для получения в растворе степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, т/1000 т H2O;

Gi-1 - расход раствора из i-1 корпуса или из приемного бака для первого корпуса, т;

- содержание воды в растворе i-1 корпуса, %;

, где

ti, ti-1 - температуры растворов в i, i-1 корпусах ВКУ, °C;

- концентрация хлористого магния в i, i-1 корпусе ВКУ, т/1000 т H2O;

концентрацию хлористого натрия в осветленном растворе , т/1000 т H2O, определяют:

, где

αKCl - степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию;

tocв.p-p - температура осветленного раствора, °С;

концентрацию хлористого калия в любом корпусе ВКУ при степени насыщения раствора по хлористому калию - αKCl равной 1 и хлористому натрию - αNaCl равной 1, т/1000 т H2O, определяют:

для первого корпуса количество воды, которую необходимо удалить для получения раствора, насыщенного по KCl и NaCl, определяют:

, где

CNaCl 1 - концентрация хлористого натрия в растворе 1 корпуса ВКУ, т/1000 т H2O;

- содержание хлористого натрия и воды в разбавленном растворе, т/1000 т H2O, и его расход, т;

расход воды, подаваемой в раствор в любой корпус ВКУ, определяют:

, где

- расход воды в i корпус или группу корпусов ВКУ,

i=1, 2, 3, 4…n определяется числом корпусов, т;

- расход испаренной воды в i корпусах, т, при этом расход испаренной воды по корпусам ВКУ определяют расчетно по уравнениям теплового баланса;

по предлагаемому способу степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию определяют:

концентрацию хлористого натрия в растворе в корпусах со степенью насыщения по KCl-αKCl=1 и по NaCl-αNaCl=1, CNaCl i, т/1000 т H2O, определяют:

на разбавление осветленного раствора Gосв.р-р подают раствор (суспензию) циклонной пыли с получением разбавленного раствора Gp.р-р, т:

содержание хлористого натрия в осветленном растворе, %, определяют:

, где

- сумма солей, входящих в состав осветленного раствора, %; содержание воды в осветленном растворе, %, , определяют:

содержание кристаллического хлористого натрия в осветленном растворе, т/1000 т H2O, определяют:

, где

tc.p. и tocв.p-p - температуры слива растворителя и осветленного раствора, °С;

- содержание воды в осветленном растворе, %;

- содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, т, определяют:

, где

Gц.п. - расход раствора циклонной пыли, т;

- содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, %;

концентрацию хлористого магния в растворе i корпуса, , т/1000 т H2O, определяют:

и - концентрация MgCl2 и NaCl в осветленном растворе, включая содержание в осветленном растворе кристаллического NaCl и с учетом хлористого натрия циклонной пыли, т/1000 т H2O;

концентрацию хлористого натрия в осветленном растворе с учетом содержания в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого натрия, содержащегося в растворе циклонной пыли, т/1000 т H2O, определяют:

концентрацию хлористого натрия в разбавленном растворе CNaCl p.p-p, т/1000 т H2O, определяют:

концентрацию хлористого калия в разбавленном растворе CKCl р.р-р, т/1000 т H2O, определяют:

, где

CKCl ц.п. - концентрация хлористого калия в растворе циклонной пыли, %;

CH2O ц.п. - содержание воды в растворе циклонной пыли, %;

при наличии в осветленном насыщенном растворе хлористого кальция выполняют пересчет суммарной концентрации хлоридов щелочноземельных металлов на их условную концентрацию по MgCl2 по эмпирической формуле:

, где

- условная концентрация хлористого магния в жидкой фазе, %;

- концентрация хлористого магния и хлористого кальция в жидкой фазе, %;

t - температура жидкой фазы, °C, при этом во всех расчетах по уравнениям, в которые входит коэффициент , принимают при наличии в растворе CaCl2;

расход раствора, поступающего из любого корпуса ВКУ, кроме первого, Gi, определяют:

содержание воды в жидкой фазе i корпуса ВКУ определяют:

или при наличии в растворе CaCl2

приведенные уравнения справедливы при получении 98% хлористого калия, который кристаллизуется при αKCl=l и αNaCl=1, а при производстве хлористого калия с содержанием не менее 95,5% KCl распределение воды по корпусам осуществляют с понижающим коэффициентом 1,1.

Из изложенного следует, что в отличие от известного способа концентрацию хлористого натрия в растворе в корпусах со степенью насыщения по KCl-αKCl=1 и по NaCl-αNaCl=1, CNaCl i, т/1000 т H2O, определяют по уравнению:

Необходимость уточнения уравнения, предложенного в известном способе, вызвана погрешностью в расчетах при граничных и повышенных концентрациях хлористого магния в осветленном растворе - до 20 т/1000 т H2O.

В соответствии с известным способом (патент РФ №2399587 С2) по предлагаемому способу расширили диапазон содержания MgCl2 в насыщенном растворе (см. таблицу 2 патента) до 20 т/1000 т H2O и вывели уравнение для указанного содержания MgCl2 для CNaCl по стандартной методике математического анализа с помощью программ EXCEL, где R2 - величина достоверности аппроксимации - см., например, Решение математических задач средствами EXCEL, В.Я. Гельман. Изд-во «Питер», 2003.

при R2=0,9959.

По полученным данным и в соответствии с известным способом в таблице 1 приведена зависимость коэффициентов для и свободного члена от содержания MgCl2 в насыщенном растворе при степени насыщения раствора по хлористому натрию αNaCl=1.

Числовые значения в таблице 1 по п. 1-3 взяты из патента РФ №2399587 С2. Обработав приведенные зависимости по известному способу по методикам математического анализа, получили математические уравнения изменения коэффициентов К при и свободного члена в общем виде при R2ln(t)=0,9996 и R2св.=1:

Подставив эти уравнения в зависимость для CNaCl i, получили уточненное математическое уравнение для определения содержания NaCl в насыщенном по хлористому калию растворе в интервале содержания MgCl2 от 0 до 20 т/1000 т H2O.

Учитывая, что полученное математическое уравнение носит линейный характер для коэффициентов и Ксв, можно считать, что уравнение для CNaCl i справедливо и при более высоком содержании MgCl2 в растворе.

В отличие от известного способа, степень насыщения осветленного раствора в зависимости от концентрации в нем хлористого калия, CKCl, %, концентрации в растворе хлористого магния, , т/1000 т H2O, и температуры t, °C, определяют по скорректированной зависимости:

Необходимость корректировки уравнения вызвана также погрешностью в расчете αKCl при граничных и повышенных концентрациях MgCl2 в растворе, которая приводит к завышенному расчетному значению для αKCl.

Для степени насыщения раствора по хлористому калию, αKCl, при условии насыщения раствора по хлористому натрию при содержании MgCl2 в растворе 20 т/1000 т H2O в таблице приведена зависимость αKCl от концентрации хлористого калия в растворе, CKCl, %, при температурах 93-97°C, полученная экспериментально.

Обработав полученные зависимости известным способом по стандартным методикам математического анализа, получили математические уравнения для определения αKCl в зависимости от температуры, концентрации KCl при содержании MgCl2 20 т/1000 т H2O:

В соответствии с известным способом - см. патент №2399587 - и по полученным уравнениям в таблице 3 для αKCl приведены значения коэффициентов при CKCl и свободного члена в интервале температур 93-97°С при содержании в растворе MgCl2 в интервале 0-20 т/1000 т H2O.

В отличие от известного способа, составим уравнение для определения αKCl с использованием известного метода планирования эксперимента - см., например, Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. Изд-во «Химия», Л., 1975.

В таблице 4 приведены уровни факторов и интервалы их варьирования; в таблице 5 - матрица планирования трехфакторного эксперимента. В таблице 6 приведены результаты расчета степени насыщения раствора по хлористому калию, αKCl, в зависимости от концентрации хлористого калия в растворе, CKCl, %, и хлористого магния, , т/1000 т H2O, и результаты расчета коэффициентов регрессионного уравнения, В (0, 1, 2, 3, 12, 13, 23, 123).

Общий вид уравнения регрессии в кодированном виде:

Значения кодированных переменных составят:

Подставив значения кодированных переменных в уравнение общего вида для αKCl и исключив тройное взаимодействие (X1·Х2·Х3) как незначимое (определяется по критериям Стьюдента, Кохрена и Фишера с учетом погрешностей измерений верхнего и нижнего уровня известным методом), получили уравнение для αKC1 в натуральном выражении:

Размерность коэффициентов при CKCl, MgCl2, tосв.p-p уравновешивает размерность определяемых величин, при этом αKCl является безразмерной.

В отличие от известного способа на разбавление осветленного раствора Gосв.p-p подают только раствор (суспензию) циклонной пыли Gц.п. с получением разбавленного раствора Gp.р-р, т:

Отказ от подачи в приемный бак ВКУ воды позволяет перераспределить подачу воды по корпусам ВКУ, повысить ее расход на промывку оборудования (насосов, брызгоотбойников, датчиков КИП и др.) и уменьшить число зародышей кристаллов KCl за счет растворения пылевидных фракций кристаллизата. При этом количество воды, подаваемой с раствором циклонной пыли, достаточно для растворения кристаллического хлористого натрия, образующегося в сгустителях за счет парообразования из осветленного раствора.

Практика показала, что образование кристаллического хлористого натрия в осветленном растворе при эффективной работе отделения сгущения происходит за счет самоиспарения воды с поверхности сгустителей, при этом на 1°C охлаждения раствора испаряется около 0,002 вес. ч. воды, содержащейся в осветленном растворе, следовательно, по перепаду температур между сливом растворителя и сливом сгустителей можно определить количество образующегося мелкокристаллического хлористого натрия за счет испарения воды из раствора, насыщенного по хлористому натрию и ненасыщенного по хлористому калию, который поступает в слив сгустителей практически полностью.

Содержание кристаллического хлористого натрия, , в осветленном растворе, т/1000 т H2O, определяют:

, где

tc.p. и tосв.р-р - температуры слива растворителя и осветленного раствора, °C;

- содержание воды в осветленном растворе, %;

Gосв. р-р - расход осветленного раствора, т;

- концентрация хлористого натрия в осветленном растворе, т/1000 т H2O, которую определяют по уравнению прототипа:

, где

αKCl - степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию;

tосв. р-р - температура осветленного раствора, °C.

По предлагаемому способу содержание хлористого натрия в осветленном растворе, %, определяют:

, где

- сумма солей, входящих в состав осветленного раствора, %. Содержание воды в осветленном растворе, %, , определяют:

Содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, , т, определяют:

, где

Gц.п. - расход раствора циклонной пыли, т;

- содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, %.

Общую концентрацию хлористого натрия в осветленном растворе с учетом содержания в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого натрия, содержащегося в растворе циклонной пыли, т/1000 т H2O, определяют:

Концентрацию хлористого натрия в разбавленном растворе , т/1000 H2O, определяют:

Концентрацию хлористого калия в разбавленном растворе , т/1000 т H2O, определяют:

, где

- концентрация хлористого калия в растворе циклонной пыли, %;

- содержание воды в растворе циклонной пыли, %.

Концентрацию хлористого магния в растворе i корпуса, , т/1000 т H2O, определяют:

, где

и - концентрация MgCl2 и NaCl в осветленном растворе, включая содержание в осветленном растворе кристаллического NaCl и с учетом хлористого натрия циклонной пыли, т/1000 т H2O.

При наличии в осветленном насыщенном растворе хлористого кальция выполняют пересчет суммарной концентрации хлоридов щелочноземельных металлов на их условную концентрацию по MgCl2 по эмпирической формуле:

, где

- условная концентрация хлористого магния в жидкой фазе, %;

- концентрация хлористого магния и хлористого кальция в жидкой фазе, %;

t - температура жидкой фазы, °C; при этом во всех расчетах по уравнениям, в которые входит коэффициент , принимают при наличии в растворе CaCl2.

Предлагаемый способ также учитывает, что в осветленном насыщенном растворе всегда присутствует сульфат кальция, который при определении содержания воды расчетным методом суммируется к сумме солей в жидкой фазе ВКУ путем добавления в знаменатель уравнения для дополнительного коэффициента . Содержание CaSO4 в растворе для конкретного производства хлористого калия является практически постоянной величиной, однако его присутствие влияет на определение расчетным методом.

Концентрация CaSO4 в растворе в корпусах ВКУ также является постоянной величиной, которую определяют аналитически 1 раз в 10 суток или реже.

Содержание воды в жидкой фазе корпуса i определяют:

или при наличии в растворе CaCl2

Расход раствора, поступающего из любого корпуса ВКУ, кроме первого, Gi, определяют:

Для первого корпуса количество воды, которую необходимо удалить для получения раствора, насыщенного по KCl и NaCl, определяют:

, где

CNaCl 1 - концентрация хлористого натрия в растворе 1 корпуса ВКУ, т/1000 т H2O;

- содержание хлористого натрия и воды в разбавленном растворе, т/1000 т H2O, и его расход, т.

Расход воды, подаваемой в раствор в любой корпус ВКУ, определяют:

, где

- расход воды в i корпус или группу корпусов ВКУ,

i=1, 2, 3, 4…n определяется числом корпусов, т;

- расход испаренной воды в i корпусах, т;

, где

- разница в расходе воды в корпусах, которую необходимо удалить из раствора в i корпусе для получения в нем степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, где i=2, 3…n - номер корпуса, т;

и - расход воды, которую необходимо удалить в i и i-1 корпусах, для получения в растворе степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, т/1000 т H2O;

Gi-1 - расход раствора из i-1 корпуса, т;

- содержание воды в растворе i-1 корпуса, %;

, где

ti, ti-1 - температуры растворов в i, i-1 корпусах ВКУ, °C;

- концентрация хлористого магния в i, i-1 корпусе ВКУ, т/1000 т H2O.

Содержание хлористого натрия в осветленном растворе, %, определяют аналитически либо расчетно по зависимости:

, где

- сумма солей, входящих в состав осветленного раствора, %. Содержание воды в осветленном растворе, %, , определяют:

Количество испаренной воды определяют по показаниям расходомеров на всех корпусах ВКУ либо расчетно по уравнениям материально-теплового баланса. В этом случае расчет не учитывает потери тепла в окружающую среду. Все галургические фабрики Российской Федерации не оснащены расходомерами, поэтому проведем расчет для определения количества испаренной воды по существующей зависимости.

Количество тепла, выделяемого в i корпусе ВКУ за счет самоиспарения воды из раствора под вакуумом, Qi, ккал, определяют:

, где

, где

- сумма солей в жидкой фазе i корпуса, %;

Gi - расход раствора в i корпусе, т:

Ст.р-р i - численно равна долевому содержанию воды в растворе, ккал/кг·°C. Количество хлористого калия в виде кристаллизата в i корпусе, , определяют:

, где

- содержание воды в жидкой фазе i-1 корпуса, %;

- расход раствора из i-1 корпуса в i корпус, т.

Концентрацию хлористого калия в любом корпусе ВКУ при степени насыщения раствора по хлористому калию - αKCl равной 1 и хлористому натрию - αNaCl равной 1, т/1000 т H2O, определяют:

Теплоту кристаллизации хлористого калия определяют:

, где

Qкр.i - теплота кристаллизации, ккал.

Теплоту парообразования в i корпусе определяют:

Qп.i=(-0,586·ti+598,2)·1000, где

Qп.i - теплота парообразования, ккал.

Количество испаренной воды, , т, определяют:

Все вышеприведенные уравнения справедливы при получении 98% хлористого калия, который кристаллизуется на вакуум-кристаллизационной установке при αKCl и αNaCl равных 1 и влажности отфильтрованного кристаллизата не более 4%. При производстве 95% хлористого калия распределение воды по корпусам ВКУ осуществляется с понижающим коэффициентом равным 1,1. Вычисленные значения технологических параметров подают в качестве задания в систему управления расходом воды.

Таким образом, решается задача предлагаемого изобретения - упрощение управления процессом получения хлористого калия за счет подачи на ВКУ только раствора (суспензии) циклонной пыли для растворения кристаллического хлористого натрия с получением раствора со степенью насыщения по хлористому натрию равной 1 и учетом расхода воды, поступающей с раствором циклонной пыли, наличия в растворе (суспензии) циклонной пыли хлористого натрия и хлористого калия, а в осветленном растворе - сульфата и хлорида кальция. При этом повышается точность управления водным балансом процесса кристаллизации хлористого калия.

Способ осуществляли следующим образом.

С помощью средств контроля измеряли:

- расход осветленного насыщенного раствора, Gосв.р-р, т, например, с помощью индукционного расходомера, плотномера и вторичного преобразователя - непрерывно;

- концентрацию хлористого магния в осветленном растворе, , %, например, средствами непрерывного автоматического титрования либо аналитически 1 раз в смену;

- концентрацию хлористого кальция в осветленном растворе, , т/1000 т Н2О, или %, например, средствами непрерывного автоматического титрования либо аналитически 1 раз в смену;

- концентрацию хлористого калия в осветленном растворе, , %, например, радиометрически, непрерывно;

- содержание воды в осветленном растворе, , %, например, средствами непрерывного автоматического титрования с реактивом Фишера, либо аналитически 1 раз в смену по содержанию в растворе NaCl, KCl, MgCl2, CaCl2, CaSO4, либо расчетно по результатам среднесменного определения содержания воды;

- концентрацию сульфата кальция в осветленном растворе, , %, аналитически 1 раз в сутки или, реже, весовым методом по сульфат-иону;

- расход раствора (суспензии) циклонной пыли, Gц.п., т, например, с помощью индукционного расходометра, плотномера и вторичного преобразователя - непрерывно;

- содержание в растворе (суспензии) циклонной пыли хлористого калия, , %, например, радиометрически, непрерывно;

- содержание в растворе (суспензии) циклонной пыли хлористого натрия, , %, аналитически, например, пламенно-фотометрическим методом 1 раз в смену либо расчетно по результатам среднесменного определения , %, аналитическим методом;

- температуру осветленного раствора, tосв.p-p, разбавленного осветленного раствора в приемном баке ВКУ, tp.осв.р-р, температуру в корпусах ВКУ, ti, где i=1, 2, 3…n корпусов, например, термометром сопротивления с вторичными преобразователями - непрерывно, °C;

- расход испаренной воды в корпусах ВКУ, , где i=1, 2, 3…n корпусов, например, диафрагменным расходомером с вторичным преобразователем непрерывно либо расчетно по перепаду температур суспензии на входе и выходе корпусов ВКУ и расчету теплового баланса. В последнем случае потери тепла в окружающую среду не учитывали.

В связи с наличием в осветленном насыщенном растворе хлористого кальция выполняли пересчет суммарной концентрации хлоридов щелочноземельных металлов на их условную концентрацию по хлористому магнию по эмпирической формуле:

, где

- условная концентрация хлористого магния в жидкой фазе, %;

- концентрация хлористого магния и хлористого кальция в жидкой фазе, %;

t - температура жидкой фазы, °C;

при этом во всех расчетах по уравнениям, в которые входит коэффициент , принимают при наличии в растворе CaCl2.

Условное содержание хлористого магния в осветленном растворе в пересчете на т/1000 т H2O, , т/1000 т H2O, определяли:

Степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию определяли:

Концентрацию хлористого натрия в осветленном растворе, , т/1000 т H2O, определяли:

, где

αKCl - степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию;

tосв. р-р - температура осветленного раствора, °C.

Содержание кристаллического хлористого натрия в осветленном растворе, , т/1000 т H2O, определяли:

, где

tc.р. и tосв. p-p - температуры слива растворителя и осветленного раствора, °C;

- содержание воды в осветленном растворе, %;

- содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, т, определяли:

, где

Gц.п. - расход раствора циклонной пыли, т;

- содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, %.

Содержание воды в растворе циклонной пыли, , %, определяли:

Концентрацию хлористого магния в растворе i корпуса, , т/1000 т H2O, определяли:

и - концентрация MgCl2 и NaCl в осветленном растворе, включая содержание в осветленном растворе кристаллического NaCl и с учетом хлористого натрия циклонной пыли, т/1000 т H2O.

На разбавление осветленного раствора, Gосв.р-р, подавали раствор (суспензию) циклонной пыли, Gц.п., с получением разбавленного раствора, Gp.р-р, т:

Gр.р-р=Gосв.р-р+Gц.п..

Концентрацию хлористого натрия в разбавленном растворе, , т/1000 H2O, определяли:

Концентрацию хлористого калия в разбавленном растворе, , т/1000 т H2O, определяли:

, где

- концентрация хлористого калия в растворе циклонной пыли, %;

- содержание воды в растворе циклонной пыли, %.

Разницу в расходе воды в корпусах, которую необходимо удалить из раствора в i корпусе для получения в нем степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, где i=2, 3…n - номер корпуса, , т;

, где

и - расход воды, которую необходимо удалить в i и i-1 корпусах, для получения в растворе степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, т/1000 т H2O;

Gi-1 - расход раствора из i-1 корпуса, т;

- содержание воды в растворе i-1 корпуса, %;

, где

ti, ti-1 - температуры растворов в i, i-1 корпусах ВКУ, °C;

- концентрация хлористого магния в i, i-1 корпусе ВКУ, т/1000 т H2O.

Для первого корпуса количество воды, которую необходимо удалить для получения раствора, насыщенного по KCl и NaCl, определяли:

, где

CNaCl 1 - концентрация хлористого натрия в растворе 1 корпуса ВКУ, т/1000 т H2O;

- содержание хлористого натрия и воды в разбавленном растворе, т/1000 т H2O, и его расход, т.

Расход воды, подаваемой в раствор в любой корпус ВКУ, определяли:

, где

- расход воды в i корпус или группу корпусов ВКУ,

i=1, 2, 3, 4…n определяется числом корпусов, т.

Концентрацию хлористого натрия в растворе в корпусах со степенью насыщения по KCl-αKCl=1 и по NaCl-αNaCl=1, CNaCl i,, т/1000 т H2O, включая 1 корпус, определяли:

Концентрацию хлористого калия в любом корпусе ВКУ при степени насыщения раствора по хлористому калию - αKCl равной 1 и хлористому натрию - αNaCl равной 1, т/1000 т H2O, определяли:

Расход раствора, поступающего из любого корпуса ВКУ, кроме первого, Gi, т, определяли:

Содержание воды в жидкой фазе i корпуса ВКУ при наличии в растворе CaCl2, , %, определяли:

При расчетном определении воды содержание хлористого натрия в осветленном растворе, , определяли:

, где

- сумма солей, входящих в состав осветленного раствора, %. Содержание воды в осветленном растворе, , определяли:

Приведенные уравнения справедливы при получении 98% хлористого калия, который кристаллизуется при αKCl=1 и αNaCl=1, а при производстве хлористого калия с содержанием не менее 95,5% KCl распределение воды по корпусам осуществляют с понижающим коэффициентом 1,1.

Вычисленные значения параметров подавали в качестве задания в систему управления расходом воды. При этом входные параметры технологического процесса и все расчеты по приведенным зависимостям обрабатывались, например, с помощью контроллера.

Примеры осуществления способа

Пример 1.

Измеряли:

- расход осветленного насыщенного раствора, Gосв.р-р, - 2593,7 т - непрерывно, с помощью индукционного расходомера и плотномера;

- концентрацию хлористого магния в осветленном растворе, ,

- 0,62% - аналитически, титрованием, 1 раз в смену;

- концентрацию хлористого кальция в осветленном растворе, ,

- 0,21% - аналитически, титрованием, 1 раз в смену;

- концентрацию хлористого калия в осветленном растворе, ,

- 20,15% - непрерывно, с помощью калиметра;

- содержание воды в осветленном растворе, , - 61,2% - аналитически, ~1 раз в смену;

- концентрацию сульфата кальция в осветленном растворе, ,

- 0,42% - аналитически, 1 раз в 10 суток;

- расход раствора циклонной пыли, Gц.п., - 63,48 т - непрерывно, с помощью индукционного расходомера и плотномера;

- содержание в растворе циклонной пыли хлористого калия, ,

- 28,10% - непрерывно, с помощью калиметра;

- содержание в растворе циклонной пыли хлористого натрия, ,

- 3,2% - аналитически, 1 раз в смену, пламенным фотометром;

- температуру слива растворителя, tc.р., - 98°C - непрерывно;

- температуру осветленного раствора, tосв.р-p, - 95°C - непрерывно;

- температуру разбавленного раствора, tр.р-р, - 92°C - непрерывно;

- температуру в корпусах ВКУ, ti, где i=1-7:

t1 - 87°C,

t2 - 79°C,

t3 - 70°C,

t4 - 60°C,

t5 - 49°C,

t6 - 40°C,

t7 - 35°C.

В связи с наличием в осветленном насыщенном растворе хлористого кальция выполнили пересчет суммарной концентрации хлоридов щелочноземельных металлов на их условную концентрацию по MgCl2 по эмпирической формуле:

Условное содержание хлористого магния в осветленном растворе в пересчете на т/1000 т H2O, , т/1000 т H2O, составило:

Степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию составила:

Концентрация хлористого натрия в осветленном растворе, , т/1000 т Н2О, составила:

Содержание кристаллического хлористого натрия в осветленном растворе, т/1000 т Н2О, составило:

Расход хлористого натрия в растворе циклонной пыли, , т, определили:

Концентрацию хлористого натрия, , в осветленном растворе с учетом содержания в нем кристаллического хлористого натрия и NaCl, содержащегося в растворе циклонной пыли, т/1000 т H2O, определили:

На разбавление осветленного раствора Gосв.р-р подали раствор (суспензию) циклонной пыли Gц.п. с получением разбавленного раствора Gp.p-p, т:

Ср.р-р=Gосв.p-pц.п.=2593,7+63,48=2657,18 т.

Концентрацию хлористого натрия в разбавленном растворе , т/1000 H2O, определили:

Содержание воды в растворе циклонной пыли, , %, определили:

Концентрацию хлористого калия в разбавленном растворе CKCl р. р-р, т/1000 т H2O, определяли:

Содержание хлористого магния в растворе первого корпуса, , т/1000 т H2O, определяли:

Содержание хлористого натрия в жидкой фазе 1 корпуса, , т/1000 т H2O:

Содержание воды в разбавленном растворе составило:

Количество воды, которую необходимо удалить в 1 корпусе ВКУ для получения раствора со степенью насыщения по KCl и NaCl равной 1, , определяли:

Знак минус в расходе удаленной воды показывает, что в первый корпус для предотвращения кристаллизации хлористого натрия необходимо добавлять воду.

В связи с тем, что на калийных предприятиях России, на действующих фабриках расходомеры испаренной воды не установлены, определили расход испаренной воды по 7 корпусам ВКУ расчетно по показателям термометра в корпусах и приведенным зависимостям.

Концентрацию сульфата кальция в осветленном растворе в пересчете на т/1000 т H2O, , т/1000 т H2O, определили:

Концентрацию хлористого калия в растворе 1 корпуса ВКУ, , т/1000 т H2O, определили:

Содержание воды в жидкой фазе 1 корпуса, , %, определили:

Расход раствора из 1 корпуса, G1, т, определили:

Теплоемкость раствора в 1 корпусе, Ср-рт 1, ккал/кг·град, определили:

Количество тепла, затраченного на охлаждение раствора в 1 корпусе за счет испарения из него воды, Q1, ккал, определили:

Количество KCl в виде кристаллизата в 1 корпусе, , т, определили:

Теплоту кристаллизации KCl на 1 т KCl, , ккал/т, определили:

Тепло, которое выделится от кристаллизации KCl, , ккал, определили:

Теплоту парообразования воды в 1 корпусе, Qпарообр.1, ккал/т, определили:

Количество испаренной воды в 1 корпусе, , т, определили:

Общее количество воды, подаваемой в 1 корпус, , т, определили:

Условную концентрацию хлористого магния в растворе второго корпуса, , т/1000 т H2O, определили:

Концентрацию хлористого калия в растворе 2 корпуса, , т/1000 т H2O, определили:

Концентрацию хлористого натрия в растворе 2 корпуса, , т/1000 т H2O, определили:

Содержание воды в жидкой фазе 2 корпуса, , %, определили:

Расход раствора из 2 корпуса, G2, т, определили:

Расход воды, необходимый для удаления в 1 корпусе, , т/1000 т H2O, определили:

Воду, необходимую для удаления во 2 корпусе, , т/1000 т Н2О, определили:

Расход воды, необходимый для удаления во 2 корпусе с учетом расхода раствора, , т, определили:

Теплоемкость раствора во 2 корпусе, Ср-р т 2, ккал/кг·град, определили:

Количество тепла, затраченного на охлаждение раствора во 2 корпусе за счет испарения из него воды, Q2, т, ккал, определили:

Количество KCl в виде кристаллизата во 2 корпусе, , т, составило:

Теплоту кристаллизации KCl на 1 т KCl, ккал/т, определили:

Тепло, которое выделится от кристаллизации KCl, , ккал, определили:

Теплота парообразования воды во 2 корпусе, Qпарообр.2, ккал/т, составила:

Количество испаренной воды во 2 корпусе, , т, определили:

Общее количество воды, подаваемой во 2 корпус, , т, определили:

Условную концентрацию щелочноземельных металлов в растворе 3 корпуса, , т/1000 т H2O, определили:

Концентрацию хлористого калия в растворе 3 корпуса, CKCl 3, т/1000 т H2O, определили:

Концентрацию хлористого натрия в растворе 3 корпуса, , т/1000 т H2O, определили:

Содержание воды в жидкой фазе 3 корпуса, , %, определили:

Расход раствора из 3 корпуса, G3, т, определили:

Расход воды, необходимой для удаления в 3 корпусе, , т/1000 т H2O, определили:

Расход воды, необходимый для удаления в 3 корпусе с учетом расхода раствора, , т, определили:

Теплоемкость раствора во 2 корпусе, Ст3, ккал/кг-град, определили:

Количество тепла, затраченного на охлаждение раствора в 3 корпусе за счет испарения из него воды, Q3, ккал, определили:

Количество KCl в виде кристаллизата в 3 корпусе, , т, определили:

Теплоту кристаллизации KCl на 1 т KCl, , ккал/т, определили:

Тепло, которое выделится от кристаллизации KCl, , ккал, определили:

Теплоту парообразования воды в 3 корпусе, Qпарообр.3, ккал/т, определили:

Количество испаренной воды в 3 корпусе, , т, определили:

Общее количество воды, подаваемой в 3 корпус, , т, определили:

Аналогично проводили расчет для определения расхода воды в 4, 5, 6 и 7 корпусах ВКУ.

Результаты расчета приведены в таблице 8.

Значения в расходах воды, полученные по приведенным зависимостям на основании входных технологических параметров, подали в систему управления расходом воды.

Пример 2.

Способ осуществляли в соответствии с примером 1. При этом из раствора, насыщенного по хлористому калию (αKCl=1) и хлористому натрию (αNaCl=1), получали 98% KCl. Для получения целевого продукта в соответствии с нормативной документацией с содержанием KCl не менее 95,5% расход воды осуществляли с понижающим коэффициентом, распределяя ее по корпусам пропорционально расходу воды в соответствии с приведенными в примере 1 зависимостями.

Пример 3.

При отсутствии автоматического титратора для текущего определения содержания воды в осветленном насыщенном растворе с помощью реактива Фишера на галургических фабриках содержание воды в растворе определяют автоматически 1 раз в смену или, реже, по сумме солей в усредненном растворе, в то время как текущий солевой состав раствора KCl+NaCl определяют непрерывно.

Способ управления в этом случае осуществляли в соответствии с примером 1, но за содержание воды в осветленном растворе, , принимали среднесменные данные аналитического определения воды .

По приведенным уравнениям определяли:

- :

- αKCl:

Содержание хлористого натрия в осветленном растворе , %, определяли:

Содержание воды в осветленном растворе, %, , определяли:

Сравнивая результат для , полученный расчетным методом, с аналитическим определением , видим, что

следовательно, фактическое содержание воды в осветленном растворе составило 61,35-0,2=61,15%.

На этом расчет может быть завершен с использованием в текущих расчетах - см. пример 1 - параметры , αKCl и , либо уточнен путем подстановки в зависимости для вместо 61,35% для уменьшения , и полученные значения для - указанных новых параметров затем использовать во всех зависимостях в соответствии с примером 1.

Пример 4.

Способ осуществляли в соответствии с примером 1, с определением аналитически пламенно-фотометрическим методом 1 раз в смену.

Учитывая, что содержание хлористого натрия в циклонной пыли в течение смены меняется незначительно, а содержание хлористого калия в растворе (суспензии) циклонной пыли меняется в широких пределах, определили известным расчетом соотношение солей KCl:NaCl=K в солевом составе раствора 1 раз в смену и текущее значение определили по зависимости:

Предлагаемый пересчет позволил повысить точность текущего значения в растворе (суспензии) циклонной пыли.

Способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающий регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от концентрации в нем хлористого калия и его температуры, измерение расхода раствора и содержания в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого магния, расхода воды для разбавления осветленного насыщенного раствора, расхода воды по корпусам вакуум-кристаллизационной установки (ВКУ) и температуры жидкой фазы в корпусах, расчет по полученным параметрам расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в корпуса установки осуществляется по следующим зависимостям с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом воды:
где
G H 2 O y N i - разница в расходе воды в корпусах, которую необходимо удалить из раствора в i корпусе для получения в нем степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, где i=2, 3 … n - номер корпуса, т;
G H 2 O y i и G H 2 O y i 1 - расход воды, которую необходимо удалить в i и i-1 корпусах, для получения в растворе степени насыщения по хлористому калию αKCl и хлористому натрию αNaCl равной 1, т/1000 т Н2O;
Gi-1 - расход раствора из i-1 корпуса, т;
G H 2 O i 1 - содержание воды в растворе i-1 корпуса, %;
где ti, ti-1 - температуры растворов в i, i-1 корпусах ВКУ, °C;
- концентрация хлористого магния в i, i-1 корпусе ВКУ,
т/1000 т Н2О;
концентрацию хлористого натрия в осветленном растворе CNaCl осв.р-р,
т/1000 т Н2О, определяют:
CNaCl осв.р-р = - [103,8 - 0,7·(97 - tосв.p-p)]·αKCl + 378,6 - 0,9·(97 - tосв.p-p), где
αKCl _ степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию;
tосв.р-р - температура осветленного раствора, °C;
концентрацию хлористого калия в любом корпусе ВКУ при степени насыщения раствора по хлористому калию - αKCl, равной 1, и хлористому натрию - αNaCl равной 1, т/1000 т Н2O, определяют:

для первого корпуса количество воды, которую необходимо удалить для получения раствора, насыщенного по КСl и NaCl, определяют:
где
CNaCl 1 - концентрация хлористого натрия в растворе 1 корпуса ВКУ,
т/1000 т Н2O;
СNaCl p.р-р, CН2O р.р-р, Gp.р-р - содержание хлористого натрия и воды в разбавленном растворе, т/1000 т Н2O, и его расход, т;
расход воды, подаваемой в раствор в любой корпус ВКУ, определяют:
где
- расход воды в i-корпус или группу корпусов ВКУ,
i=1, 2, 3, 4 … n определяется числом корпусов, т;
- расход испаренной воды в i-корпусах, т, при этом расход испаренной воды по корпусам ВКУ определяют расчетно по уравнениям теплового баланса,
отличающийся тем, что степень насыщения осветленного раствора по хлористому калию определяют:

концентрацию хлористого натрия в растворе в корпусах со степенью насыщения по КСl - αКCl=1 и по NaCl - αNaCl=1, CNaC1 i, т/1000 т Н2O, определяют:

на разбавление осветленного раствора подают раствор (суспензию) циклонной пыли с получением разбавленного раствора, т:
Gр.р-р=Gосв.р-р+Gц.п., где
Gосв.p-p - расход осветленного раствора, т;
Gц.п. - расход раствора циклонной пыли, т;
Gp.p-p - расход разбавленного раствора, т;
содержание хлористого натрия в осветленном растворе, %, определяют:
где
∑KCl, MgCl2, CaCl2, CaSO4 - сумма солей, входящих в состав осветленного раствора, %; содержание воды в осветленном растворе, %, СН2O осв.р-р, определяют:
СН2O осв.р-р=100 - ∑KCl, MgCl2, CaCl2, CaSO4 - CNaCl осв.р-р;
содержание кристаллического хлористого натрия в осветленном растворе, т/1000 т Н2O, определяют:
где
tcp. и tocв.p-p - температуры слива растворителя и осветленного раствора, °C;
СН2O осв.р-р - содержание воды в осветленном растворе, %;
СNaCl ц.п. - содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, т, определяют:
где
CNaCl ц.п.р. _ содержание хлористого натрия в растворе циклонной пыли, %;
концентрацию хлористого магния в растворе i корпуса, , т/1000 т Н2O, определяют:

C M g C l 2 о с в . р р и CNaCl осв.р-р общ. - концентрация MgCl2 и NaCl в осветленном растворе, включая содержание в осветленном растворе кристаллического NaCl и с учетом хлористого натрия циклонной пыли, т/1000 т Н2О;
концентрацию хлористого натрия CNaCl осв.р-р общ. в осветленном растворе с учетом содержания в нем кристаллического хлористого натрия и хлористого натрия, содержащегося в растворе циклонной пыли, т/1000 т Н2O, определяют:

концентрацию хлористого натрия в разбавленном растворе ,
т/1000 т Н2О, определяют:

концентрацию хлористого калия в разбавленном растворе CKCl р.р-р, т/1000 т Н2O, определяют:
где
СKCl ц.п. - концентрация хлористого калия в растворе циклонной пыли, %;
СН2O ц.п. _ содержание воды в растворе циклонной пыли, %;
при наличии в осветленном насыщенном растворе хлористого кальция выполняют пересчет суммарной концентрации хлоридов щелочноземельных металлов на их условную концентрацию по MgCl2 по эмпирической формуле:
где
- условная концентрация хлористого магния в жидкой фазе, %;
- концентрация хлористого магния и хлористого кальция в жидкой фазе, %;
t - температура жидкой фазы, °C, при этом во всех расчетах по уравнениям, в которые входит коэффициент , принимают при наличии в растворе СаСl2;
расход раствора, поступающего из любого корпуса ВКУ, кроме первого, Gi, определяют:
содержание воды в жидкой фазе i корпуса ВКУ определяют:

или при наличии в растворе СаСl2

приведенные уравнения справедливы при получении 98% хлористого калия, который кристаллизуется при αKCl=1 и αNaCl=1, а при производстве хлористого калия с содержанием не менее 95,5% КСl распределение воды по корпусам осуществляют с понижающим коэффициентом 1,1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу производства N,N-диметилацетамида и автоматизированной системе управления процессом производства.

Изобретение может быть использовано в производстве хлористого калия методом растворения и кристаллизации. Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд включает регулирование подачи руды в зависимости от содержания полезного компонента во входных потоках, измерение температуры во входных потоках, измерение температуры готового раствора, измерение плотности и расхода растворяющего раствора.

Изобретение относится к технологии получения синтетических каучуков и может быть использовано в процессе управления процессом получения бутилкаучука. Способ повышения эффективности управления процессом получения бутилкаучука, полученного сополимеризацией изопрена и изобутилена, растворенных в инертном растворителе в присутствии катализатора, осуществляют в установке, включающей смеситель, реактор, которые соединены между собой трубопроводами с использованием контуров регулирования, состоящих из датчиков-контроллеров: - расходов изопрена, изобутилена, условно инертного и активированного растворителя, шихты, катализатора; - уровня и расхода хладагента в реакторе, датчиков температуры и концентрации шихты, температуры в полимеризаторе, подключенных к контроллерам с коррекцией расходов изопрена, изобутилена, условно инертного растворителя, хладагента, отличающийся тем, что - производят постоянный поточный отбор проб катализатора и шихты для тестовой реакции полимеризации в малом проточном полимеризаторе, - проводят определение температуры реакции полимеризации в малом проточном полимеризаторе и подают результаты измерения в блок управления процессами приготовления катализатора и шихты, - проводят определение физико-механических характеристик готового полимера и вводят результаты всех измерений в блок управления процессами приготовления катализатора и шихты, - проводят анализ данных в блоке управления и, в соответствии с программой, блок управления выдает команды на изменение соотношения компонентов в катализаторе и шихте, - осуществляют активацию в кавитаторе перед подачей в главный полимеризатор части растворителя - CH3Cl, используемого в процессах приготовления катализатора и шихты, - постоянно подают в главный полимеризатор активированную часть растворителя после кавитатора, - с помощью магнитно-импульсной установки циклически осуществляют механоимпульсное воздействие на трубки системы охлаждения и корпус полимеризатора, очищающее от налипшего полимера наружную поверхность трубок и внутреннее зеркало полимеризационного аппарата, для сохранения постоянным коэффициента теплопередачи поверхности трубок системы охлаждения и поддержания необходимой температуры суспензии полимера в главном полимеризаторе.

Изобретение относится к технологической установке получения альдегидов, преимущественно из бутенов или пропилена, с применением родиевых катализаторов. Установка включает подключенные к реактору через устройства очистки источники синтез-газа и олефинов, последовательно соединенные трубопроводами с выпуском реактора газо-жидкостной сепаратор и испаритель, сборник кубового остатка которого сообщен с реактором обратным трубопроводом рецикла жидкости, а выход альдегидов из испарителя через сборник-сепаратор соединен с ректификационной колонной, а также узел отбора отработанного катализатора и тяжелых продуктов реакции.

Изобретение может быть использовано при получении хлористого калия галургическим методом. Способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды включает регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от его весового расхода, содержания в нем хлористого калия, хлористого магния, кристаллического хлористого натрия и его температуры.

Изобретение относится к средствам управления процессом очистки фильтровального элемента водопроводных систем. Технический результат заключается в обеспечении автоматического переключения фильтра из режима фильтрования в режим промывки и обратно, создании возможности автоматического управления промывкой фильтров за счет применения ультразвука и промывки колбы и фильтра.

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности, в частности к производству мясных консервов. Способ предусматривает изменение величин давления воздуха в автоклаве, температуры в автоклаве, давления воды в автоклаве, уровня воды в автоклаве путем сравнения их с заданными значениями и поддержания на оптимальном уровне.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса производства варено-сушеных круп. Способ предусматривает гидротермическую обработку продукта в последовательно расположенных камерах мойки, варки и сушки; отвод отработанной воды из камеры мойки сначала на очистку в фильтр, затем в теплообменник-утилизатор с подпиткой свежей водой и подогревом отработанным из камеры варки паром; варку продукта с подачей распыливающей воды; сушку сваренного продукта с рециркуляционным использованием части перегретого в пароперегревателе пара и с отводом другой его части в количестве испарившейся из высушиваемого продукта влаги в камеру варки; измерение значений начальной влажности и расхода исходного продукта на входе в камеру мойки, расхода и температуры моечной воды на входе в камеру мойки, расхода и влажности продукта на входе в камеру варки, расхода и температуры насыщенного пара из камеры варки в теплообменник-утилизатор, расхода излишней части перегретого пара, влажности высушенного продукта и сбалансированное регулирование расходов и температур материальных и тепловых потоков в камерах мойки, варки и сушки.

Изобретение относится к способу управления по показателям качества в производстве этиленпропиленовых каучуков на основе моделей расчета показателей качества, которые адаптируются к текущему технологическому режиму.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу управления процессом сушки бутилкаучука. Способ заключается в подаче влажной крошки бутилкаучука в экспеллер, подаче осушающего агента в экспандер, перемешивании в экспандере, осуществлении процесса дросселирования, получении осушенной крошки каучука, при этом подают в экспандер предварительно осушенную в экспеллере крошку, осуществляют разделение потока крошки каучука после экспеллера на два потока, в соотношении 9:1, подают один поток в количестве 90% от общего непосредственно на вход экспандера, второй поток в количестве 10% от общего орошают на транспортере водным раствором осушающего агента, в качестве которого используют гидрокарбонат аммония (порофор), синтезируемый смешением раздельных потоков аммиака, углекислого газа и воды при температуре от 0°С до +5°С в колонне с насадкой.

Изобретение относится к химии и нефтедобывающей промышленности, а именно к способам вытеснения остаточной нефти из неоднородных по проницаемости пластов, и может быть использовано для солевой обработки нефтесодержащего пласта, представленного неоднородными по проницаемости карбонатными или терригенными коллекторами.

Изобретение относится к технологии флотационного выделения хлористого натрия из его смесей с хлоридными и/или сульфатными солями калия, магния, кальция, например, для выделения хлористого натрия из солей соляных озер или калийных руд.

Способ получения выварочной поваренной соли путем размыва резервуаров под хранение газа артезианской водой. Размывают резервуар водой расходом 100-250 м3/час, отбирают рассол из резервуара с дальнейшей закачкой в утилизационные скважины, а по достижении концентрации рассола NaCl 300 г/дм3 - 316 г/дм3 направляют на солезавод, где часть неочищенного рассола пойдет в первый аппарат четырехкорпусной вакуум-выпарной установки для содово-каустической очистки для очистки от ионов Са2+ и Mg2+ и очищенный рассол идет в емкость очищенного рассола и насосом подается в первый корпус выпарной установки, а шламовые стоки направляются на установку.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды включает регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от его расхода, содержания в нем хлористого калия, хлористого магния, кристаллического хлористого натрия и температуры.

Изобретение может быть использовано при получении хлористого калия галургическим методом. Способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды включает регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от его весового расхода, содержания в нем хлористого калия, хлористого магния, кристаллического хлористого натрия и его температуры.
Изобретение относится к области цветной металлургии. Способ получения синтетического карналлита включает очистку и концентрирование хлормагниевых растворов, их смешение с твердым измельченным калиевым электролитом магниевых электролизеров, нагрев с выделением газов и охлаждение смеси при постоянном перемешивании с получением синтетического карналлита, содержащего не более 5 мас.% жидкой фазы, с введением частично обезвоженного карналлита в виде пыли печей обезвоживания карналлита в процессе синтеза.

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната в сочетании с электролизом образующихся содержащих хлорид щелочного металла отработанных водных растворов.

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната и переработке, по меньшей мере, одной части образованного при этом раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, в находящемся ниже по технологической цепочке электролизе хлорида щелочных металлов, включающему следующие стадии: a) получение фосгена взаимодействием хлора с монооксидом углерода, b) взаимодействие фосгена, образованного согласно стадии a), c, по меньшей мере, одним монофенолом в присутствии основания, при необходимости, основного катализатора до диарилкарбоната и раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, c) отделение содержащей образованный на стадии b) диарилкарбонат органической фазы и, по меньшей мере, одноразовая промывка содержащей диарилкарбонат органической фазы, d) отделение раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, оставшегося согласно стадии с), от остатков растворителя и, при необходимости, остатков катализатора путем отпаривания раствора с водяным паром и обработкой адсорбентами, e) электрохимическое окисление, по меньшей мере, одной части раствора, содержащего хлорид щелочных металлов со стадии d) с образованием хлора, щелочи и, при необходимости, водорода, где при отделении d) раствора перед обработкой адсорбентами значение рН раствора устанавливают меньше или равно 8 и f) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) хлора возвращают на получение фосгена согласно стадии a) и/или g) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) раствора щелочи возвращают на получение диарилкарбоната согласно стадии b).

Изобретение относится к технике управления процессом получения хлористого калия при формировании раствора вводом воды в осветленный насыщенный раствор, поступающий со стадии растворения сильвинитовых руд и осветления жидкой фазы, на установках вакуум-кристаллизации.
Изобретение относится к технике получения хлористого калия из сильвинитовых руд методом растворения-кристаллизации. .

Изобретение относится к технике управления процессом растворения применительно к растворению карналлитовых руд с получением обогащенного карналлита. Способ включает стабилизацию температуры растворения солей и концентрации полезного компонента в растворе изменением расхода сырья на растворение, определение полезного компонента с входящими в процесс солями и корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья. Определение полезного компонента в сырье - карналлитовой руде, горячем осветленном насыщенном растворе, обогащенном карналлите и охлажденном на вакуум-кристаллизационной установке (ВКУ) растворе после выделения из него обогащенного карналлита осуществляют по содержанию в потоках хлористого калия, стабилизацию концентрации полезного компонента ведут по осветленному насыщенному раствору, являющемуся выходным потоком процесса растворения, с корректировкой расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья, с учетом расходов и составов обогащенного карналлита и охлажденного раствора с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом руды. Технический результат: упрощение процесса за счет стабилизации содержания полезного компонента, определяемого по хлористому калию, с корректировкой расхода руды по выходному потоку - осветленному раствору. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Наверх