Тепловой расчет и материальный баланс производства невакуумированной смолы КФ-НВ, страница 2

Реактор – 4 м3

Смола КФ-НФП, загрузка: формалин – 3000 кг

                                               карбамид – 1844 кг

            КФ-НВ: формалин – 2500 кг

                           карбамид – 1593 кг

Выход смолы: 1) НФП – по сух. (абс. сухая смола) – 2600 кг

                                           конц. (сух. остаток) – 68%

 (перевод в жидкость)

                         2) НВ – (абс. сухая) – 2200 кг

                                       конц. – 54%

В сутки требуется получить НВ:11648 : 335 = 34,77 т/сут

С учетом годового коэффициента использования оборудования К = 0,9:

34,77 : 0,9 = 37,63 т/сут

Технологический расчет

1)

Из них 39,59% карбамида = 15,76 т

             60,4% формалина = 24,06 т

        33,88м3

α = 33,88/3,4 = 9,96

β = 24/8 = 3

Нормы расхода

С учетом 97%: 447 · 0,97 = 433,59 кг

Расход:

1) карбамида: 433,59 – 177

                        1000 – х

2) формалина: 433,59 – 270

                        1000 – х

На 1 т смолы КФ-НВ:

Карбамид:

Формалин:

потери = 51,02 кг

+ Нужно получить КФ-НФП: 24,41 т/сут

Из них 38,08% карбамида = 11,76 т        ρ = 1335 кг/м3

             61,86% формалина = 19,1 т         ρ = 1090 кг/м3

             0,05% буры = 0,015 т

     26,36м3 = 26м3 = Vсут

Технологический расчет

α = 26м3/3,4 = 7,65

β = 2

Расход материалов для получения 100 кг невакуум. карб. смолы:

Наименование м-лов

Расход на 100 кг смолы

1. Мочевина безводн. (97%)

2. Влага мочевины (3%)

3. Формальдегид с 40% формалином

4. Вода формалина (54%)

5. Метиловый спирт ф-на (9%)

6. Бура

36,9

1,2

22,89

33,42

5,57

0,05

Расход материалов на загр. 1 р-ра емкостью 4 м3 с учетом коэффициента загрузки 0,85

Наименование материала

Расход на запр. одного реакт. в кг

1. Моч.безв.

2. Влага мочевины

3. Формальдегид с 37% формалином

4. Вода формалина

5. Метиловый спирт ф-на

6. Бура

Всего

1254,6

40,8

778,26

1136,28

189,38

1,7

3401,02 кг

38,08%

61,86

0,05%

100%

Получ-ся вак. смолы за 1 варку с учетом 79% вых.:

3401,02 · 0,79 = 2686,81 кг – в пересчете на усл.-сух.см. (68%) 2686,81·0,68 = 1827,03

вода смолы: 2686,81 – 1827,03 = 859,78 кг

потери составляют: 3401,02 · 0,015 = 51,02 кг

При сушке отгоняются спирт и вода

3401,02 – 2686,81 – 51,02 = 663,19кг на 1 варку

Материальный баланс (на 1 загрузку)

Приход (загрузка)

Расход (получ.)

1. Моч.безв.

2. Влага мочевины

3. Формальдегид с 37% формалином

4. Вода формалина

5. Метиловый спирт ф-на

6. Бура

Всего

1254,60

40,80

778,26

1136,28

189,38

1,7

3401,02

1. Вакуум. смола КФ-НФП 2686,81 кг (из них 1827,03 – абс.сух., 859,78 кг - вода)

2. Потери в процессе производства 51,02 кг

3. Отгоняется воды 663,19 кг

Всего                                          3401,02

В сутки требуется получить вакуум. смолы: 7360 : 335 = 21,97 т/сут

С учетом годового коэффициента использования оборудования К = 0,9:

21,97 : 0,9 = 24,41 т/сут 

Технологический расчет аппарата

1)

2) количество операций в течение суток:

3) количество операций, которые может осуществить 1 аппарат в течение суток:

4) количество аппаратов:

5) с учетом запаса мощности, величина которой до 15%, количество уст.аппаратов

, r – запас мощности

Емкость аппарата при заданном количестве аппаратов:

КФ-НВ

1. Производительность – 11648 т/год

2. Выход – 97%

3. Потери – 3,6%

4. Число рабочих дней – 335

Рецепт

1. Карбамид 177 в.ч. или 39,6%

2. Формалин 270 в.ч. или 60,4%

Всего: 447 в.ч. или 100%

Расход химикатов на получение 100 кг невак. смолы

Наименование химиката

Расход

Карбамид безводн.

Влага карбамида

Формальдегид с 37% формалином

Вода формалина

Метиловый спирт формалина

38,4

1,19

22,35

32,62

5,43

Расход на 1 загрузку (4 м3 при 0,85)

Наименование химиката

Карбамид безводн.

Влага карбамида

Формальдегид с 37% формалином

Вода формалина

Метиловый спирт формалина

Всего

1305,6

40,46

759,9

1109,08

184,62

3399,66 кг

39,59%

60,4%

100%

Получ-ся вак. смолы за 1 варку с учетом 97% вых.:

3399,66 · 0,97 = 3297,67 кг – факт.

потери: 3399,66 · 0,03 = 101,98 кг

в пересчете на абс. сух. смолу (конц. 54%):

3297,67·0,54 = 1780,74 кг

вода смолы: 1516,93 кг

Материальный баланс

Приход (загрузка)

Расход

Карбамид безводн.

Влага карбамида

Формальдегид с 37% формалином

Вода формалина

Метиловый спирт формалина

Всего:                                        3399,66

3297,67 кг

 
1. Абс.сух. смола           1780,74 кг

2. Вода смолы                1516,93 кг

3. Потери в процессе    101,98 кг

Всего                                          3399,65

Нормы расхода химикатов на производство 1 тонны условно-сухой смолы марки КФ-НФП

Формалин 37% концентрации

Карбамид

Аммиачная вода 25% концентрации

Натр едкий 43% концентрации

Хлор. аммоний 100% концентрации

Бура

– 1171 кг/т усл. сух.

– 689 кг/т

– 15

– 2,0

– 0,44

– 0,9

Нормы расхода химикатов на производство 1 тонны условно-сухой смолы марки КФ-НВ

Формалин 37% концентрации

Карбамид

Каустик 43%

Хлор. аммоний 100% концентрации

– 1142 кг/т усл. сух.

– 728 кг/т

– 2,0

– 0,4

3. Автоматический контроль производства карбамидоформальдегидных смол

В процессе производства клеящих карбамидных смол различных марок контролируют качество применяемого сырья и следующие технологические параметры: величину рН, температуру, показатель преломления, смешиваемость смолы с водой, вязкость.

Формалин анализируют в соответствии с ГОСТ 1625-75 (СТ СЭВ 2337-80). Обязательные для проверки показатели – массовые доли формальдегида, метилового спирта и кислот в пересчете на муравьиную.

Карбамид анализируют в соответствии с ГОСТ 2081-75Е. Показатели обязательные для проверки – массовые доли азота, свободного аммиака и влаги.

Для контроля технологического процесса применяются следующие приборы:

1) весы товарные платформенные с пределом взвешивания 25 – 1000 кг, 50 – 3000 кг;

2) рефрактометр ИРФ 454 ТУ 3-3.1531-77;

3) термометр ртутный стеклянный ГОСТ 2823-73, цена деления не более 2°С;

4) манометр типа МТП-160.

Допускается также применение другого оборудования и контрольно-измерительных приборов, обеспечивающих предусмотренный режим и контроль конденсации смолы.

Формалин анализируют на содержание формальдегида. Если концентрация формалина окажется выше или ниже 37%, то производят перерасчет необходимого для загрузки количества формалина в соответствии с рецептом смолы. Рассчитанное количество формалина дозируют весовым мерником.

Карбамид при необходимости предварительно измельчают. Дозирование карбамида производится весовым методом.

Отбор пробы смолы для анализа производится до или после слива партии смолы в чистую емкость для хранения. Перед взятием пробы смолу перемешивают. Анализ отобранной пробы производится через 48 часов  после изготовления смолы, что обусловлено снижением вязкости готовой смолы и содержания свободного формальдегида в ней в течение 2-х суток после ее изготовления.

Применение приборов технологического контроля вызывается необходимостью точного определения и поддержания значений отдельных параметров согласно принципиальной схеме технологического контроля.