Проектирование мастерской по производству 3,5-динитробензойной кислоты мощностью 13 тонн/год (стр. 6 из 26)

Рассчитаем процентное содержание компонентов в исходной динитробензойной кислоте:

Следовательно, в

маточного раствора содержится пропорциональное количество компонентов:

В результате, масса компонентов, содержащихся в отводимом маточном растворе уменьшится на соответствующее количество этих компонентов, содержащихся в динитробензойной кислоте:

Рассчитаем потери динитробензойной кислоты после кристаллизации и фильтрации с учетом выхода продукта:

Таблица №9

Материальный баланс стадии кристаллизации и фильтрации

Приход	кг	Расход	кг
1. Промытая ДНБК всего:ДНБК 1122,2 кг 224,4 кг	1346,6	1. Кристаллизованная ДНБК всего:ДНБК 1005,0 кг 105,2 кг 96,8 кг	1207,0
2. Этиловый спирт (50%) 2524,9кг 2524,9кг	5049,9	2. Маточник всего: 2644,1 кг 2428,1 кгДНБК 117,2 кг	5189,4
Итого	6396,5	Итого	6396,4

Для снижения расхода этилового спирта примем, что половина маточного раствора возвращается в процесс.

Таблица №10

Материальный баланс стадии кристаллизации и фильтрации с использованием маточного раствора

Приход	кг	Расход	кг
1. Пропаренная ДНБК всего:ДНБК 1122,2 кг 224,4 кг	1346,6	1. Кристаллизованная ДНБК всего:ДНБК 1005,0 кг 105,2 кг 96,8 кг	1207,0
2. Отработанный этанол всего: 1214,0кг 1322,0кгДНБК 58,6 кг	2594,6	2. Маточник всего: 2644,1 кг 2428,1 кгДНБК 175,8 кг	5248,0
3. Этиловый спирт (50%) 1310,9кг 1202,9кг	2513,8
Итого	6455,0	Итого	6455,0

5-я стадия - сушка

Рассчитаем потери динитробензойной кислоты на стадии сушки с учетом выхода продукта:

Таблица №11

Материальный баланс стадии сушки

Приход	кг	Расход	кг
1. Кристаллизованная ДНБК всего:ДНБК 1005,0 кг 105,2 кг 96,8 кг	1207,0	1. Сухая ДНБК	1000,0
2. Продукты испарения всего: 105,2 кг 96,8 кгДНБК 5,0 кг	207,0
Итого	1207,0	Итого	1207,0

Суточный материальный баланс

Для определения числа операций за рабочий день, проводимых в одном реакторе, мы должны установить продолжительность одной операции по получению 3,5-динитробензойной кислоты. Общее время одной операции складывается из следующих составляющих:

1. Осмотр аппарата

2. Загрузка и подогрев компонентов

3. Выдержка и разбавление

4. Фильтрация

5. Пропарка и фильтрация

6. Кристаллизация и фильтрация

7. Сушка

Пользуясь практическими данными, можно принять:

1. время осмотра аппарата - 5мин.

2. набор в мерники кислотной смеси - 10мин.

3. загрузка кислот в реактор - 20мин.

4. нагрев до

- 90мин.

5. выдержка реакционной массы - 6ч.

6. слив реакционной массы - 20мин.

7. подогрев воды до

- 30мин.

8. разбавление - 60 мин.

9. охлаждение до

- 30мин.

10. фильтрация - 30мин.

11. выгрузка динитробензойной кислоты и загрузка в аппарат - 15мин.

12. пропарка - 4ч.

13. охлаждение до

- 30мин.

14. фильтрация - 30мин.

15. набор в мерник этилового спирта - 10мин.

16. загрузка этилового спирта в кристаллизатор - 10мин.

17. загрузка динитробензойной кислоты - 15мин.

18. нагрев реакционной массы до

- 30мин.

19. растворение - 15мин.

20. охлаждение до

- 60мин.

21. фильтрация - 15мин.

22. выгрузка - 10мин.

23. сушка - 6ч.

Итого продолжительность одного цикла - 16 часов. Таким образом, за восьмичасовой рабочий день при двусменной работе возможно проведение только 1 цикла. Следовательно, операционный баланс будет равен суточному балансу. Производительность проектируемого производства составляет 13 тонн/год. Предполагается, что проектируемое производство будет работать 237 дней в году. Из этих данных определяем суточную производительность проектируемого объекта:

т готовой динитробензойной кислоты.

Таблица №12

Операционный материальный баланс стадии нитрования

Приход	кг	Расход	кг
1. Бензойная кислота:ОВ 68,7кгпримеси 0,1кг	68,8	1. Суспензия ДНБК в отработанной кислоте:ДНБК 66,0 кг 389,6 кг 51,8 кг 11,1кгпримеси 0,1кг	518,6
2. Азотная кислота (98%):ОВ 322,4 кгвода 6,4 кг	328,8	2. Газообразные продукты: 157,4 кг 77,8кг 5,7кгв вентиляцию 11,1 кг	252,0
3. Олеум (20%): 74,5кг 298,4кг	372,9
Итого	770,5	Итого	770,6

Таблица №13

Операционный материальный баланс стадии разбавления и фильтрации

Приход	кг	Расход	кг
1. Суспензия ДНБК в отработанной кислоте:ДНБК 66,0 кг 389,6 кг 51,8 кг 11,1кгпримеси 0,1кг	518,6	1. Сырая ДНБК всего:ДНБК 65,0 кг 20,5 кг 5,4 кг 0,1 кг	91,0
2. Вода	1430,4	2. Маточник всего: 1461,8 кг 384,3 кг 11,0 кгпримеси 0,1 кгДНБК 1,0 кг	1858,2
Итого	1949,0	Итого	1949,2

Таблица №14

Материальный баланс стадии промывки

Приход	кг	Расход	кг
1. Сырая ДНБК всего:ДНБК 65,0 кг 20,5 кг 5,4 кг 0,1 кг	91,0	1. Промытая ДНБК всего:ДНБК 65,0 кг 12,4 кг 0,7 кг	78,1
2. Вода	91,0	2. Промывная вода всего: 99,0 кг 4,9 кг	103,9
Итого	182,0	Итого	182,0

Таблица №15