Расчет материального баланса для производства циквалона

        Расчет материального баланса.

        Поскольку производство циквалона является процессом периодическим, необходимо сотавить баланс времени работы аппарата.

        Определим суточную производительность отделения :

Wсут.= Q/m

Где Q – годовая мощность, m – число рабочих дней в году.

Рассчитаем основной реактор для получения 2000 кг 99%-ного циквалона.

        Рассчитаем период работы аппарата (цикла) как сумму продолжительностей отдельных операций.

                                                                                                                    Таблица 1

                                                                                 Продолжительность операций

Из таблицы 1 видно, что продолжительность периода работы аппарата составляет 4 часа, при 8-ми часовом рабочем дне происходит 2 цикла.

Q = 2000 кг/год

С учетом того что при кристаллизации из этанола происходит потеря в размере 10-ти %, то количество циквалона которе необходимо получить составляет 2222.2 кг.

       А т.к чистота циквалона после прохождения основной реакции составляет 90 %, то массу циквалона которую необходимо получить увеличиваем еще на 10 %.

Mцикв. = 2469.11 кг

Wсут = 2469.11/30 = 82.30 кг

Wза 1 цикл  = 82.30/2 = 41.15 кг

m(С8H8O3)  = 41.15∙3∙152/366 = 51.27 кг

m(C6H10O) = 41.15∙2∙98/366 = 22.04 кг

m(C14H16O3) = 41.15∙232/366 = 26.08 кг

m(H2O) = 41.15∙3∙18/366 = 6.07 кг

Поскольку выход основного продукта составляет 85% от теоретического, то пересчитаем количества реагентов.

m(C8H8O3) = 51.27/0.85 = 60.32 кг

m(C6H10O) = 22.04/0.85 = 25.93 кг

Вода образует с толуолом азеотроп, который отводится во время реакции из реактора, для того чтобы сместить направление реакции в сторону получения основного продукта, тем самым повысив его выход.

Концентрация H2O в азеотропе 19.6%

m(H2O) = 6.07 кг

mазнотропа = 30.98 кг

        Рассчитаем количество непрореагировавших веществ.

mнепр(C8H8O3) = 60.32 – 51.27 = 9.05 кг

mнепр(C6H10O) = 25.93 – 22.04 = 3.89 кг

   Поскольку ванилин не имеет сто процентной чистоты, то пересчитаем его количество с учетом примесей.

   m(C8H8O3) = 60.32/0.99 = 60.93 кг

                                                                                                                   Таблица 2

                                                                         Результаты материального баланса

Абсолютная погрешность :

Gприх – Gрасх = 0

        При выборе объема аппарата учитываем только жидких начальных и конечных веществ.

Vтолуола = 0.2 м

Vциклогексанона = 25.93/0.947 = 0,027 м

Vводы = 0,06 м

Vобщ = 0.2 + 0.027 + 0.06 = 0.287 м

            Выберем объем аппарата, с учетом того, что коэффициент

заполнения  аппарата равен 0.8.  Vаппарата = 0.287/0.8 = 0.36 м, следовательно

выбираем аппарат ближайший больший из стандартного ряда и получаем аппарат Vаппарата = 0.4 м с эллиптическим днищем и крышкой, рубашкой и мешалкой.