Способ получения кристаллических веществ из растворов Советский патент 1989 года по МПК B01D9/02 

Вторичный V пар Н

Изобретение относится к области химической технологии и позволяет снизить капитальные и эиергетические затраты на получение кристаллических веществ из растворов образующих суспензии с объемной концент- рацией кристаллов выще 25%. Достигается это тем, что перегретый относительно температуры кристаллизации исходный раствор подают в нижнюю часть кристаллизатора 1, где он охлаждается до конечной температуры за счет адиабатического самоиспарения части растворителя под вакуумом в циркулирующей суспензии, в которую насосом 3 подают оборотный маточный раствор, образовавшийся после разделения суспензии в центрифуге 2, в количестве У„ , определяемом из соотношения К, .(ф/ф) -(Gp-GV -Г)/р„ (MV4), где GP - расход исходного раствора, кг/ч; GT - выход целевого продукта, кг/ч; W - выход вторичного пара, кг/ч; р - плотность кристаллов целевого продукта, кг/м р„ - плотность маточного раствора, кг/м ,15-0,25 - объемная доля кристаллов в циркулирующей суспензии. Данный способ позволяет осуществлять процесс кристаллизации веществ из растворов с высокой объемной концентрацией в вакуумных циркуляционных кристаллизаторах. 1 ил. 3 (Л

-

Ииодндш растВор

Маточный pacmSop

WWIHU

Mamowinu- ростбор

б: СП

О О5 05

пензиа

Vwucn

WWIHU

Криста/1/1ы

owinu- стбор

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам получения кристаллических веществ из растворов, образующих суспензии с объемной концентрацией кристаллов выще 25%.

Цель изобретения - снижение капитальных и энергетических затрат на получение кристаллических веществ из растворов, образующих суспензии с объемной концентра- цией кристаллов выще 25%, например буры технической (Na2B4O7 10Н2О) из 21%-ного водного раствора тетрабората натрия (N028407).

На чертеже показана установка для pea- лизации предлагаемого способа.

Установка состоит из циркуляционного вакуум-кристаллизатора 1, центрифуги 2 для разделения суспензии и насоса 3 оборотного маточного раствора.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Перегретый относительно температуры кристаллизации исходный раствор подают в нижнюю часть кристаллизатора 1, где он смещивается с циркулирующей в кристал- лизаторе суспензией и охлаждается до конечной температуры за счет адиабатического самоиспарения части растворителя (например, воды) под вакуумом. Образовавшаяся суспензия выводится из кристаллизатора на разделение в центрифугу 2, а вторичный пар - в конденсационно-вакуумную систему. Часть маточного раствора, полученного после отделения кристаллов целевого продукта, в количестве VN (оборотный маточный раствор) насосом 3 подают в кристаллизатор 1 для разбавления циркулирующей суспензии до объемной концентрации кристаллов в ней 15-20%.

Подача в кристаллизатор 1, а следовательно, и в циркулирующую в нем суспензию оборотного маточного раствора в количестве, превышающем значение, определяемое из соотношения

(е G, -V

приводит к уменьшению объемной доли кристаллов в циркулирующей суспензии ,15, а следовательно, и к уменьилению поверхности массообмена в системе раствор-кристаллы, что приводит к снижению выхода по крупно-кристаллическому целевому продукту. При уменьшении количества оборотного маточного раствора, определяемого указанным соотношением, объемная доля кристаллов в циркулирующей суспензии увеличивается до ,25, вязкость суспензии существенно возрастает и циркуляция последней прекращается, что приводит к ос тановке процесса получения целевого продукта предлагаемым способом.

Пример. 20 т/ч исходного раствора, содержащего 21 мае. % Na2B4O7 с температурой 95°С, образующего при охлаждении до конечной температуры (25°С) суспензию с объемной концентрацией кристаллов 28,7%, охлаждают в кристаллизаторе 1 при абсолютном давлении 2,7 КПа до температуры 25°С в циркулирующей суспензии с объемной концентрацией кристаллов 16,0%. При этом получают 7,577 т/ч кристаллов буры (Na2B4O7-10H2O), 28,293 т/ч (25,04 ) маточного раствора и 2,987 т/ч вторичного пара. Кристаллы и маточный раствор в виде суспензии выводят на разделение в центрифугу 2, а оборотный маточный раствор в количестве

7577 /1-0,16

(.

М 1 71 1 V

1715 0,16

20000-7577-2987

то

: 14,844 м- /ч

0

s О 5

5

0

5

непрерывно подают в кристаллизатор 1.

Осуществление процесса кристаллизации целевого продукта из растворов, образующих суспензию с объемной концентрацией кристаллов выше 25%, путем вакуумного адиабатического охлаждения исходного раствора Б циркулирующей суспензии, в которую подают оборотный маточный раствор в количестве У„ , определяемом из приведенного соотношения между основными параметрами процесса, позволяет за счет интенсификации тепломассообменных процессов существенно снизить капитальные и энергетические затраты при промышленной реализации предлагаемого способа получения кристаллических веществ из высококонцентрированных растворов веществ, растворимость которых уменьшается с понижением температуры.

Формула изобретения

Способ получения кристаллических веществ из растворов, образующих суспензию с объемной концентрацией кристаллов выше 25%, включающий охлаждение исходного раствора до конечной температуры, образование кристаллов, разделение суспензии с получением целевого продукта и маточного раствора, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных и энергетических затрат, охлаждение исходного раствора осуществляют путем вакуумного адиабатического испарения в циркулирующей суспензии, в которую подают маточный раствор в количестве К«, определяемом из соотношения

(p мV-H -f )р„ JJ

где GP - расход исходного раствора, кг/ч; GT - выход целевого продукта, кг/ч;

-плотность кристаллов целевогоф 0,15-0,25 - объемная доля крис- продукта, кг/м ;таллов в циркулирующей суспен-плотность маточного раствора,зии;

/ W - выход вторичного пара.