Материальный баланс производства сн3он

Приход			Расход
Статья	кмоль	кг	Статья	кмоль	кг
Газ	109,4	1172,4	СН3ОН	31,3	1000
В том числе			СО	2,5	68,6
СО	35,0	980,1	Н2	7,1	14,2
Н2	72,2	144,2	N2	1,1	30,6
N2	1,1	30,6	СН4	1,1	17,5
СН4	1,1	17,5	СН3ОСН3	0,7	29,9
			Н2О	0,7	11,7
Итого	109,4	1172,4	Итого	44,9	1172,5

Пример 3. По приведенному в табл. 7 материальному балансу процесса получения сульфида натрия, в основе которого лежит следующая реакция:

Na₂SО₄ + 4Н₂ = Na₂S + 4Н₂О

рассчитать: 1) теоретические и практические расходные коэффициенты; 2) степень превращения сульфата натрия и водорода; 3) состав готового безводного продукта; 4) интенсивность процесса (т/(ч  м³)), если объем реактора равен 10 м³. Молярная масса, г/моль или кг/кмоль: Na₂S – 78; Na₂SО₄ – 142, Н₂ – 2.

Таблица 7

Материальный баланс производства сульфида натрия

Приход		Расход
Статья	кг	Статья	кг
Сульфат натрия	8000	Na2S	4210
В том числе		Na2SО4	320
Na2SО4	7984	NaCl	16
NaCl	16	Н2	4
Технический водород	654	N2	80
В том числе		Cl2	138
Н2	426	Н2О	3886
Cl2 N2	138 80
Итого	8654	Итого	8654

Порядок расчета

Исходя из реакции образования сульфида натрия теоретические расходные коэффициенты составляют:

_теор = = 1820,5 кг/т, или 1,82 т/т;

_теор = = 102,5 кг/т, или 0,102 т/т.

Практические расходные коэффициенты вычисляются на основании фактического расхода сырья на получение продукта:

_практ = = 1,9 т/т;

_практ = = 0,155 т/т.

Степень превращения исходных реагентов составит:

= = 0,96, или 96%;

= = 0,973, или 97,3%.

Общая масса твердых продуктов, согласно приведенным статьям расхода, равна

4210 + 320 + 416 = 4546 кг.

Тогда готовый продукт имеет следующий состав:

= 0,926, или 92,6% Na₂S;

= 0,07, или 7,0% Na₂SО₄;

= 0,004, или 0,4% NaCl.

Интенсивность реактора рассчитывается по формуле (11):

I = = 17,7 кг/(ч  м³).

Пример 4. Составить материальный баланс процесса получения 1 т СuSО₄  5Н₂О путем его кристаллизации из раствора, если содержание СuSО₄ при 100С составляет 70 г/100 г воды, а при 20С – 20,7 г/100 г воды.

Порядок расчета

Обозначим массу исходного раствора за Х. Массовая доля СuSО₄ в насыщенном при 100С растворе, исходя из условия, составляет:

ω==0,41;

в маточном растворе при 20С

ω== 0,17.

в кристаллогидрате

ω==0,64;

где 160 и 250 – молярные массы СuSО₄ и СuSО₄  5Н₂О соответственно, г/моль.

Тогда, исходя из рассчитанного содержания СuSО₄ во входящем и выходящих потоках, справедливо равенство

0,41  Х = 0,64  1000 + (Х – 1000)  0,17.

Откуда Х равен 1960 кг.

Тогда масса маточного раствора составит

1960 – 1000 = 960 кг.

Определяем массу соли в исходном и маточном растворах:

m₁₀₀ = 1960  0,41 = 803 кг;

m₂₀ = 960  0,17 = 163 кг.

На основе полученных данных составляем таблицу материального баланса процесса кристаллизации СuSО₄  5Н₂О (табл. 8).

Таблица 8