Химико-технологических процессов

Химико-технологические расчеты составляют главную часть проекта новых химических производств, они же являются завершающей стадией научных исследований и выполняются при обследовании работающих цехов и установок. Основой технологических расчетов является составление материальных и тепловых балансов.

Материальный баланс основан на законе сохранения массы вещества, согласно которому масса веществ, поступивших в замкнутую систему, равна массе веществ на выходе из нее. Применительно к материальному балансу любого технологического процесса это означает, что масса веществ, поступивших на технологическую операцию, – приход, равна массе всех веществ, получившихся в результате ее, – расходу.

Материальный баланс может быть представлен уравнением, левую часть которого составляет масса всех видов сырья и материалов, поступающих на переработку (Σ m _прих), а правую – масса получаемых продуктов плюс производственные потери (Σ m ¢_расх):

Σ m _прих = Σ m ¢_расх. (24)

Уравнение материального баланса может быть представлено в следующем виде:

m + m + m + m = m + m + m + m + m₇, (25)

где m ₁ и m ₂ - массы поступившего газообразного, жидкого и твердого сырья и вспомогательного материала; m ₃, m ₄, m ₅ - полученные целевой продукт, побочный продукт, отход соответственно; m ₆ - непрореагировавшее сырье; m₇ – производственные потери. Слагаемые прихода и расхода, число которых зависит от состава производственных потоков, называют статьями материального баланса.

Материальный баланс – зеркало технологического процесса, отражающее расходные коэффициенты по сырью, наличие твердых отходов, газообразных выбросов, жидких стоков, состав образующихся продуктов. Чем подробнее изучен процесс, тем более полно можно составить материальный баланс. Составляют его по уравнению основной суммарной реакции с учетом параллельных и побочных реакций. Поскольку на практике приходится иметь дело не с чистыми веществами, а с сырьем сложного химического состава, то для составления материального баланса следует учитывать массу всех компонентов, входящих в его состав. Для этого пользуются данными химических анализов.