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

Зададимся модулем при промывке ДНБК 1 (1:

1), на 1 м. ч. ДНБК возьмем 1 м. ч. воды. Промывка осуществляется на вакуум-фильтре [9].

Динитробензойная кислота после промывки содержит 20% маточного раствора:

Рассчитаем процентное содержание компонентов в промытой ДНБК:

Следовательно, в 236,2 кг маточного раствора содержится пропорциональное количество компонентов:

В результате, масса компонентов, содержащихся в отводимой промывной воде уменьшится на соответствующее количество этих компонентов, содержащихся в динитробензойной кислоте:

Таблица №6

Материальный баланс стадии промывки

Приход	кг	Расход	кг
1. Сырая ДНБК всего:ДНБК 1181,2 кг 371,8 кг 97,9 кг 2,8 кг	1653,7	1. Промытая ДНБК всего:ДНБК 1181,2 кг 224,9 кг 11,3 кг	1417,4
2. Вода	1653,7	2. Промывная вода всего: 1800,6 кг 89,4 кг	1890,0
Итого	3307,4	Итого	3307,4

Ориентировочно число промывок для жидких, веществ можно оценить по следующей формуле:

где

- начальная кислотность продукта;

- кислотность продукта после n-ной промывки;

- количества жидкого вещества;

- количество промывной жидкости;

- число промывок;

- коэффициент распределения примесей (кислоты) между продуктом и водой.

К сожалению, коэффициент

в большинстве случаев нам неизвестен, кроме того, он не остаётся постоянным на всех ступенях промывки. Однако для ориентировочной оценки числа промывок этой формулой можно пользоваться.

Обычно

изменяется от 0,1 до 0,3. Примем значение =0,2 и определим .

В продукте на 1181,2 кг ДНБК содержится 475,2 кг ОК, в том числе

Н₂SO₄ моногидрата97,9 кг

Н₂О 371,8 кг

примем равным 0,4%.

Решая уравнение

находим, что

Следовательно, одной промывки будет вполне достаточно.

3-я стадия - пропарка и фильтрация

Расчет необходимого количества пара, необходимого для пропарки отфильтрованной реакционной массы приведен в расчете теплового баланса третьей стадии процесса. Необходимое количество пара составляет

.

Динитробензойная кислота после фильтрации содержит 20% маточного раствора, образующегося в результате реакции:

Рассчитаем процентное содержание компонентов в пропаренной 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 с учетом выхода продукта:

Таблица №7

Материальный баланс стадии пропарки и фильтрации

Приход	кг	Расход	кг
1. Промытая ДНБК всего:ДНБК 1181,2 кг 224,9 кг 11,3 кг	1417,4	1. Пропаренная ДНБК всего:ДНБК 1122,2 кг 223,9 кг 0,6 кг	1346,7
2. Пар	6996,5	2. Маточник всего: 6997,5 кг 10,7 кгДНБК 59,0кг	7067,2
Итого	8413,9	Итого	8413,9

Промывка

Зададимся модулем при промывке ДНБК 1 (1:

1), на 1 м. ч. ДНБК возьмем 1 м. ч. воды. Промывка осуществляется на вакуум-фильтре.

Динитробензойная кислота после промывки содержит 20% маточного раствора:

Рассчитаем процентное содержание компонентов в промытой ДНБК:

Таблица №8

Материальный баланс стадии промывки

Приход	кг	Расход	кг
1. Пропаренная ДНБК всего:ДНБК 1122,2 кг 223,9 кг 0,6 кг	1346,7	1. Промытая ДНБК всего:ДНБК 1122,2 кг 224,4 кг	1346,6
2. Вода	1346,7	2. Промывная вода всего: 1346,2кг 0,6 кг	1346,8
Итого	2693,4	Итого	2693,4

4-я стадия - кристаллизация и фильтрация

Из литературных данных известно, что для растворения 1 весовой части динитробензойной кислоты требуется 4,5 весовых частей 50% этилового спирта. Рассчитаем необходимое количество

, идущее на кристаллизацию динитробензойной кислоты.

Динитробензойная кислота после фильтрации содержит 20% маточного раствора, образующегося в результате реакции: