С1 – это средняя теплоемкость исходного раствора в ; / 9 /

t1 – это температура исходного раствора в град

=10067,3 кДж (3.2.3)

=31809,5Дж (3.2.4)

=18320,4кДж (3.2.5)

2. Тепловой эффект реакции определяется:

(3.2.6)

(3.2.7)

MgO + H2SO4 + 6H2O = MgSO4 · 7 H2O (3.2.8)

(3.2.9)

CaO+H2SO4=CaSO4+ H2O (3.2.10)

(3.2.11) FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O (3.2.12)

(3.2.13)

(3.2.14)

где ∆Н – это энтальпия в кДж/моль

п – число молей / 9 /

Расход тепла состоит из следующих составляющих:

1. Тепло, уходящее с маточным раствором

(3.2.15)

где - это вес маточного раствора;

t2к и t2м – это начальная и конечная температура

С2 – это средняя теплоемкость маточного раствора; / 9 /

t0=(60–25)=350

кДж (3.2.16)

кДж (3.2.17)

кДж (3.2.18)

2. Тепло потери окружающей среде

(3.2.19) кДж/моль (3.2.20)

∆Нпр.р. – это теплота продуктов реакции;

Qисх.в. – это теплота исходных веществ; / 9 /

Показатели теплового баланса получения сульфата магния фармакопейного приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Тепловой баланс производства сульфата магния фармакопейного

3.3 Выбор основного оборудования

Рассмотрен основной аппарат-низкотемпературный кристаллизатор, который необходим на стадии кристаллизации магния сульфата, представленный на рис. 3.3.

Рис. 3.3 – Схема низкотемпературного кристаллизатора: 1 – раствор; 2 – кристалл; 3 – печь; 4 – термостат; 5 – мешалка; 6 – контактный термометр; 7 – терморегулятор.

Низкотемпературный кристаллизатор представляет собой сосуд с раствором 1, в котором создаётся пересыщение, необходимое для роста кристаллов 2 путём медленного снижения температуры, реже испарением растворителя.

После заполнения кристаллизатора в раствор при включенном мешальном устройстве задается мерной кружкой серная кислота реактив в количестве массовой концентрации H2SO4 0,3–0,5 г/л.

Отбор пробы раствора из анализ проводится пробоотборником через смотровой люк. Массовая концентрация H2SO4 в растворе определяется аналитическим путем.

Кристаллизатор – вертикальный аппарат, изготовленный из нержавеющей стали. Снабжен рубашкой и якорной мешалкой, объемом 10 м3.

Кристаллизация магния сульфата происходит за счет понижения температуры раствора вследствие передачи тепла охлаждающей среде. В качестве охлаждающей среды в кристаллизаторах используется техническая вода. Раствор в кристаллизаторе охлаждается в течение 15–20 часов до температуры не более 25 0С.

Температура раствора кристаллизаторе фиксируется прибором.

Подача воды в рубашку регулируется вентилем, установленным на трубопроводе поступления воды в кристаллизатор.

Применение мешалки с водяным охлаждением значительно уменьшает и даже полностью устраняет образование инкрустаций на стенках аппарата. Перемешивание раствора и водяное охлаждение позволяют увеличить скорость кристаллизации в этих аппаратах в 8–15 раз по сравнению со стационарными кристаллизаторами. Вообще следует отметить, что для кристаллизаторов периодического действия образование инкрустаций не представляет особенного больших эксплутационных неудобств, поскольку эти пристенные осадки при заполнение горячим, несколько ненасыщенным раствором полностью растворяются.

3.4 Расчет основного аппарата

Расчет кристаллизатора состоит из следующих условий:

1. Расход охлаждающей воды , начальная температура на входе в аппарат и общий коэффициент теплопередачи К в ходе процесса остаются постоянными;

2. начальная температура раствора и и конечная температура охлаждающей воды , отводимой из аппарат, предварительно заданы.

В кристаллизаторе с водяной рубашкой охлаждается V=2 м3 раствора МgSО4; 7Н2О от температуры =600С до температуры =250С. Начальная температура охлаждающей воды =150С, коэффициент теплопередачи К=250 вт/(м2 град). Концентрация раствора при 600С =0,575 и при 250С =0,480. Так как теплоемкость кристаллов Скр.=1,105 кдж/(кг град) или 0,264 ккал/(кг град), то по правилу аддитивности определяем теплоемкость исходного раствора