Проектирование мастерской по производству 3,5-динитробензойной кислоты мощностью 13 тонн/год (стр. 9 из 26)

Приход:

1) Тепло

, поступившее с этанолом:

,

2) Тепло

необходимое для нагрева смеси от 20°С до 80°С:

Расход:

1) Тепло

, отводимое с ДНБК:

,

2) Тепло

, отводимое с маточным раствором:

,

3) Тепло

- потери в окружающую среду (примем потери 10% от теплоты, необходимой на нагрев смеси):

4) Тепло

, отводимое с охлаждающей водой:

Таблица №23

Операционный тепловой баланс стадии кристаллизации

Приход	кДж	Расход	кДж
1) Тепло с ДНБК	2252,6	1) Тепло , отводимое с ДНБК	1859,2
2) Тепло с этанолом	18334,8	2) Тепло , отводимое с маточным раствором	18272,0
3) Тепло для нагрева смеси	63342,0	3) Тепло - потери в окружающую среду	6334,2
4) Тепло , отводимое с охлаждающей водой	57464,0
Итого	83929,4	Итого	83929,4

4-я стадия - кристаллизация с использованием маточного раствора

Приход:

1) Тепло

, поступившее с этанолом:

,

2) Тепло

, поступившее с маточником:

,

3) Тепло

необходимое для нагрева смеси от 20°С до 80°С:

Расход:

1) Тепло

, отводимое с ДНБК:

,

2) Тепло

, отводимое с маточным раствором:

,

3) Тепло

- потери в окружающую среду (примем потери 10% от теплоты, необходимой на нагрев смеси):

4) Тепло

, отводимое с охлаждающей водой:

Таблица №24

Операционный тепловой баланс стадии кристаллизации

Приход	кДж	Расход	кДж
1) Тепло с ДНБК	2252,6	1) Тепло , отводимое с ДНБК	1859,2
2) Тепло с этанолом	9127,8	2) Тепло , отводимое с маточным раствором	18476,8
3) Тепло с маточником	9405,0	3) Тепло - потери в окружающую среду	6334,2
4) Тепло для нагревасмеси	63342,0	4) Тепло , отводимое с охлаждающей водой	57457,2
Итого	84127,4	Итого	84127,4

Выбор и расчёт оборудования

1-я стадия - реакция нитрования

Вначале необходимо выбрать объем аппарата. Для этого определим суточные объемы, загружаемых в реактор компонентов и их сумму (плотность олеума - 1897

, - 1520 , - 1260 ) [11].

Мы не можем загрузить общее количество материалов, равное этому объёму, так как всегда должен оставаться резерв на случай повышения уровня жидкости из-за перемешивания, вспенивания и т.д. Обычно коэффициент заполнения аппарата колеблется от 0,9 до 0,6. Для реакции нитрования примем коэффициент заполнения равным 0,7 [12]. Тогда

.

Из каталога выбираем аппарат с характеристиками [13]:

аппарат вертикальный

Рабочая температура 10-100⁰

Номинальный объем -

;

D_{обечайки} -

(внутренний);

Н_{обечайки} -

;

Основной материал - сталь 08Х22Н10Т

Площадь поверхности теплообмена:

рубашки -

змеевика -

В аппарате имеется две секции змеевиков из труб Ж 25 мм с числом витков в секции 12. Шаг витка равен 2d трубы.