Производство поливинилбутираля
4028,95 – 866,37 = 3162,58
Общее количество воды в ацеталяторе, кг/сут:
144394,07 + 1475,16 + 3162,58 = 149031,81
Сколько масляного альдегида прореагирует, кг/сут:
(3312 • 22485,06) / 7010 = 10623,47
Сколько масляного альдегида требуется загрузить (по данным КХЗ на 1 моль ПВС берётся 0,46 кмоль масляного альдегида), кмоль/сут:
а) Сколько ПВС загружается в ацеталятор, кмо
ль/сут:
15610,17 / 45 = 346,89
б) Сколько масляного альдегида требуется загрузить, кмоль/сут:
346,89 • 0,46 = 159,57
в) Сколько масляного альдегида загружается, кг/сут:
159,57 • 72 = 11489,04
г) Сколько масляного альдегида не прореагирует, кг/сут:
11489,04 – 10623,47 = 865,57
Сколько технического масляного альдегида загружается (по данным КХЗ масляный альдегид имеет 2% примесей), кг/сут:
11489,04 / 0,98 = 11723,51
а) Сколько примесей (воды) содержится в масляном альдегиде, кг/сут:
11723,51 – 11489,04 = 234,47
Модуль ванны (ПВС: вода) 1: 10 в ацеталяторе.
а) Общая загрузка с сырьём воды, кг/сут:
149031,81 + 234,47 = 149266,28
б) Сколько жидкой фазы должно быть с учётом модуля ванны, кг/сут:
15961,32 • 10 = 159613,20
в) Сколько воды по рецептуре надо добавить в процесс, кг/сут:
159613,20 – (149266,28 + 866,37) = 9480,55
Сколько воды образуется в процессе образования поливинилбутираля, кг/сут:
(828 • 22485,06) / 7010 = 2655,87
ОПЕРАЦИЯ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ:
Процент потерь на операции центрифугирования составляет 0,20%. Так как Поливинилбутираль из центрифуги выходит 30% влажности, то:
Определяем массу 30% поливинилбутираля, кг/сут:
22393,28 / 0,30 = 74644,27
Сколько примесей содержится в поливинилбутирале, кг/сут:
74644,27 – 22393,28 = 52250,99
Следовательно содержится:
В маточнике содержится, кг/сут:
Поливинилбутираль |
(458,89 • 0,2) / 2 = 45,89 |
ПВС |
773,48 – 232,04 = 541,44 |
Метанол |
319,23 – 95,77 = 223,46 |
HCl |
866,37 – 259,91 = 606,46 |
Ацетат натрия |
31,92 – 9,58 = 22,34 |
Масляный альдегид |
865,57 – 259,67 = 605,90 |
Вода |
(156529,48 + 2655,87) – 51394,02 = 107791,33 |
ОПЕРАЦИЯ ПРОМЫВКИ:
После загрузки в промыватель потери на промывке поливинилбутираля составляют 0,25%:
Сколько поливинилбутираля потеряется после промывателя, кг/сут: (458,89 • 0,25) / 2 = 57,36
Сколько поливинилбутираля остаётся после потерь на операции промывки, кг/сут:
22393,28 – 57,36 = 22335,92
Модуль ванны (поливинилбутираль: вода) 1: 8.
Сколько воды добавляют в промыватель, кг/сут:
а) Масса воды, кг/сут:
22393,28 • 8 = 179146,24
б) Масса добавляемой воды (т.к. в поливинилбутирале содержится вода), кг/сут:
179146,24 – 51394,02 = 127752,22
Из промывателя удаляется вода на 50% с примесями. Поливинилбутираль содержит 2% примесей.
Сколько примесей содержится в поливинилбутирале после промывки, кг/сут:
22335,92 / 0,98 = 22791,76
ОПЕРАЦИЯ СТАБИЛИЗАЦИИ:
На стадии стабилизации потери поливинилбутираля составляют 0,25%, кг/сут:
(458,89 • 0,25) / 2 = 57,36
Сколько поливинилбутираля остаётся после промывки, кг/сут:
22335,92 – 57,36 = 22278,56 155,95
HCl + NaOH NaCl + H2O
36,5 40 58,5 18
Сколько х.ч. NaOH расходуется для нейтрализации HCl, кг/сут:
(40 • 155,95) / 36,5 = 170,90
Сколько 15% щёлочи загружается на стабилизацию, кг/сут:
170,90 / 0,15 = 1139,33
Сколько содержится воды, кг/сут:
1139,33 – 170,90 = 968,43
Сколько образуется NaCl, кг/сут:
(58,5 • 155,95) / 36,5 = 249,95
Сколько образуется воды, кг/сут:
(18 • 155,95) / 36,5 = 76,90
ОПЕРАЦИЯ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ:
Потери поливинилбутираля 0,20% на стадии центрифугирования.
Потери поливинилбутираля, кг/сут:
(458,89 • 0,20) / 2 = 45,89
Сколько поливинилбутираля остаётся без потерь, кг/сут:
22278,56 – 45,89 = 22232,67
Сколько влажного поливинилбутираля остаётся после центрифугирования, кг/сут:
22232,67 / 0,30 = 74108,90
Сколько воды находится в поливинилбутирале, кг/сут:
74108,90 – 22232,67 = 51876,23
Сколько маточника уйдёт из центрифуги, кг/сут:
113505,14 – 57,36 = 113447,78
1) 113447,78 – 74108,90 = 39338,88
2) 90618,45 – 51876,23 = 38742,22 – вода
Материальный баланс сушки:
Потери поливинилбутираля 0,50%, кг/сут:
(458,89 • 0,50) / 2 = 114,72
Поливинилбутираль остаётся после сушки, кг/сут:
22168,78 – 114,72 = 22054,06
После сушки поливинилбутираль выходит 2% влажности, кг/сут:
22054,06 / 0,98 = 22504,14
Сколько содержится воды, кг/сут:
22504,14 – 22054,06 = 450,08
Сколько воды испарилось, кг/сут:
51876,23 – 450,08 = 51426,15
ОПЕРАЦИЯ УПАКОВКИ:
Потери при упаковке составляют 0,20%.
Вода в маточнике, кг/сут:
285268,13 – 51426,15 (испарение) – 450,08 (в ПВБ) = 233391,90
3.2ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОСНОВНОГО АППАРАТА – АЦЕТАЛЯТОРА. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА АППАРАТОВ В УСТАНОВКЕ
Рассчитываем количество ацеталяторов:
Количество загружаемого сырья в ацеталятор, кг/сут:
Gсут = mПВС + mмасл.альд. + mHCl 22% = 159613,20 + 11723,51 + 4028,95 = 175365,66
где: mПВС – масса поливинилового спирта, кг/сут [из таблицы
mмасл.альд. – масса масляного альдегида, кг/сут материального
mHCl 22% – масса 22% соляной кислоты, кг/сут баланса]
В объёме, м3/сут:
Vсут = Gсут / (ρсм • 1000) = 175365,66 / (1,03 • 1000) = 170,26
где: ρсм – плотность смеси = 1,03 г/см3 [из регламента КХЗ]
Продолжительность цикла ацеталирования (загрузка, перемешивание, охлаждение, ацеталирование) принимаем 30 часов, тогда число операций в сутки:
n = τ / t = 24 / 30 = 0,80
Производительность всех ацеталяторов, м3/опер:
Vраб = Vсут / n = 170,26 / 0,80 = 212,83
Полезный объём ацеталятора, м3:
40 • 0,75 = 30
Производительность одного ацеталятора на одну операцию, м3/опер:
30 / 0,8 = 37,5
Определяем количество ацеталяторов, шт.:
212,83 / 37,5 = 5,67
Принимаем количество ацеталяторов – 6 аппаратов.
Техническая характеристика аппарата:
– ёмкость 40 м3;
– D = 3,35 м; [13, с. 58]
– D1 = 3,55 м;
– H = 4,25 м;
– H2 = 8,5 м;
– рабочее давление в аппарате 0,3 МПа;
– температура среды 550С;
– среда: масляный альдегид, поливиниловый спирт, соляная кислота;