166646 (Производство сульфата магния фармакопейного), страница 2

Содержания каждой стадии технологического процесса, представлена в виде блок схемы на рис. 2.3.

2. Расчетная часть

1. 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;

1. – 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;

1. – 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 фармакопейного приведена 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_;

1. – 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		кг	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		0,79
						5. Со шламом с фильтра КМП-25		3,98		0,87
						6.С маточным раст-вором		13,12		2,89
						7. При транспорти-ровке и упаковке готового продукта.		7,96		1,75
						8. При транспорти-ровке, перекачке и хранении		14,64		3,22
ВСЕГО:	455		100					455		100

1. 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)

1. 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)