2.4. Требования к готовой продукции на предприятии

Таблица 2.2. Требования к готовой продукции

Латекс БМВП-10Х	ГОСТ 38.03136-77	Массовая доля сухого вещества, %, н/м	Высш 1-ый сорт 30,0 26,0
		рН	10-11,2
		Массовая доля суммы пиридиновых производ-ных, %, н/б	0,11 0,18
		Поверхностное натяжение, мН/м, н/м	48,0 46,0
		Жёсткость полимера, Н (гс)	14,7-34,3 (1500-3500)
		Температура желатини-зации, С, н/б	+5
		Массовая доля легколе-тучих углеводородов С2-С4, %, н/б	0,02
		Прочность связи пропи-танных кордных нитей с контрольной резиной, Н, н/м	98

2.5. Расчёт материального баланса процесса производства латекса марки бмвп-10х

2.5.1. Расчёт материального баланса

Исходные данные к проекту:

1. Годовая производительность по сухому остатку, тонн - 10000

2. Время непрерывной работы в году, час - 8520

3. Глубина полимеризации - К=98%

4. Время реакции полимеризации - 19 ч

5. Объём одного реактора - 12 м³

6. Потери мономера на коагулюм - 1%

7. Подача водной фазы - 0.576 кг/с

1) Расчёт производительности по латексу:

(2.1)

где N — годовая производительность латекса

2) Расчёт подачи бутадиена без учёта потерь:

(2.2)

где — производительность по латексу.

— доля бутадиена в углеводородной шихте,

3) Расчёт подачи МВП без учёта потерь:

(2.3)

где — производительность по латексу.

— доля МВП в углево­дородной шихте,

4) Расчёт подачи бутадиена с учётом потерь:

(2.4)

где P=1% — потери на коагулюм.

5) Расчёт потерь бутадиена:

(2.5)

6) Расчёт подачи МВП с учётом потерь:

(2.6)

где P=1% — потери на коагулюм.

7) Расчёт потерь МВП:

(2.7)

8) Расчёт подачи углеводородной шихты:

(2.8)

9) Расчёт подачи химических растворов:

Таблица 2.3. Количество и состав эмульсии инициатора.

№ п/п	Наименование	кг/ч	% вес
1	Гипериз	5.28	5.0
2	Вода	100.32	95.0
Итого		105.6	100.0

Исходные данные:

- 0,4 % вес. по рецепту

- 11% примесей в техническом гиперизе

- 2,5% водный раствор

Методика:

- рассчитать количество абсолютного гипериза

- рассчитать количество технического гипериза

- рассчитать общий объём водного раствора

- по разнице общего объёма и технического гипериза найти количество воды

Расчёт:

Абсолютного гипериза:

Технического гипериза:

Общий объем раствора:

Вода:

Таблица 2.4. Количество и состав регулятора

№ п/п	Наименование	кг/ч	% вес
1	ТДМ	2.8	15.0
2	Вода	15.9	85.0
Итого		18.7	100.0

Исходные данные:

- 0,31 % вес. по рецепту

- 8% примесей в техническом ТДМ

- 15% водный раствор

Методика:

- рассчитать количество абсолютного ТДМ

- рассчитать количество технического ТДМ

- рассчитать общий объём водного раствора

- по разнице общего объёма и технического ТДМ найти количество воды

Расчёт:

Абсолютного ТДМ:

Технического ТДМ:

Общий объем раствора:

Вода:

Таблица 2.5. Количество и состав раствора активатора.

№ п/п	Наименование	кг/ч	% вес
1	Ронгалит	2.06	20.0
2	Трилон Б	0.247	4.0
3	Вода	7.253	76.0
Итого		9.56	100.0

Исходные данные:

- 0,12 % вес. по рецепту

- 32% примесей в техническом ронгалите

Методика:

- рассчитать количество абсолютного ронгалита

- рассчитать количество технического ронгалита

Расчёт:

Абсолютного ронгалита:

Технического ронгалита:

Исходные данные:

- 0,02 % вес. по рецепту

- 5% примесей в техническом трилоне Б

Методика:

- рассчитать количество абсолютного трилона Б

- рассчитать количество технического трилона Б

- рассчитать общий объем водного раствора

- по разнице общего объёма и технического ронгалита и трилона Б найти количество воды

Расчёт:

Абсолютного трилона Б:

Технического трилона Б:

Общий объем раствора:

Вода:

Таблица 2.6. Количество и состав раствора лейканола.

№ п/п	Наименование	кг/ч	% вес
1	Лейканол	6.73	32.0
2	Вода	14.3	68.0
Итого		21.03	100.0

Исходные данные:

- 0,3 % вес. по рецепту

- 48% примесей в техническом лейканоле

- 32% водный раствор

Методика:

- рассчитать количество абсолютного лейканола

- рассчитать количество технического лейканола

- рассчитать общий объём водного раствора

- по разнице общего объёма и технического лейканола найти количество воды

Расчёт:

Абсолютного лейканола:

Технического лейканола:

Общий объем раствора:

Вода:

Таблица 2.7. Количество и состав раствора парафината калия.

№ п/п	Наименование	кг/ч	% вес
1	Парафинат калия	113.44	10.0
2	Вода	1020.96	90.0
Итого		1134.4	100.0

Поскольку происходит химическая реакция, то считать будем по другой методике.

Исходные данные:

- 5,2% вес. СЖК по рецепту

- 38% примесей в техническом СЖК

- 1,3% вес. КОН по рецепту

- 46% примесей в техническом КОН

- массовая доля СЖК 250 кг/моль

- массовая доля КОН 56 кг/моль

- массовая доля парафината калия 288 кг/моль

- 10% раствор парафината калия

Методика:

- рассчитать количество абсолютного СЖК

- рассчитать количество технического СЖК

- рассчитать количество абсолютного КОН

- рассчитать количество технического КОН

- по уравнению определить недостаток (избыток) молей

- по недостатку рассчитать количество парафината калия

- пересчитать КОН по разнице парафината калия и СЖК

- рассчитать общий объём водного раствора

- по разнице общего объёма и парафината калия найти количество воды

Расчёт:

Абсолютного СЖК:

Технического СЖК:

Абсолютного КОН:

Технического КОН:

98,47 28,26 х

RCOOH + KOH = RCOOK + HOH

250 56 288

количество молей n:

(недостаток)

(избыток)

Количество парафината калия:

Количество КОН:

Таблица 2.8. Количество и состав парафината калия

№ п/п	Наименование	кг/ч	% вес
1	СЖК	98.47	86.8
2	KOH	14.97	13.2
Итого		113.44	100.0

Общий объем раствора:

Вода:

Далее рассчитываем количество и состав железо-трилонового комплекса.

Исходные данные:

- 0,02 % вес. ЭДТУК по рецепту

- 15% примесей в техническом ЭДТУК

- 0,03 % вес. сернокислого железа по рецепту

- 20% примесей в техническом сернокислом железе

- массовая доля ЭДТУК 292.1 кг/моль

- массовая доля Fe₂SO₄ 151.06 кг/моль

- массовая доля ЖТК 269.1 кг/моль

- 10% раствор ЖТК.

Методика:

- рассчитать количество абсолютного ЭДТУК

- рассчитать количество технического ЭДТУК

- рассчитать количество абсолютного Fe₂SO₄

- рассчитать количество технического Fe₂SO₄

- по уравнению определить недостаток (избыток) молей

- по недостатку рассчитать количество ЖТК

- рассчитать общий объём водного раствора

- по разнице общего объёма и ЖТК найти количество воды

Расчёт:

Абсолютного ЭДТУК:

Технического ЭДТУК:

Абсолютного Fe₂SO₄:

Технического Fe₂SO₄:

Образование железо-трилонового комплекса:

0.27 x

СН₂ – СООН СН₂ – СООН

N N

│ СН₂ – СООК │ СН₂ – СОО

СН₂ 0.44 СН₂

│ + Fe₂SO₄ → │ Fe⁺⁺ + К₂SO₄

С Н₂ 152.06 СН₂

│ СН₂ – СООК │ CН₂ – СОО

N N

СН₂ – СООК СН₂ – СООК

292.1 269.1

количество молей n:

(недостаток)

(избыток)

Количество ЖТК:

Общий объем раствора:

Вода:

Приготовление водной фазы.

Таблица 2.9. Количество и состав водной фазы.

№ п/п	Наименование	кг/ч	% вес
1	Активатор	9.56	0.43
2	Лейканол	21.03	0.95
3	Парафинат калия	1134.4	51.28
4	ЖТК	2.5	0.11
5	Вода	1044.763	47.23
Итого		2212.253	100.0

Таблица 2.10. Материальный баланс потоков

Наименование компонентов	Поток 1		Поток 2		Поток 3		Поток 4		Поток 5		Поток 6		Поток 7		Поток 8
	кг/ч	% вес	кг/ч	% вес	кг/ч	% вес	кг/ч	% вес	кг/ч	% вес	кг/ч	% вес	кг/ч	% вес	кг/ч	% вес
Сернокислое железо	0.44	0.04
Диспергатор НФ технич. (лейканол)	6.73	0.57
Калия гидрат окиси технич.	14.68	1.28
Кислоты жирные синтетические	98.47	8.43
Трилон «Б»	0.247	0.02
Ронгалит	2.06	0.17
Ум. вода	1044.763	89.49					15.9	85.0	100.32	95.0	1160.983	46.86	1160.983	49.48
Бутадиен			1067.2	100.0
2-метил-5-винилпиридин					118.6	100.0
Додецилмеркаптан технич.							2.8	15.0
Гипериз									5.28	5.0
Недегазированный латекс											1316.507	53.14
Дегазированный латекс													1174	50.52
Потери технологические															142.507	100.0
Итого	1167.39	100.0	1067.2	100.0	118.6	100.0	18.7	100.0	105.6	100.0	2477.49	100.0	2334.983	100.0	142.507	100.0

Таблица 2.11. Сводная таблица материального баланса

Приход	кг/ч	Расход	кг/ч
Поток 1	1167.39	Поток 7	2334.983
Поток 2	1067.2	Поток 8	142.507
Поток 3	118.6
Поток 4	18.7
Поток 5	105.6
Итого — Поток 6	2477.49	Итого	2465.882