Тепловой баланс стадии получения красителя.
Расчет удельных теплоемкостей исходных веществ и продуктов реакции. сР алой к-ты 21 7,53 14 9,62 2 11,3 2 22,59 9 16,74 2 28,18 548 1.04 кДж кгК сР диазо 10 7,53 6 9,62 2 11,3 22,59 3 16,74 234 0.98 кДж кгК cP красителя 41 7,53 24 9,62 6 11,3 4 22,59 15 16,74 4 28,18 1060 1.00 кДж кгК Рассчитанные удельные теплоемкости исходных веществ и продуктов реакции приведены в таблице Удельные теплоемкости исходных веществ и продуктов реакции.
Наименование Удельная теплоемкость ср, кДж кгК Динатриевая соль алой кислоты 1.04 Диазосоединение 0.98 Краситель 1.00 Сода 1.05 Хлорид натрия 0.90 Вода 4.18 Тепловой эффект процесса сочетания Q3 находится аналогично этапу 1 где G1 - масса загружаемого диазосоединения, кг с1 - содержание чистого вещества в исходном продукте, масс. доли М1 - молекулярная масса диазосоединения, кг кмоль qP - теплота сочетания, ккал г-моль - выход в реакции сочетания, вес. доли В качестве допущения примем, что побочным продуктом в реакции сочетания является краситель, изомерный целевому, поэтому все свойства теплоёмкость, теплота реакции побочного продукта принимаются равными таковым для целевого красителя. В справочнике теплота реакции сочетания рассматривается как разность теплот реакций RN2OH HCI RN2CI H2O qн.д. RN2OH HRY RN2RY H2O qc Суммарная реакция описывается уравнением RN2CI HRY RN2RY HCI qp, где qp qc - qн.д. В справочнике отсутствуют значения для реакции сочетания диазосоединения, полученного из 1,5-нафтиламинсульфокислоты кислоты, с - нафтолом.
Следовательно, для реакции сочетания с запасом принимаем тепловой эффект реакции сочетания qp 35 ккал г-моль. Процесс получения красителя складывается из двух стадий I - охлаждение раствора динатриевой соли алой кислоты до 12С II - сочетание диазосоединения с динатриевой солью алой кислоты.
Определение количества теплоты Q2, отводимого хладагентом для каждой стадии.
I стадия. Q3 0 Q2 1.05 Q4 Q5 - Q1 Q4 520.6 1.04 3500 4.18 285 4323855840 Дж Q5 1500 0.524 12 - 30 -14148000 Дж Q1 520.6 1.04 3500 4.18 303 4596941472 Дж Q2 1.05 4323855840-14148000-4596941472 -301595313.6 Дж II стадия.
Q5 0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q6 Q2 1,05 Q4 - Q1 - Q3 Q4 907 185 1.05 129 0.9 7000 4.18 288 8777476800 Дж Q1 520.6 1.04 3500 4.18 234 1.05 285 458 0.98 117 0.9 109.5 0.99 3437 4.18 285 8677203765 Дж Q3 2 1000 35 4.19 29330 Дж Q2 1.05 8777476800-8677203765-29330 -202678313.25 Дж Расчет поверхности теплообмена. I стадия. В качестве хладагента используется рассол с начальной температурой -10С и конечной температурой -5С. Прямоток Противоток Принимаем значение коэффициента теплопередачи 3 К 900 Вт м2 К. Время охлаждения 50 мин 3000 с. Поверхность теплообмена Число витков змеевика n 4 3,21 1,3 витка Расход рассола II стадия.
В качестве хладагента используется рассол с начальной температурой -10С и конечной температурой -5С. Принимаем значение коэффициента теплопередачи 3 К 900 Вт м2 К. Время охлаждения 60 мин 3600 с. Поверхность теплообмена Число витков змеевика виток. Минимум витков змеевика в аппарате равен 6. Расход рассола Суммарный расход рассола.
Суммарный расход рассола равен 2,7 4,8 2,9 6,9 17,3 кг с 10.4.