Операционное описание технологического процесса

2.3  Операционное описание технологического процесса

Технологический процесс производства магния сульфата состоит из следующих стадий:

– подготовка воды очищенной;

– санитарная подготовка производства;

– получение раствора магния сульфата;

– фильтрация раствора магния сульфата;

– очистка раствора магния сульфата от примесей железа и марнанца;

– упарка раствора магния сульфата;

– охлаждение раствора магния сульфата;

– кристаллизация магния сульфата;

– центрифугирование;

– сушка магния сульфата;

– фасовка и упаковка готово продукции;

Сущность процесса получения магния сульфата заключается во взаимодействии каустического магнезита с серной кислотой:

 (2.3.1)

Наряду с основными реакциями протекают следующие побочные реакции:

 (2.3.2)

 (2.3.3)

 (2.3.4)

Содержания каждой стадии технологического процесса, представлена в виде блок схемы на рис. 2.3.

3.  Расчетная часть

 

3.1  Материальные расчеты

 

Порошок магнезитовый каустический

I. Теоретический расход МgО 100% на 1 т 99,5% МgSО₄. 7Н₂О

МgО + Н₂SО₄ + 6Н₂О = МgSО₄^. 7Н₂О (3.1.1)

40,31 98 246,46

40,31^. 99,5. 1000₌ 162,74 кг,

246,46^. 100

где: 40,31 – молекулярная масса МgО_;

246,46 – молекулярная масса МgSО₄. 7Н₂О;

99,5 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в готовом продукте, %.

II. Потери:

1. Со шламом после чистки осадителей:

а) в виде МgSО₄^. 7Н₂О в пересчете на МgО:

40,31^. 60. 5₌ 0,49 кг,

246,46^. 100

где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг;

5 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %;

б) в виде МgО:

60. 12₌ 7,2 кг

100

где: 12 – массовая доля МgО в шламе, %.

Всего: 0,49 + 7,2 = 7,69 кг

2. Со шламом с фильтра ЛГ-40 после холодильников в виде МgSО₄. 7Н₂О в пересчете на МgО:

40,31^. 40. 20₌ 1,31 кг,

246,46^. 100

где: 40 – количество шлама на 1 т продукта, кг;

20 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %;

3. Со шламом при чистке уварителей в виде МgSО₄. 7Н₂О в пересчете на МgО:

40,31^. 60. 15₌ 1,47 кг,

246,46^. 100

где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг;

15  – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

4. Со шламом с фильтра КМП-25

а) в виде МgSО₄. 7Н₂О в пересчете на МgО:

40,31^. 100. 10₌ 1,64 кг,

246,46^. 100

где: 100 – количество шлама на 1 т продукта, кг;

10  – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

б) в виде МgО:

100. 6₌ 6 кг,

100

где: 6 – массовая доля МgО в шламе, %;

Всего: 1,64 + 6 = 7,64 кг

5. Со слабым маточным раствором в пересчете на МgО, откачиваемым в трехкаскадный отстойник:

20^. 1,65. 40,31₌ 5,40 кг,

246,46

где: 20 – массовая концентрация МgSО₄; 7Н₂О, г/дм³;

1,65 – объем маточного раствора, м³.

6. При транспортировке и растворении порошка магнезитового – 1,5%

162,74 х 0,015 = 2,48 кг

7. При транспортировке и упаковке готового продукта – 2%, что в пересчете на МgО составит:

1000. 0,02. 40,31 ₌ 3,27 кг

246,46

Показатели по порошку магнезитовому каустическому магния на 1 т сульфата магния фармакопейного приведена в таблице 3.1.1

Таблица 3.1.1 Материальный баланс порошка магнезитового каустического магния

Приход			Расход
Состав	кг	%	Состав	кг	%
Порошок маг-незитовый каусти-ческий МgО 100%	192	100	I. Теоретический расход МgО 100%	162,74	84,7625
			II. Потери:
			1. Со шламом из оса-дителей.	7,69	4,01
			2. Со шламом с ЛГ-40 после холодиль-ников.	1,31	0,68
			3. Со шламом из уварителей.	1,47	0,77
			4. Со шламом с фильтра КМП-25	7,64	3,98
			5.С маточным раст-вором.	5,40	2,81
			6. При транспорти-ровке и растворении	2,48	1,29
			7. При транспорти-ровке и упаковке готового продукта.	3,27	1,70
ВСЕГО:	192	100		192	100

Кислота серная техническая

I. Теоретический расход Н₂SО₄ 100% на 1 т 99,5 МgSО₄^. 7Н₂О

98^. 99,5. 1000₌ 395,64 кг,

246,46^. 100

где: 98 – молекулярная масса Н₂SО_4;

246,46 – молекулярная масса МgSО₄. 7Н₂О;

99,5 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в готовом продукте, %.

II. Потери:

1. На побочные реакции:

Fе₂О₃ + 3Н₂SО₄ = Fе₂(SО₄)₃ + 3Н₂О (3.1.2)

159,68 3. 98

СаО + Н₂SО₄ = СаSО₄ + Н₂О (3.1.3)

56,079 98

Массовая доля Fе₂О₃ в порошке магнезитовом каустическом 3%, массовая доля СаО 2,74%.

Количество Fе₂О₃ в 162,74 кг порошка магнезитового составит:

162,74^. 3₌ 4,88 кг

100

Расход серной кислоты:

4,88^. 294₌ 8,98 кг,

159,68

26.

Количество СаО в 162,74 кг порошка магнезитового составит:

162,74^. 2,74₌ 4,46 кг

100

Расход серной кислоты:

4,46^. 98₌ 2,73 кг

159,68

Всего на побочные реакции 11,71 кг Н₂SО₄ 100%.

2. Со шламом после чистки осадителей:

98^. 60. 5₌ 1,19 кг,

246,46^. 100

где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

5 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %;

3. Со шламом с фильтра ЛГ-40 после холодильников:

98^. 40. 20₌ 3,18 кг,

246,46^. 100

где: 40 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

20  – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

4. Со шламом при чистке уварителей аппаратов:

98^. 60. 15₌ 3,58 кг,

246,46^. 100

где: 60 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

15 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

5. Со шламом с фильтра КМП-25:

98^. 100. 10₌ 3,98 кг,

246,46^. 100

где: 100 – количество шлама на 1 т продукта, кг_;

10 – массовая доля МgSО₄. 7Н₂О в шламе, %.

6. Со слабым маточным раствором, откачиваемым в трехкаскадный отстойник:

20^. 1,65. 98₌ 13,12 кг,

246,46

где: 20 – массовая концентрация МgSО₄. 7Н₂О, г/дм³_;

1,65 – объем маточного раствора, м.

7. При транспортировке и упаковке готового продукта – 2%, что в пересчете на Н₂SО₄ составят:

1000. 0,02. 98 ₌ 7,96 кг

246,46

8. При транспортировке, перекачке и хранении кислоты составляют 3,7%:

395,64. 3,7 ₌ 14,64 кг

100

Показатели материального баланса по серной кислоте технической 1 т сульфата магния фармакопейного приведены в таблице 3.1.2

Таблица 3.1.2 Материальный баланс серной кислоты технической

Приход					Расход
Состав		кг		%	Состав		кг		%
Серная кислота техническая 100%		455		кг	I. Теоретический расход		395,64		86,95
					II. Потери:
					1. На побочные реак-ции.		11,71		2,57
					2. Со шламом из осадителей.		1,19		0,26
					3. Со шламом с ЛГ-40 после холодиль-ников.		3,18		0,70
						4. Со шламом из уварителей		3,58		0,79
						5. Со шламом с фильтра КМП-25		3,98		0,87
						6.С маточным раст-вором		13,12		2,89
						7. При транспорти-ровке и упаковке готового продукта.		7,96		1,75
						8. При транспорти-ровке, перекачке и хранении		14,64		3,22
ВСЕГО:	455		100					455		100