Главная | О нас | Обратная связь Автоматизация Автостроение Антропология Археология Архитектура Астрономия Предпринимательство Биология Биотехнология Ботаника Бухгалтерский учет Генетика География Геология Государство Демография Деревообработка Журналистика и СМИ Зоология Изобретательство Иностранные языки Информатика Информационные системы Искусство История Кинематография Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Математический анализ Материаловедение Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика ОБЖ Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Программирование Производство Промышленность Психология Радио Разное Социология Спорт Статистика Строительство Теология Технологии Туризм Усадьба Физика Физиология Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электротехника Теоретические основы процессов 2020-03-17 173 Обсуждений (0) Теоретические основы процессов 0.00 из 5.00 0 оценок Скачать документ 12345   В данном разделе изложено влияние основных параметров на выход и качество конечного продукта, которая представлена в виде условной графической схемы химических превращений при положении сульфата магния семиводного на рис. 2.1.     Рис. 2.1 – Химическая схема производства сульфата магния фармакопейного Характеристика сырья и готовой продукции   В разделе рассмотрим физико-химические свойства сырья и готовой продукции, требования межгосударственных (ГОСТ) стандартов на изготовляемое вещество, которое представлено в таблице 2.2   Таблица 2.2 Характеристика сырья вспомогательных материалов и готовой продукции Наименование Обозначение НД Сорт и артикул Показатели, обязательные для проверки Примечание 1. Кислота серная реактивная ГОСТ 4204–77 Квалификация «ч» Внешний вид – маслянистая, слегка желтоватая, вязкая жидкость.   Массовая доля серной кислоты , % не менее -93,6–95,6 Массовая доля остатка после прокаливания, % не более – 0,005 Массовая доля хлоридов , %, не более – 0,00010 Массовая доля нитратов , %, не более -0,00050       Массовая доля аммонийных солей , %, не более – 0,0005   Массовая доля тяжелых металлов , %, не более – 0,0005 Массовая доля железа , %, не более – 0,00030 Массовая доля мышьяка , %, не более – 0,000010 Массовая доля селена (Se), %, не более 0,0005 Массовая доля моногидрата (H2SO4), % не менее 92,5 Раствор магния сульфата 3. Кислота серная техническая ГОСТ 2184–77 Сорт 1,2 Массовая доля моногидрата (H2SO4), % 1-й сорт не менее 92,5 2-ой сорт не менее 92,5 – «»-   Массовая доля железа (Fe), %, не более 0,02 0,1       Массовая доля остатка после прокаливания 0,05 не нормируются   4. Порошок магнезитовый каустический ГОСТ 1216–87     ПМК-75 ПМК-83 ПМК-87 Массовая доля на абсолютно ПМК-87   87 1.8 1.8 ПМК-83   83 2.5 2.5 ПМК-75   75 4.5 3.5 – «»-                                     Операционное описание технологического процесса   Технологический процесс производства магния сульфата состоит из следующих стадий: – подготовка воды очищенной; – санитарная подготовка производства; – получение раствора магния сульфата; – фильтрация раствора магния сульфата; – очистка раствора магния сульфата от примесей железа и марнанца; – упарка раствора магния сульфата; – охлаждение раствора магния сульфата; – кристаллизация магния сульфата; – центрифугирование; – сушка магния сульфата; – фасовка и упаковка готово продукции; Сущность процесса получения магния сульфата заключается во взаимодействии каустического магнезита с серной кислотой:    (2.3.1)   Наряду с основными реакциями протекают следующие побочные реакции:    (2.3.2)  (2.3.3)  (2.3.4)   Содержания каждой стадии технологического процесса, представлена в виде блок схемы на рис. 2.3.     Расчетная часть Материальные расчеты Порошок магнезитовый каустический I. Теоретический расход МgО 100% на 1 т 99,5% МgSО4. 7Н2О МgО + Н2SО4 + 6Н2О = МgSО4. 7Н2О (3.1.1) 40,31 98 246,46 40,31. 99,5. 1000 = 162,74 кг, 246,46. 100 где: 40,31 – молекулярная масса МgО; 246,46 – молекулярная масса МgSО4. 7Н2О; 99,5 – массовая доля МgSО4. 7Н2О в готовом продукте, %. II. Потери: 1. Со шламом после чистки осадителей: а) в виде МgSО4. 7Н2О в пересчете на МgО: 40,31. 60. 5 = 0,49 кг, 246,46. 100 где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг; 5 – массовая доля МgSО4. 7Н2О в шламе, %; б) в виде МgО: 60. 12 =7,2 кг 100 где: 12 – массовая доля МgО в шламе, %. Всего: 0,49 + 7,2 = 7,69 кг 2. Со шламом с фильтра ЛГ-40 после холодильников в виде МgSО4. 7Н2О в пересчете на МgО: 40,31. 40. 20 =1,31 кг, 246,46. 100 где: 40 – количество шлама на 1 т продукта, кг; 20 – массовая доля МgSО4. 7Н2О в шламе, %; 3. Со шламом при чистке уварителей в виде МgSО4. 7Н2О в пересчете на МgО: 40,31. 60. 15 =1,47 кг, 246,46. 100 где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг; 15 – массовая доля МgSО4. 7Н2О в шламе, %. 4. Со шламом с фильтра КМП-25 а) в виде МgSО4. 7Н2О в пересчете на МgО: 40,31. 100. 10 =1,64 кг, 246,46. 100 где: 100 – количество шлама на 1 т продукта, кг; 10 – массовая доля МgSО4. 7Н2О в шламе, %. б) в виде МgО: 100. 6 =6 кг, 100 где: 6 – массовая доля МgО в шламе, %; Всего: 1,64 + 6 = 7,64 кг 5. Со слабым маточным раствором в пересчете на МgО, откачиваемым в трехкаскадный отстойник: 20. 1,65. 40,31 =5,40 кг, 246,46 где: 20 – массовая концентрация МgSО4; 7Н2О, г/дм3; 1,65 – объем маточного раствора, м3. 6. При транспортировке и растворении порошка магнезитового – 1,5% 162,74 х 0,015 = 2,48 кг 7. При транспортировке и упаковке готового продукта – 2%, что в пересчете на МgО составит: 1000. 0,02. 40,31 =3,27 кг 246,46 Показатели по порошку магнезитовому каустическому магния на 1 т сульфата магния фармакопейногоприведена в таблице 3.1.1 Таблица 3.1.1 Материальный баланс порошка магнезитового каустического магния Приход	Расход
Состав	кг	%	Состав	кг	%
Порошок маг-незитовый каусти-ческий МgО 100%	192	100	I. Теоретический расход МgО 100%	162,74	84,7625
			II. Потери:
			1. Со шламом из оса-дителей.	7,69	4,01
			2. Со шламом с ЛГ-40 после холодиль-ников.	1,31	0,68
			3. Со шламом из уварителей.	1,47	0,77
			4. Со шламом с фильтра КМП-25	7,64	3,98
			5.С маточным раст-вором.	5,40	2,81
			6. При транспорти-ровке и растворении	2,48	1,29
			7. При транспорти-ровке и упаковке готового продукта.	3,27	1,70
ВСЕГО:	192	100		192	100

Кислота серная техническая

I. Теоретический расход Н₂SО₄ 100% на 1 т 99,5 МgSО₄^. 7Н₂О

98^. 99,5. 1000 ₌395,64 кг,

246,46^. 100

где: 98 – молекулярная масса Н₂SО_4;

246,46 – молекулярная масса МgSО₄. 7Н₂О;

99,5 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в готовом продукте, %.

II. Потери:

1. На побочные реакции:

Fе₂О₃ + 3Н₂SО₄ = Fе₂(SО₄)₃ + 3Н₂О (3.1.2)

159,68 3. 98

СаО + Н₂SО₄ = СаSО₄ + Н₂О (3.1.3)

56,079 98

Массовая доля Fе₂О₃ в порошке магнезитовом каустическом 3%, массовая доля СаО 2,74%.

Количество Fе₂О₃ в 162,74 кг порошка магнезитового составит:

162,74^. 3 ₌4,88 кг

100

Расход серной кислоты:

4,88^. 294 ₌8,98 кг,

159,68

26.

Количество СаО в 162,74 кг порошка магнезитового составит:

162,74^. 2,74 ₌ 4,46 кг

100

Расход серной кислоты:

4,46^. 98 ₌ 2,73 кг

159,68

Всего на побочные реакции 11,71 кг Н₂SО₄ 100%.

2. Со шламом после чистки осадителей:

98^. 60. 5 ₌1,19 кг,

246,46^. 100

где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

5 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %;

3. Со шламом с фильтра ЛГ-40 после холодильников:

98^. 40. 20 ₌3,18 кг,

246,46^. 100

где: 40 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

20 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

4. Со шламом при чистке уварителей аппаратов:

98^. 60. 15 ₌3,58 кг,

246,46^. 100

где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

15 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

5. Со шламом с фильтра КМП-25:

98^. 100. 10 ₌ 3,98 кг,

246,46^. 100

где: 100 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

10 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

6. Со слабым маточным раствором, откачиваемым в трехкаскадный отстойник:

20^. 1,65. 98 ₌ 13,12 кг,

246,46

где: 20 – массовая концентрация МgSО₄. 7Н₂О, г/дм³_;

1,65 – объем маточного раствора, м.

7. При транспортировке и упаковке готового продукта – 2%, что в пересчете на Н₂SО₄ составят:

1000. 0,02. 98 ₌ 7,96 кг

246,46

8. При транспортировке, перекачке и хранении кислоты составляют 3,7%:

395,64. 3,7 ₌ 14,64 кг

100

Показатели материального баланса по серной кислоте технической 1 т сульфата магния фармакопейного приведены в таблице 3.1.2

Таблица 3.1.2 Материальный баланс серной кислоты технической

Приход

Расход

Состав

кг

Состав

кг

%

Серная кислота техническая 100%

455

I. Теоретический расход

395,64

86,95

II. Потери:

1. На побочные реак-ции.

11,71

2,57

2. Со шламом из осадителей.

1,19

0,26

3. Со шламом с ЛГ-40 после холодиль-ников.

3,18

0,70

4. Со шламом из

уварителей

3,58

5. Со шламом с фильтра КМП-25

3,98

6.С маточным раст-вором

13,12

7. При транспорти-ровке и упаковке готового продукта.

7,96

8. При транспорти-ровке, перекачке и хранении

14,64

455

100

455

Тепловые расчеты

Исходные данные

С _MgO =1,031  / 9 /

С _H2SO4 = 1,34

С _H2O = 4,2

С _MgSO4 =1,78

С _CaSO4 = 0,62

С _FeSO4 = 0,46

 _MgO = 601,7  / 9 /

_H2SO4 = 813,99

_H2O = 285,3

 _MgSO4 = 88,11

 _CaSO4 = 1434,5

 _FeSO4 = 1117,13

 _СаO = 635.09

 _FeO = 264.84

Приход теплоты:

Теплота поступает, кДж

Общий приход тепла состоит из нескольких составляющих:

1. Тепло, вносимое с исходным раствором

MgO+H₂SO₄+6H₂O = MgSO₄ · 7 H₂O (3.2.1)

, (3.2.2)

где - это вес исходного раствора в кгс;

С₁ – это средняя теплоемкость исходного раствора в ; / 9 /

t₁ – это температура исходного раствора в град

=10067,3 кДж (3.2.3)

=31809,5Дж (3.2.4)

=18320,4кДж (3.2.5)

2. Тепловой эффект реакции определяется:

 (3.2.6)

 (3.2.7)

MgO + H₂SO₄ + 6H₂O = MgSO₄ · 7 H₂O (3.2.8)

 (3.2.9)

CaO+H₂SO₄=CaSO₄+ H₂O (3.2.10)

 (3.2.11) FeO + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂O (3.2.12)

 (3.2.13)

 (3.2.14)

где ∆Н – это энтальпия в кДж/моль

п – число молей / 9 /

Расход тепла состоит из следующих составляющих:

1. Тепло, уходящее с маточным раствором

 (3.2.15)

где - это вес маточного раствора;

t_2к и t_2м – это начальная и конечная температура

С₂ – это средняя теплоемкость маточного раствора; / 9 /

t⁰=(60–25)=35⁰

 кДж (3.2.16)

 кДж (3.2.17)

 кДж (3.2.18)

2. Тепло потери окружающей среде

 (3.2.19) кДж/моль (3.2.20)

∆Н_пр.р. – это теплота продуктов реакции;

Q_исх.в. – это теплота исходных веществ; / 9 /

Показатели теплового баланса получения сульфата магния фармакопейного приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Тепловой баланс производства сульфата магния фармакопейного

Приход

Расход

2020-03-17

173

Обсуждений (0)

Теоретические основы процессов 0.00 из 5.00 0 оценок

Скачать документ