Способ управления процессом разложения глазерита на сульфат калия

7фатам, не те,н, .О П И САН"ЯИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) ЗаЯвлемо 20.1277 (21 2556920/23-26 (53) М. КЛ. С 05 Р 1/02.ф 6 05 О 27/00 с присоединением заявки Йо ГосударствеииыЯ комитет СССР ио делам изобретеииЯ и отирытиЯ( 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗЛОЖЕНИЯ ГЛАЗЕРИТА НА СУЛЬФАТ КАЛИЯ Изобретение относится к техникеуправления технологическими процессами производства бесхлорных калийных удобрений и может быть использовано в химической промьпаленности приоптимизации процесса разложения глазерита в производстве сульфата калияметодом конверсии мирабилита Хлористым калием,10Известен способ управления процессом получения хлористого калия путемрегулирования потока слабого раствора солей в зависимости от расхода маточного щелока, температуры горячегонасыщенного щелока, концентрации внем солей и расхода слабого растворасолей 1.Однако этот способ нельзя применить в процессе получения глазерита.Наиболее близок по техническойсущности к предлагаемому способ автоматического упрвления процессом получения глазернта путем регулировайия" расходов глаэерита, хлористогокалия и воды в зависимости от содержания ионов калия и сульфата в глазерите и хлористом калии (2),Однако такой способ не обеспечивает минимального расхода хлористого калия, стабилизацию производитель ЗО ности установки и качества выходного продукта.Цель изобретения - снижение расхода хлористого калия и стабилизацияпроизводительности установки и качества выходного продукта.Это достигается тем, что при управлении процессом разложения глазерита расходы,глазерита, хлористогокалия и воды корректируют в зависи-мости от температуры суспензии в реакторе.На фиг, 1 представлена диаграммарастворимости системы КС 1-ма БОи"-Н О ; на фиг. 2 - структурная схема управления процессом разложенияобогащенного глазерита,Ось Х на диаграмме определяет содержание иона калия К+ в индексах,У - иона сульфата (50 Гв индексах,количество молей воды на 100 г-экв суммы солей. Точка О символизирует общий состав исходной смеси иназывается фигуративной точкой смеси. Точки Г, 2 КС 1,: К 50 есимволиэируют составы глазерита, хлОристогокалия и готового продукта (соответственно). Точка 15 - тройная точкадиаграммы, определяющая границу области кристаллизации чистой солиД -Г л л Значения Й;: с определяются из: угох -х .х. -- ., (х)ксе г Хг(Уксус-Уг)ксю" г " "кем " 150 где Х: У - зависят от состава глазерита; хв(ук о улв) рг. а а хк д, - ,х45"кВОа л 5 Хк о- хл Х :У - функции от температуры суспенэии в реакторе, вида 60,:а +а,1, где 1 л,2; )лХл;Ул Р)Определение 2 хиэ уравнения плоскостиМ у АХ -В УолС КЬЯ 04 при различных температурахЬ , Точка 2-двойная точка диаграм"мы определяющая границу областикристаллизации чистой соли К Б 0для диапазона температур 1 20+35 ОС; координаты точки 2 приняты постоянными. Нижняя граница поводности области кристаллизации чистой соли К ЯОа определяется плоскостью КЯОЬ - 2-1514Область оптимальных значений координат фигуративной точки 0 исходной смеси определяется прямой К БОа - 15 ;. Фигуративная точка 0 исходной смеси,обеспечивающая минимальный расход маточного щелока, должна лежать на границе (прямые 15 т 1 -КЯОа при т 1) области кристаллизации чистой соли КлБОа(треугольника 2-151 -К БОь при 1),где л:( - текущая температура суспен-эии в реакторе. Поскольку в известномспособе управления температура, как 20Фактор управления, не учитывается,то при повышении температурыфигуративная точка 0 будет находйтьсявне области кристаллизации чистой соли (треугольник 2-15 Фе - КБ 04)х что д 5приводит к резкому ухудшению качества продукта. При понижении температуры .1- фигуративная точка 0 оказывается смещенной в глубь области(треугольник 2-1541 - Ка 60 а), что З 0приводит к перерасходу хлористогокалия.Оптимальные координаты фигуративной точки 0 исходной смеси-Хо, Уо . 2 оопределяются иэ условия пересеченияпрямых Г - 2 КС 1 и 15 - К 504 и уравнения плоскости К 80 д - 3-15, определяющей нижнюю границу по водностиобласти кристаллизации чистой солик,аоОпределение Хо:Уд иэ условия пересечения прямых Коэффициенты уравнений 1-4 эавнсят от координат трех точек: К 3 О, 2; 15. Координаты точек К 50, 2 постоянны, а координаты точки 15 зависят от температуры суспенэии в реакторе. Значение коэффициентов урав. нения (4):а 2 ь 4ьлзф 4 эгава 1 Ул 5(2-2, 1 л 2 л(Ук ж-Ъ) г(У 2 -У 2 )аЯ 42 а г 2 Х (е -е )+2 (х -Х 1+(Х 2 - Х ел кой лю а кво к Ю а а кто)а 4 Х 1 а / дз,х (у-у 1+у (х -х 1+(х у -Х) (.у -а .у )Я 4ае яко о яРл а Ф гДе Хл: Ула:2 л - ФУнкЦии от темпеРатуры суспензии в реакторе вида (3).Используя модель для определения составов продукта и маточного раствора по координатам фигуративной точки исходной смеси, можно получить выражения - для готового продукта:Хр-Е+Е х +е ул ОоУр тдля конечного раствора:Ь плгал Х,о УУА Кх Кл Х +К, УолК тА фо РлХол РУо РзоПоскольку Фигуративная точка О ле.жит на границе области кристаллиэа"ции чистой соли КЬО то в этомслучае всегда будут выполняться условия:по качестйупродукта: Х,Э Хз; Урур .где Х : у - заданные значения ка 3 рчества продукта, т.е, содержанке иона калия и 0, соответственно;по водности маточного щелока:2 А =мин, так как Фигуративная точкаисходной смеси лежит на границе области кристаллизации чистой солиК ЭО, что и определяет минимальныйрасход маточного щелока.Уравнения материального балансаимеют вид:по.иону.калия: Г Хг+ Кг Х =А ХА+ АРХР,по иону БО. Г Уг=А Уа + А Ур, 9по воде; НАО 100"А Ед,сумме солейл Кг А +где."А 5 " заданное значение производительности по готовому продукту.Решение уравнений (9) представлено в виде:Г - расход глаэеритаКг - расход хлористого калияНО " расход воды,0 ВодаРаствор матоный 1788 5,88 3,14 Продуктсульфакалия 55,1 ого: ионов калии и сульфата в глазерите ихлористом калии, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью снижени расхода хлористого калия и стабилизации производительности установки и качества выходного продукта, расходы глазерита, хлористого калия и воды корректируют в зависимости от температуры суспензии в реакторе.,Источники информ чринятые во внимание при1. Авторское свидетел 9 463633, кл. С 01 Й 3/О2. Авторское свидетел 9 580, кл, С 05.Ь 1/О т ) Формула иэобретени ации,экспертизеьство СССР4, 1973.ьство СССР2, 1974 (про сом разт калияв глазеды в рержания 533 отип" О"Р О Ь) Способ осуществляют следующим образом.Расход глазерита и содержание в нем ионов калия и сульфата измеряют с помощью, соответственно, датчиков 1, 2 и 3, Регулирование расхода глаэерита осуществляют с помощью регулятора 4. Расход хлористого калия и содержание в нем ионов калия и сульфата измеряют с помощью, соответственно, датчиков 5, 6 и 7. Регулирование расхода хлористого калия осуществляют с помощью регулятора 8, Контур регулирования расхода воды содержит датчик 9 и регулятор 10. Температуру суспензии в реакторе измеряют с помощью датчика 11. Сигналы с датчиИспользование предложенного способа управления позволяет получать сульфат калия высокого качества при минимальном расходе хлористого калия, что приводит к снижению расхода маточного щелока и, следовательно, к снижению технологических затрат на регенерацию щелока. Способ управления проце ложения глазерита на сульф путем регулирования расход рита, хлористого калия и в актор в зависимости от сод 5 10 15 20 25 ков 1, 2, 3, 5, 6, 7,9 и 11 поступают в вычислительное устройство 12, куда также вводятся задание по производительности А и ограничения на содержание в продукте ионов калия и сульфата Уз . В вычислительном устройстве значения Х, Уо и о находят из решения уравнений (1), (2), (3) и (4), затем по Хо, Уло ипо уравнениям (7) и (8) определяют составы маточного раствора и продукта, По найденным составам маточного раствора и продукта и измеренным составам глаэерита и хлористого калия рассчитывают по уравнениям материального баланса (10), (12), (13) оптимальные значения расходов К Г и воды с учетом заданного значения проиэво. дительности Аз . Расходы К, Г, Н О выдаются в виде заданий на регуляторы 4,8.В таблице показаны технико-эконо" мические показатели предложенного способа (данные по затратам на сырье и основные материалы, рассчитанные на 1 тонну сульфата калия для обогащенного глаэерита) .Г /717015 ффюЖ Составитель Г.Огаджановедактор ф.Серебрянский Техред Н,Бабурка Корректор И одписное аказ 4 илиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектна 9748/27ЦНИИПИ Государстло делам изоб035, Москва, ЕТирах 461 енного комитета СС етений и открытийРауюская наб., д