Синтез енаминов с тиоамидной группой

Таблица 4.12. Получено на стадии ТП_5

Получено
Наименование продуктов, потерь и отходов	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг	Объем, л
А. Рекц.масса 2, в том числе		95,029
ЕН	13,18		12,522	-
ЭС	75,24		71,498	90,504
ЭАА	5,09		4,833	-
ПА	2,72		2,585	-
примеси	0,57		0,545	-
вода	3,21		3,046	3,046
Итого	100,00	95,029	95,029	93,550

ТП_6 Фильтрация ЕН

Аппаратурное оформление стадии

1. Нутч-фильтр Ф_16 - стальной эмалированный аппарат фильтрующего действия, закрытого типа, выгрузка с помощью ножа, рабочий объём 300 л.

2. Приемник фильтрата Сб_14 - нержавеющий стальной аппарат, вместимостью 0.500 м³.



Таблица 4.13. Загружено на стадии ТП_6

Загружено
Наименование полупродуктов и сырья	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг	Объем, л
А. Рекц.масса, в том числе		95,029
ЕН	13,18		12,522	-
ЭС	75,24		71,498	90,504
ЭАА	5,09		4,833	-
ПА	2,72		2,585	-
примеси	0,57		0,545	-
вода	3,21		3,046	3,046
Б. ЭС на промывку, в том числе		125,223
ЭС	96,00		120,214	152,170
вода	4,00		5,009	5,009
Итого		220,251	220,251	250,729

Операцию проводят в нутч-фильтре Ф_16. Фильтрат собирается в сборник Сб_14 и направляется на регенерацию. Паста выгружается с помощью ножа и передается на стадию перекристаллизации (ТП_7) в Р_15.

Таблица 4.14. Получено на стадии ТП_6

Получено
Наименование продуктов, потерь и отходов	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг	Объем, л
А. Паста ЕН, в том числе		14,437
ЕН	85,00		12,272	-
ЭС	7,00		1,011	1,280
примеси	3,00		0,433	-
вода	5,00		0,722	0,722
Б. Отходы: Фильтрат, в том числе		205,814
ЭС	92,66		190,701	241,394
примеси	3,66		7,529	-
вода	3,56		7,333	7,333
В. Потери ЕН			0,250	-
Итого		220,251	220,251	250,729



ТП_7 Перекристаллизация ЕН

Аппаратурное оформление стадии:

1. Мерник для ЭС М_11 - нержавеющий стальной аппарат, вместимостью 0.320 м³, скоммуницирован с ЛУ, снабжен выносным мерным стеклом.

2. Реактор для перекристаллизации Р_15 - стальной аппарат, вместимостью 0.250 м³, снабжен якорной мешалкой, гладкой рубашкой, приборами для измерения температуры и давления, скоммуницирован с ЛУ.

3. Хранилище ЭС Х_10 - нержавеющий стальной аппарат, вместимостью 1.6м³, скоммуницирован с ЛУ.

4. Теплообменник Т_16 - вертикальный теплообменник из углеродистой стали, условное давление 1.6 МПА, одноходовой.

Таблица 4.15. Загружено на стадии ТП_7

Загружено
Наименование полупродуктов и сырья	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг	Объем, л
А. Полупродукты: Паста ЕН, в том числе		14,437
ЕН	85,00		12,272	-
ЭС	7,00		1,011	0,628
примеси	3,00		0,433	-
вода	5,00		0,722	0,354
Б. Сырьё: ЭС, в том числе		144,374
ЭС	96,00		138,599	175,441
вода	4,00		5,775	5,775
Итого		158,812	158,812	182,198

В реактор Р_15 через мерник М_11 подается самотеком необходимое количество этилового спирта. Включается мешалка и осуществляется подача горячей воды в рубашку аппарата, реакционная масса нагревается до 70-72 ^оС (к.т. 7) и перемешивается в течение 30 минут. Далее отключается мешалка, и реакционная масса охлаждается путём прекращения подачи воды в рубашку. Образовавшуюся суспензию подают на фильтрацию давлением сжатого азота (стадия ТП_8).

Таблица 4.16. Получено на стадии ТП_7

Получено
Наименование продуктов, потерь и отходов	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг	Объем, л
А. Реакционная масса 3, в том числе		156,848
ЕН	6,57		10,308	-
ЭС	89,01		139,610	176,721
примеси	0,28		0,433	-
вода	4,14		6,497	6,497
Б. Потери		1,963	1,963	-
Итого		158,812	158,812	183,218

ТП_8 фильтрация ЕН

Аппаратурное оформление стадии

1. Центрифуга Ц_17 - аппарат фильтрующего действия, горизонтальный, выгрузка с помощью ножа, рабочий объём 200 л. Материал рабочих частей - сталь.

2. Приемник фильтрата Сб_14 - нержавеющий стальной аппарат, вместимостью 0.500 м³.

Таблица 4.17. Загружено на стадии ТП_8

Загружено
Наименование полупродуктов и сырья	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг	Объем, л
А. Реакционная масса, в том числе		156,848
ЕН	6,57		10,308	-
ЭС	89,01		139,610	176,721
примеси	0,28		0,433	-
вода	4,14		6,497	6,497
Итого	100,00	156,848	156,848	183,218



Фильтрация проводится в центрифуге Ц_17. Фильтрат направляется в сборник Сб_14 и затем на регенерацию. Паста с помощью ножа выгружается и передается на стадию сушки (ТП_9) в полочную сушилку СШ_18.

Таблица 4.18. Получено на стадии ТП_8

Получено
Наименование продуктов, потерь и отходов	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг	Объем, л
А. Паста ЕН, в том числе		11,824
ЕН	85,00		10,051	-
ЭС	8,00		0,946	1,197
примеси	2,00		0,236	-
вода	5,00		0,591	0,591
Б. Отходы: Фильтрат, в том числе		144,766
примеси	0,14		0,197	-
вода	4,08		5,906	5,906
ЭС	95,78		138,664	175,524
В. Потери		0,258	0,258	-
Итого		156,848	156,848	183,218

ТП_9 Сушка ЕН

1. Сушилка для ЕН Сш_18 - вакуумная полочная сушилка из коррозионностойкой стали, оснащена системой автоматического регулирования температуры, внутрь полок подают горячую воду. Объём 0.016 м³.

Таблица 4.20. Загружено на стадии ТП_9

Загружено
Наименование полупродуктов и сырья	Сод-е,%(масс.)	Масса техн., кг	Масса 100%, кг
А. Паста ЕН, в том числе		11,824
ЕН	85,00		10,051
ЭС	8,00		0,946
примеси	2,00		0,236
вода	5,00		0,591
Итого	100,00	11,824	11,824

Полученную из центрифуги Ц_17 пасту раскладывают на поддоны, которые затем помещают на полки шкафа вакуумной полочной сушилки СШ_18. Нагрев осуществляют подачей воды внутрь полок.

Сушка проводится при остаточном давлении 250 мм. рт. ст. и температуре 50 єС в течение 2 часов. По окончании сушки массовая доля влаги в продукте должна составлять не более 0,5% (к.т. 8). После сушки получается технический ЕН, который отправляется на склад готовой продукции.

Таблица 4.21. Получено на стадии ТП_9

Получено
Наименование продуктов, потерь и отходов	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
А. Продукт: Сухой ЕН, в том числе		10,000
ЕН	99,00		9,900
примеси	0,50		0,050
вода	0,50		0,050
Б. Отходы: Летучие компоненты, в том числе		1,674
ЭС	56,52		0,946
примеси	11,14		0,186
вода	32,34		0,541
В. Потери		0,151	0,151
Итого		11,824	11,824

4.6 Контроль производства

Основные технологические параметры и контроль производства приведены в таблице 4.21.



Таблица 4. 21. Основные технологические параметры и контроль производства

Контрольная точка	Наименование объекта контроля	Контролируемый параметр и размерность	Норматив	Метод и средство контроля
Реактор Р_5, КТ_1	реакционная масса	температура, оС	138-140 оС	датчик с выводом на щите аппаратуры
Реактор Р_5, КТ_2	реакционная масса	конец реакции	наличие ЭАА в реакционной массе	ТСХ (цеховая лаборатория)
Реактор Р_5, КТ_3	реакционная масса	температура, оС	15-20 оС	датчик с выводом на щите аппаратуры
Сушилка Сш_9, КТ_4	осадок	остаточная влажность	не более 1,0%	гравиметрически (цеховая лаборатория)
Реактор Р_12, КТ_5	реакционная масса	температура, оС	5-10 оС	датчик с выводом на щите аппаратуры
Реактор Р_12, КТ_6	реакционная масса	конец реакции	наличие ЕН в реакционной массе	ТСХ (цеховая лаборатория)
Реактор Р_15, КТ_7	реакционная масса	температура, оС	70-72 оС	датчик с выводом на щите аппаратуры
Сушилка Сш_18, КТ_8	осадок	остаточная влажность	не более 0,5%	гравиметрически (цеховая лаборатория)



5. Расчёт материального баланса производства N_бензил - (4_метоксифениламино) акриламида

5.1 Исходные данные для расчёта

Масштаб расчёта

Материальный баланс составлен на 1 кг технического N - бензил - 3 - (4_метоксифениламино) 2_циано - акриламида (ЕН).

Состав технического енамина:

ЕН_100% г_ЕН=0,99

Примеси г_прим=0,005

Вода г_вода=0,005

Выходы по стадиям (узлам) производства

Узел 1 Конденсация БК з₁=0.87

Узел 2 Кристаллизация р.м. з₂=0.90

Узел 3 Фильтрация ЭАА з₃=0.98

Узел 4 Сушка ЭАА з₄=0.98

Узел 5 Получение ЕН з₅=0.66

Узел 6 Фильтрация ЕН з₆=0.98

Узел 8 Перекристаллизация ЕН з₈=0.85

Узел 9 Фильтрация ЕН з₉=0.98

Узел 10 Сушка продукта з₁₀=0.98

Общий выход:

з_?= з₁ * з₂ * з₃ * з₄ * з₅ * з₆ * з₇ * з₈ * з₉ * з₁₀ = 0.87 * 0.90 * 0.98 * 0.98 * 0.66 * 0.98 * 0.85* 0.98 *0.98=0,40.

Составы полупродуктов, растворов, паст, нормативных механических потерь и прочие исходные данные взяты из экспериментальных данных.



Таблица 5.1. Молекулярные массы (М) веществ участвующих в процессе

	Вещество	М., г/моль
1	N_бензил_2_цианоацетамид	174
2	Триэтилортоформиат	148
3	Уксусный ангидрид	102
4	п-Анизидин	123
5	Этиловый спирт	46

Таблица 5.2. Содержание основного вещества в загружаемом сырье и плотность

	Вещество	г	с, г/см3
1	N_бензил_2_цианоацетамид	0,98
2	Триэтилортоформиат	0,99	0,89
3	Уксусный ангидрид	0,97	1,082
4	п-Анизидин	0,95
5	Этиловый спирт	0,96	0,79

Определение расхода ключевого вещества

Соотношение мольных масс исходного вещества и конечного продукта.

На 1 кг продукта необходимо загрузить следующее количество 100% N_бензил_2_цианоацетамид (БК):

G_БК^100% = G_ЕН^100%*М_БК/М_ЕН*з_У = 0,990*174/307*0,40 = 1,403 кг

Соответственно загрузка технического БК составит:

G_БК^техн = G_БК^100%/г_БК = 1,403/0,98 = 1,432 кг



Количество примесей в техническом БК:

G_БК^прим = G_БК^техн - G_БК^100% = 1,432 - 1,403 = 0,029 кг

5.3 Расчет материального баланса по узлам (стадиям производства)

Узел 1: Конденсация БК

Баланс мольных масс:

1* 174+ 1*148+ 1*102 =424 1*230+ 1*88+ 1*60+ 1*46=424

Загружено:

Количество БК:

G_БК^100% = G_ЕН^100%*М_БК/М_ЕН*з_У = 0,990*174/307*0,40 = 1,403 кг

G_БК^техн = G_БК^100%/г_БК = 1,403/0,98 = 1,432 кг

G_БК^прим = G_БК^техн - G_БК^100% =1,432 - 1,403 = 0,029 кг

Количество ТЭОФ:

G _ТЭОФ ^100% = G_БК^100%*М _ТЭОФ *х_ТЭОФ/М_БК*х_БК = 1,403*148*1/174*1 = 1,193 кг,

G_ТЭОФ^техн = G_ТЭОФ^100%/г_ТЭОФ = 1,193/0,98 = 1,217 кг

G_ТЭОФ^прим = G_ТЭОФ^техн - G_ТЭОФ^100% = 1,217 - 1,193 = 0,024 кг

Количество УА:

G_УА^100% = G_БК^100%*М_УА*х_УА/М_БК*х_БК = 1,403*102*1/174*1 = 0,822 кг;

G_УА^техн = G_УА^100%/г_УА = 0,822/0,97 = 0,847 кг

G_УА^прим = G_УА^техн - G_УА^100% = 0,847 - 0,822 = 0,025 кг

Итого в узле 1 загружено: G_У = G_БК^техн + G_ТЭОФ^техн + G_УА^техн = 1,432 + 1,217 + +0,847= 3,496 кг

Получено:

БК, вступивший в реакцию: G_БК^реакц = 1,403*з₁ = 1,403*0,87 =1,221 кг

БК осталось: G_БК^ост = G_БК^100% - G_БК^реакц = 1,403 - 1,221 = 0,182 кг

ТЭОФа прореагировало: G_ТЭОФ^реакц = G_БК^реакц*М_ТЭОФ*1/М_БК = 1,221*148*1/174*1 = 1,038 кг

ТЭОФа осталось: G_ТЭОФ^ост = G_ТЭОФ^100% - G_ТЭОФ^реакц =1,193 - 1,038 = 0,155 кг

УА прореагировало: G_УА^реакц = G_БК^реакц*М_УА*1/М_БК = 1,221*102*1/174*1 = 0,716 кг

УА осталось: G_УА^ост = G_УА^100% - G_УА^реакц = 0,822 - 0,716 = 0,106 кг

Образовалось в ходе реакции:

ЭАА: G_ЭАА= G_БК^реакц*М_ЭАА* х_ЭАА /М_БК* х_БК = 1,221*230*1/174*1 = 1,613 кг;

Этилацетата: G_э = G_БК^реакц *М_э*х_э/М_БК*х_БК = 1,221*88*1/ 174*1 = 0,617 кг

Этилового спирта: G_ЭС =G_БК^реакц *М_ЭС*х_ЭС/М_БК*х_БК=1,221*46*1/ 174*1=0,323 кг

Метилацетата: G_м =G_БК^реакц *М_м*х_м/М_БК*х_БК=1,234*60*1/ 174*1= 0,421 кг

Без изменения остается загруженное количество воды и примесей.

G_прим = 0,029 кг,

G_вод = 0,050 кг

Итого в узле 1 получено: G_У = G_ЭАА^обр + G_э^обр + G_ЭС^обр + G_м^обр +G_БК^ост + G_ТЭОФ^ост + G_УА^ост + G_прим+ G_вод = 1,613 + 0,617 + 0,323 + 0,421+0,182+0,155+0,106+0,029+ 0,050= 3,496 кг



Таблица 5.3. Стадия ТП_1. Материальный баланс конденсации БК (узел 1)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. БКтехн, в том числе		1,432		1. реакц. масса, в том числе		3,496
БК	98,00		1,403	ЭАА	46,15		1,613
примеси	2,00		0,029	этилацетат	17,66		0,617
2. ТЭОФ, в том числе		1,217		метилацетат	12,04		0,421
ТЭОФ	98,00		1,193	ЭС	9,23		0,323
вода	2,00		0,024	БК (ост)	5,22		0,182
3. УА, в том числе		0,847		ТЭОФ(ост)	4,43		0,155
УА	97,00		0,822	УА(ост)	3,05		0,106
вода	3,00		0,025	примеси	0,82		0,029
				вода	1,42		0,050
Итого		3,496	3,496	Итого	100,00		3,496

Узел 2: Кристаллизация ЭАА

Выход на стадии: з₂=0,90

Загружено:

Реакционная масса из узла 1: G_ЭАА^рм=3,496 кг, в том числе G_ЭАА^100%= 1,613 кг

Итого в узле 2 загружено: G_У = G_ЭАА^рм = 3,496 кг

Получено:

Количество ЭАА с учетом выхода по стадии:

G_ЭАА = G_ЭАА^100%* 0,90 = 1,452 кг



ЭАА, оставшийся в растворе:

G_ЭАА^раств = G_ЭАА^100% - G_ЭАА = 1,613 - 1,452 = 0,161 кг

Количество остальных компонентов в осадке:

вода: G_вод^сусп. = G_вод^рм = 0,050 кг;

примеси: G_прим^сусп.= G_прим^рм + G_э^рм + G_м^рм +G_ЭС^рм + G_БК^рм +G_ТЭОФ^рм+ G_УА^рм = 0,029 + 0,617 + 0,421+ 0,323+0,182+0,155+0,106 = 1,833 кг;

Итого в узле 2 получено: G_У = G_вод^сусп. + G_прим^сусп.+ G_ЭАА^раств + G_ЭАА = 0,050 + 1,833 + 0,161 +1,452 = 3,496 кг

Таблица 5.4. Стадия ТП_2. Кристаллизация ЭАА (узел 2)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. реакц. масса, в том числе:		3,496		1. Суспензия, в том числе:		3,496
ЭАА	46,15		1,613	ЭАА(осадок)	41,53		1,452
этилацетат	17,66		0,617	ЭАА (в р-ре)	4,61		0,161
метилацетат	12,04		0,421	примеси	52,43		1,833
ЭС	9,23		0,323	вода	1,42		0,050
БК	5,22		0,182
ТЭОФ	4,43		0,155
УА	3,05		0,106
примеси	0,82		0,029
вода	1,42		0,050
Итого	100,00		3,496	Итого	100,00		3,496

Узел 3: Фильтрация ЭАА

Выход на стадии з₃ = 0,98

Состав пасты ЭАА после фильтрации:

ЭАА г_ЭАА = 0,85;

вода г_вода = 0,02;

примеси г_прим = 0,13.

Загружено:

Суспензия ЭАА с ТП_2, в том числе ЭАА:G_? = 3,496 кг, G_ЭАА=1,452 кг.

Вода на промывку: G_вод^промыв= G_ЭАА^100% * 10 = 1,452*10 = 14,521 кг

Итого в узле 3 загружено: G_У = G_? + G_вод^промыв = 18,017 кг

Получено:

Количество ЭАА в пасте с учетом выхода по стадии:

G_ЭАА^паста = G_ЭАА*з₃ = 1,452 * 0,98 = 1,423 кг

Масса всей Пасты: G_паста = G_ЭАА^паста/0,85 = 1,423/0,85 = 1,674 кг

Количество остальных компонентов в пасте:

вода: G_вод^паста = G_паста*0,13 = 1,674*0,13 = 0,033 кг;

примеси: G_прим^паста = G_паста *0,02 = 1,674 *0,02 = 0,218 кг

Количество компонентов в фильтрате:

потери ЭАА: G_ЭАА^потерь = G_ЭАА - G_ЭАА^паста = 1,452 - 1,423 = 0,029 кг;

вода: G_вод^фильтр = G_вод^сусп.п + G_вод^промыв - G_вод^паста = 0,050 +14,521 -0,033 = 14,537 кг;

примеси: G_прим^фильтр = G_прим^сусп.+ G_ЭАА^раств - G_прим^паста = 1,833 +0,161 - 0,218= 1,777 кг.

Итого в узле 3 получено: G_У= G_Паста + G_ЭАА^потерь + G_вод^фильтр + G_прим^фильтр = 1,674 + 0,029 + 14,537 + 1,777 = 18,017 кг



Таблица 5.5. Стадия ТП_3. Фильтрация ЭАА (узел 3)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	Продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. Суспензия, в том числе		3,496		1. Паста, в том числе		1,674
ЭАА(осадок)	41,53		1,452	ЭАА	85,00		1,423
ЭАА (в р-ре)	4,61		0,161	примеси	13,00		0,218
примеси	52,43		1,833	вода	2,00		0,033
вода	1,42		0,050	2. Фильтрат, в том числе		16,343
2. Вода на промывку		14,521	14,521	ЭАА	0,18		0,029
				примеси	10,87		1,777
				вода	88,95		14,537
Итого		18,017	18,017	Итого		18,017	18,017

Узел 4: Сушка ЭАА

Выход на стадии з₄ = 0,98

Загружено:

Вся Паста из узла 3: G_паста = 1,674 кг, в том числе G_ЭАА = 1,423 кг

Итого в узле 4 загружено: G_У = G_паста = 1,674 кг

Получено:

Состав сухого ЭАА:

ЭАА г_ЭАА = 0,98;

вода г_вода = 0,01;

примеси г_прим = 0,01.

Количество ЭАА с учетом выхода: G_ЭАА^100% = G_ЭАА^паста *0,98 = 1,423 *0,98 = 1,395 кг;

Количество сухого ЭАА: G_ЭАА^сух = G_ЭАА^100%/0,98 = 1,395/0,98 = 1,423 кг;



Количество остальных компонентов в сухом продукте:

вода: G_вод^сух = G_ЭАА^сух* г_вод = 1,423 *0,01 = 0,014 кг;

примеси: G_прим^сух = G_ЭАА^сух * г_прим = 1,423 *0,01 = 0,014 кг

Количество летучих компонентов:

вода: G_вод^летуч = G_вод^паста - G_вод^сух = 0,033 - 0,014 = 0,019 кг;

примеси: G_прим^летуч = G_прим^паста - G_прим^сух = 0,218 - 0,014 = 0,203 кг

Механические потери ЭАА: G_ЭАА^потерь = G_ЭАА^паста - G_ЭАА^100% = 1,423 - 1,395 = 0,028 кг

Итого в узле 4 получено: G_У = G_осад + G_вод^летуч + G_прим^летуч + G_ЭАА^потерь = 1,423 + 0,019 + 0,203 + 0,028 = 1,674 кг

Таблица 5.6. Стадия ТП_4. Сушка ЭАА (узел 4)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	Продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. Паста, в том числе		1,674		1. Сухой ЭАА, в том числе		1,423
ЭАА	85,00		1,423	ЭАА	98,00		1,395
примеси	13,00		0,218	примеси	1,00		0,014
вода	2,00		0,033	вода	1,00		0,014
				2. Летучие, в том числе		0,223
				примеси	91,35		0,203
				вода	8,65		0,019
				3. Потери		0,028	0,028
Итого	100,00	1,674	1,674	Итого		1,674	1,674

Узел 5: Получение ЕН

Баланс мольных масс:

230*1 + 123*1 = 353 307*1 + 46*1 = 353

Выход на стадии: з₅ = 0,66

Загружено:

ЭАА технический: G_ЭАА = 1,423 кг, в том числе G_ЭАА^100% = 1,395 кг;

Количество ПА: G_ПА^100% =G_ЭАА*М_ПА*х_ПА/М_ЭАА=1,395*123*1/230=0,746 кг;

G_ПА^техн = G_ПА^100%/г_ПА = 0,746/0,95 = 0,785 кг;

G_ПА^прим= G_ПА^техн - G_ПА^100% = 0,785 - 0,746 = 0,039 кг

Количество этилового спирта с учетом удельной загрузки:

G_ЭС= G_ЭАА^техн*10 = 1,423*5 = 7,115 кг;

G_ЭС^100% = G_ЭС^техн*г_ЭС = 7,115*0,96 = 6,831 кг;

G_ЭС^вод= G_ЭС^техн - G_ЭС^100% = 7,115 - 6,831 = 0,285 кг

Итого в узле 5 загружено: G_У = G_ЭАА^техн + G_ПА^техн + G_ЭС = 1,423 +0,785+ 7,115 = 9,323 кг.

Получено:

ЭАА прореагировало: G_ЭАА^реакц = G_ЭАА*з₅ = 1,395*0,66 = 0,931 кг;

ЭАА осталось: G_ЭАА^ост = G_ЭАА - G_ЭАА^реак = 1,395 - 0,931 = 0,474 кг

С учетом выхода вступило в реакцию ПА: G_ПА^реакц = G_ЭАА*М_ПА*з₅*1/М_ЭАА*1 = 1,395*123*0,66*1/230*1 = 0,492 кг;

ПА осталось: G_ПА^ост = G_ПА^100% - G_ПА^реакц = 0,746 - 0,492 = 0,254 кг

В ходе реакции образуется:

ЕН: G_ЕН^реак = G_ЭАА*М_ЕН* з₅/М_ЭАА = 1,395*307*0,66/230 = 1,229 кг;

Этилового спирта: G_ЭС^рм = G_ЭАА*М_ЭС*х_ЭС* з₅/М_ЭАА = 1,395*46*1* 0,66/230 = 0,184 кг

Без изменения остается загруженное количество примесей, воды и этилового спирта:

G_прим = 0,014 + 0,039 = 0,053 кг;

G_вода = 0,014 + 0,285= 0,299 кг;

G_ЭС = 6,831 кг

Итого в узле 5 получено: G_У = G_ЕН+ G_ЭАА^ост + G_ПА^ост + G_ЭС^рм+ G_прим + G_вода + G_ЭС= 1,229 + 0,474+ 0,254 + 0,184 + 0,053 + 0,299 + 7,015 = 9,323 кг

Таблица 5.7. Стадия ТП_5. Получение ЕН (узел 5)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	Продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. Сухой ЭАА, в том числе		1,423		1. Рекц.масса, в том числе		9,323
ЭАА	98,00		1,395	ЕН	13,18		1,229
примеси	1,00		0,014	ЭС	75,24		7,015
вода	1,00		0,014	ЭАА	5,09		0,474
2. ПА, в том числе		0,785		ПА	2,72		0,254
ПА	95,00		0,746	примеси	0,57		0,053
примеси	5,00		0,039	вода	3,21		0,299
3. ЭС, и т.ч.		7,115
ЭС	96,00		6,831
вода	4,00		0,285
Итого		9,323	9,323	Итого	100,00	9,323	9,323

Узел 6: Фильтрация ЕН

Выход на стадии з₆ = 0,98

Загружено:

Вся реакционная масса из узла 5: G_р.м = 9,323 кг, в том числе енамина G_ЕН^р.м = 1,229 кг

Этиловый спирт на промывку: G_ЭС^техн = 12,286 кг;

G_ЭС^100% = 12,286 * 0,96 = 11,794 кг;

G_ЭС^прим = 0,491 кг

Итого в узле 6 загружено: G_У = G_р.м + G_ЭС^техн = 9,323 + 12,286 = 21,609 кг

Получено:

Состав пасты ЕН после фильтрации:

ЕН г_ен = 0,85;

вода г_вода = 0,05;

примеси г_прим = 0,03;

ЭС г_ЭС = 0,07.

Количество ЕН в пасте с учетом выхода по стадии: G_ЕН^осад = G_ЕН^р.м*з₆ = 1,229 * 0,98 = 1,204 кг;

Масса всей пасты: G_паста = G_ЕН^осад/0,85 = 1,204 / 0,85 = 1,416 кг

Количество остальных компонентов в пасте:

вода: G_паста^вод = G_паста*0,05 = 1,416*0,05 = 0,071 кг;

примеси: G_паста^прим = G_паста *0,03 = 1,416 *0,03 = 0,042 кг;

ЭС: G_паста^эа = G_паста *0,07 = 1,416 *0,07 = 0,099 кг

Количество компонентов в фильтрате:

потери енамина: G_ЕН^потерь = G_ЕН^р.м - G_ЕН^паста = 1,229 - 1,204 = 0,025 кг;

вода: G_вод^фильтр = G_вод^р.м +G_вод^ЭС - G_паста^вод = 0,299+0,491 - 0,071 = 0,719 кг;

ЭС: G_ЭС^фильтр = G_ЭС^р.м + G_ЭС^промыв - G_Паста^ЭС = 7,015 + 11,794 - 0,099 = 18,710 кг

примеси: G_прим^фильтр= (G_прим^рм + G_ЭАА + G_ПА) - G_прим^паста = (0,053+0,474+0,254) -0,042=0,739 кг

Итого в узле 6 получено: G_У= G_паста + G_ЕН^потерь + G_вод^фильтр + G_ЭС^фильтр + G_прим^фильтр = 1,416 + 0,025 + 0,719 + 18,710+0,739 = 21,609 кг

Результаты расчета сводим в таблицу 5.8

Таблица 5.8. Стадия ТП_6. Фильтрация ЕН (узел 6)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	Продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. Рекц.масса, в том числе		9,323		1. Осадок ЕН, в том числе		1,416
ЕН	13,18		1,229	ЕН	85,00		1,204
ЭС	75,24		7,015	ЭС	7,00		0,099
ЭАА	5,09		0,474	примеси	3,00		0,042
ПА	2,72		0,254	вода	5,00		0,071
примеси	0,57		0,053	2. Фильтрат, в том числе		20,193
вода	3,21		0,299	ЕН	0,12		0,025
2. ЭС на промывку, в том числе		12,286		ЭС	92,66		18,710
ЭС	96,00		11,794	примеси	3,66		0,739
вода	4,00		0,491	вода	3,56		0,719
Итого		21,609	21,609	Итого	100	21,609	21,609

Узел 7: Перекристаллизация ЕН

Выход на стадии з₇ = 0,85

Загружено:

Осадок ЕН с ТП_6, в том числе ЕН: G_?^осад = 1,416 кг,

G_ЕН^осад = 1,204 кг

Этиловый спирт с учетом удельной загрузки: G_ЭС^техн= G_?^осад*10 = 1,416 * 10 = 14,165 кг,

G_ЭС^100% = G_ЭС * г_ЭС= 14,165* 0,96 = 13,598 кг;

G^вода = G_ЭС^техн - G_ЭС^100% = 14,165 - 13,598 = 0,567 кг

Итого в узле 7 загружено: G_У = G_осад + G_спирт^техн = 1,416+ 14,165 = 15,581 кг

Получено:

Количество енамина с учетом выхода по стадии:

G_ЕН = G_ЕН^осад * з₇ = 1,204*0,85 = 1,023 кг

Количество воды: G_вод = G_вод^осад + G_вод^спирт = 0,071 + 0,567 = 0,637 кг;

Количество остальных компонентов в растворе:G_прим = 0,042 кг,

G_ЭС = 13,697 кг.

Потери ЕН: G_ЕН^потерь = G_ЕН^осад - G_ЕН = 1,204 - 1,023 = 0,181 кг

Итого в узле 7 получено: G_У = G_ЕН + G_прим + G_ЭС +G_вода + G_ЕН^потерь = 1,023 + 0,042 + 13,697 +0,637 + 0,181= 15,581 кг.

Таблица 5.9. Стадия ТП_7. Перекристаллизация ЕН (узел 7)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. Осадок ЕН, в том числе		1,416		1. Реакционная масса, в том числе		15,401
ЕН	85,00		1,204	ЕН	6,65		1,023
ЭС	7,00		0,099	ЭС	88,94		13,697
примеси	3,00		0,042	примеси	0,28		0,042
вода	5,00		0,071	вода	4,14		0,637
2. ЭС, в том числе		14,165		2. Потери		0,181	0,181
ЭС	96,00		13,598
вода	4,00		0,567
Итого		15,581	15,581	Итого		15,581	15,581



Узел 8: Фильтрация ЕН

Выход на стадии з₈ = 0,98

Загружено:

Вся реакционная масса из узла 7: G_р.м = 15,401 кг, в том числе ЕН

G_ЕН^р.м = 1,023 кг

Итого в узле 7 загружено: G_У = G_р.м = 15,401 кг

Получено:

Состав пасты ЕН после фильтрации:

ЕН г_ен = 0,85;

вода г_вода = 0,05;

примеси г_прим = 0,02;

ЭС г_ЭС= 0,08.

Осадок ЕН с учетом выхода по стадии: G_ЕН^осад = G_ЕН^р.м*з₈ = 1,023 * 0,98 = 1,003 кг;

Масса всей пасты: G_паста = G_ЕН^осад/0,85 = 1,003 / 0,85 = 1,180 кг

Количество остальных компонентов в пасте:

вода: G_вод^паста= G_паста*0,05 = 1,180*0,05 = 0,059 кг;

примеси: G_прим^паста = G_паста *0,03 = 1,180 *0,02 = 0,024 кг;

ЭС: G_ЭС^паста = G_паста *0,07 = 1,180 *0,08 = 0,094 кг

Количество компонентов в фильтрате:

примеси: G_прим^фильтр = 0,019 кг

потери ЕН: G_ЕН^потерь = G_ЕН^р.м - G_ЕН^паста = 1,023 - 1,003 = 0,020 кг;

вода: G_вод^фильтр = G_вод^р.м - G_вод^паста = 0,637 - 0,059 = 0,578 кг;

ЭС: G_ЭС^фильтр = G_ЭС^р.м - G_ЭС^паста = 13,697 - 0,094 = 13,603 кг

Итого в узле 8 получено: G_У= G_паста + G_ЕН^потерь + G_вод^фильтр + G_ЭС^фильтр +G_прим^фильтр = 1,180 + 0,020 + 0,578 + 13,603 + 0,019 = 15,401 кг

Таблица 5.10. Стадия ТП_8. Фильтрация ЕН (узел8)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	Продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. Реакционная масса, в том числе		15,401		1. Паста ЕН, в том числе		1,180
ЕН	6,65		1,023	ЕН	85,00		1,003
ЭС	88,94		13,697	ЭС	8,00		0,094
примеси	0,28		0,042	примеси	2,00		0,024
вода	4,14		0,637	вода	5,00		0,059
				2. Фильтрат, в том числе		14,200
				примеси	0,13		0,019
				вода	4,07		0,578
				ЭС	95,79		13,603
				3. Потери		0,020	0,020
Итого	100,00	15,401	15,401	Итого		15,401	15,401

Узел 9: Сушка ЕН

Выход на стадии з₉ = 0,98

Загружено:

Вся паста из узла 8: G_осад = 1,180 кг, в том числе G_ЕН = 1,003 кг

Итого в узле 9 загружено: G_У = G_осад = 1,180 кг

Получено:

Состав сухого ЕН:

ЕН г_ЕН = 0,99;

вода г_вод = 0,005;

примеси г_прим = 0,005.



Количество ЕН с учетом выхода: G_ЕН^сух = G_ЕН^паста *0,98 = 1,003 *0,98 = 0,990 кг;

Количество технического ЕН: G_ЕН = G_ЕН ^сух/0,98 = 0,990/0,98 = 1,000 кг;

Количество остальных компонентов в сухом продукте:

вода: G_вод^сух = G_ЕН * г_вод = 1,000*0,005 = 0,005 кг;

примеси: G_прим^сух = G_ЕН * г_прим = 1,000*0,005 = 0,005 кг

Количество летучих компонентов:

ЭС: G_ЭС^летуч = 0,094 кг;

примеси: G_прим^летуч = G_паста^прим - G_прим^сух = 0,024 - 0,005 = 0,019 кг;

вода: G_вод^летуч = G_паста^вод - G_вод^сух = 0,059 - 0,005 = 0,054 кг

Механические потери ЕН: G_ЕН^потерь=G_ЕН - G_ЕН^сух =1,003 - 0,990 =0,013 кг.

Итого в узле 9 получено: G_У = G_осад + G_ЭС^летуч + G_прим^летуч + G_вода^летуч + G_ЕН^потерь = 1,000 + 0,094 + 0,019 + 0,054 + 0,013 = 1,180 кг

Таблица 5.11. Стадия ТП_9. Сушка ЕН (узел 9)

Загружено	Получено
Сырьё	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг	Продукты	сод-е,%(масс.)	масса техн., кг	масса 100%, кг
1. Осадок ЕН, в том числе		1,180		1. Сухой ЕН, в том числе		1,000
ЕН	85,00		1,003	ЕН	99,00		0,990
ЭС	8,00		0,094	примеси	0,50		0,005
примеси	2,00		0,024	вода	0,50		0,005
вода	5,00		0,059	2. Летучие, в том числе		0,167
				ЭС	56,53		0,094
				примеси	11,14		0,019
				вода	32,34		0,054
				3. Потери		0,013	0,013
Итого	100,00	1,180	1,180	Итого		1,180	1,180

Получено 1,000 кг технического N_бензил - (4_метоксифениламино) акриламид состава: ЕН 0,990 кг (99%), вода 0,005 кг (0,5%), примеси 0,005 кг (0,5%).

5.4 Сводка расходных коэффициентов сырья

Растворители в данном производстве подвергаются регенерации, это необходимо учесть при составлении данных о расходных коэффициентах. Процент регенерации составляет 90%.

Количество 100%-го ЭС на первую загрузку составляет 32,223 кг. На все последующие операции количество загружаемого ЭС с учетом регенерируемого ЭС составит: G_ЭС^рег = 32,223 *(1-0,9) = 3,222 кг, G_{ЭС.техн}^рег = 3,357 кг

Таблица 5.12. Расходные нормы сырья на производство 1 кг ЕН

Наименование сырья и материалов	Содержание основного вещества,%	Расходная норма на 1 кг ЕН
		Масса техн-го вещества	Масса 100%-го вещества
N_бензил_2_цианоацетамид	0,98	1,432	1,403
Триэтилортоформиат	0,99	1,217	1,193
Уксусный ангидрид	0,97	0,847	0,822
п-Анизидин	0,95	0,785	0,746
ЭС	0,96	3,222	3,357
Вода	1,00	14,521	14,521
Материальный индекс производства (с учетом регенерации растворителей) -22,042 кг/кг

6. Технологические расчеты основного и вспомогательного оборудования

Материальный баланс стадий рассчитан исходя из возможной потребности в наработке продукта в количестве 100 кг на 10 дней. Период процесса получения ЕН:

конденсация 12 часов,

присоединение 12 часов,

Число операций в сутки для узкой стадии:

б = 24/ф_{конден.} = 24/12 = 2.

Принимаем, что за сутки производится 2 операции, но так как объёмы поступаемого сырья конденсации невелики, целесообразнее производить 1 операцию в сутки, для всех остальных стадий принимаем б = const.

С каждой операции получается продукта G = 100/10 = 10 кг.

6.1 Расчет основного оборудования

Для мелкосерийного производства (с учетом заданной мощности) объём реактора рассчитывается по общей формуле:

V_а,расч = 100 кг*G_1кг,i*(1+z)/10 дн*с_i* б*ц, где

G_1кг,I - количество перерабатываемого материала на 1 кг готовой продукции на i_ой установке,

z - запас мощности на i_ой установке,

с_i - плотность реакционной массы i_ой установке,

б - число операций в сутки,

ц - коэффициент заполнения.

1. Расчет реактора для конденсации (Р_5)

V_а,расч = 100*3,496*(1+0,1)/10*1*0,75 =51,275 л = 0,052 м³

V_а,ст =0,063 м³

2. Расчет реактора для получения енамина (Р_12)

V_а,расч = 100*9,323*(1+0,1)/10*1*0,75 = 136,73 л = 0,137 м³

V_а,ст = 0,160 м³

3. Расчет реактора для перекристаллизации (Р_15)

V_а,расч = 100*15,401*(1+0,1)/10*1*0,75 = 225,881 л = 0,226 м³

V_а,ст = 0,250 м³

6.2. Расчет и выбор вспомогательного оборудования

Мерники

Расчет ведется по общей формуле:

V_м = G_опер/(с_i*ц_м), где

G_опер - масса операционной загрузки i_ого вида сырья в реактор, кг/опер;

с_i - плотность i_ого вида сырья;

ц_м - коэффициент заполнения мерника для i_ого вида сырья.

1) мерник для ТЭОФ (М_2)

V_м = 12,173/(890*0,9) = 0,015 м³

V_м,ст = 0,016 м³

2) мерник для УА (М_4)

V_м = 8,474/(1082*0,9) = 0,009 м³

V_м,ст = 0,010 м³

3) мерник для раствора этилового спирта (М_11)

V_м = 72,522/(790*0,9) = 0,102 м³(в Р_12)

V_м = 144,374/(790*0,9) = 0,203 м³ (в Р_15)

V_м^сумм = 0,305 м³

V_м,ст = 0,320 м³

Сборники

Полный объем хранилища для i_ого вида сырья V_a рассчитывают по формуле:

V_хран = V_сут*Y/ц_хран,

где V_сут - суточный объемный расход i_ого вида сырья, м³/сут;

Y - коэффициент запаса i_ого вида жидкого сырья, сутки, Y = 1;

ц_хран - коэффициент заполнения сборника, доли единицы, ц_хран = 0,9.

1) Сборник для водной части (Сб_7)

V_сб = 148,161*10^-3/0,9 = 0,165 м³

V_сб,ст = 0,200 м³

2) Сборник для спиртовой части (Сб_14)

V_сб = (241,394+175,524)*10^-3/0,9 = 0,463 м³

V_сб,ст = 0,500 м³

Фильтры

Выбор фильтров

Для фильтрации ЭАА и ЕН выбираем стальные эмалированные нутч-фильтры, предназначенные для фильтрования кристаллизующихся неагрессивных сред под небольшим давлением (не более 0,4 Мпа). Тип фильтрующей поверхности - бельтинг. Площадь фильтрующей поверхности - 0,4 м². Выгрузка с помощью ножа. Покрытие универсальное стекловидное высшего. Условное обозначение НСэ 0,4-0,200-12-01 закрытого типа. (рабочий объем 200 л) и НСэ 0,4-0,300-12-01 (рабочий объём 300 л).

Для фильтрации готового ЕН выбираем центрифугу для более тщательного разделения суспензий, детали центрифуги для ЕН выполнены из стали. Условное обозначение: ФГН_1253К_01

Расчет ведется по общей формуле:



G_{паст i} = G_pм^оп · а_j / г_i,

G_{паст i} - количество пасты, которое образуется после фильтрования;

G_pм^оп - общая масса смеси, которая поступает на центрифугу;

а_j - массовая доля j_того вещества, твердого продукта, который необходимо отделить;

г_i - содержание вещества в пасте после фильтрования;

1) Нутч-фильтр для реакционной массы 1 (Ф_8):

G_{паст i} = 183,245 · 0,079/0,85 = 17,03 кг;

2) Нутч-фильтр для реакционной массы 2 (Ф_13):

G_{паст i} = 220,251· 0,056/0,85= 14,51 кг;

3) Центрифуга для реакционной массы 3 (Ц_17):

G_{паст i} = 156,848 · 0,065/0,85 = 11,99 кг;

Расчет объёмов хранилищ

Полный объем хранилища для i_ого вида сырья V_a рассчитывают по формуле:

V_хран = V_сут * Y / ц_хран,

V_сут - суточный объемный расход i_ого вида сырья, м³/сут;

Y - коэффициент запаса хранимого i_ого вида жидкого сырья, сутки, Y =4;

ц_хран - коэффициент заполнения хранилища, доли единицы, ц_хран =0,9.

1). Хранилище для УА (Х_1)

V_хр = 13,404*4*10^-3/0,9 = 0,061 м³

V_хр,ст = 0,063 м³

2). Хранилище для Уксусного ангидрида (Х_3)

V_хр = 7,851*4*10^-3/0,9 = 0,035 м³

V_хр,ст = 0,040 м³

3). Хранилище для этилового спирта (Х_10)

V_хр = (91,03+157,179+181,216)*4*10^-3/0,9 = 1,909 м³

V_хр,ст = 2,00 м³

Сушильное оборудование

Сушилка для ЭАА и готового продукта (ЕН) полочная вакуумная во взрывозащищенном исполнении ПВ - 4,5-0,025ВК_01, ПВ - 4,5-0,016ВК_01 ТУ 26-01-808-80, в которой создан вакуум 250 мм. рт. ст. и внутрь полок подают воду.

6.3 Ведомость-спецификация оборудования

Таблица 6.1. Ведомость-спецификация оборудования

Обозначение	Кол-во единиц	Материал рабочей зоны	Техническая характеристика
Реакторы
Р_5	1	Сталь 12Х18Н10Т	Реакторная система Estrella, Швейцария, обозначение ES-R_63 Стальной аппарат с эллиптическим днищем и съёмной крышкой, снабжён трубой передавливания, огнепреградителем, гладкой термостатируемой рубашкой. Вместимость аппарата 0,063 м3. Аппарат снабжен якорной мешалкой, барометром, термометром, нижним сливом, устройством для взятия проб и ввода добавок. Предназначен для проведения различных химических и физических процессов с агрессивными средами. Мощность двигателя 0,75 кВт, частота вращения мешалки - 50 об/мин, условное давление 0,6 МПА. Выгрузка сжатым азотом
Р_12	1	Сталь-эмаль	ГОСТ 9931-79 Обозначение ВЭЭ 2-3-0,250-0,6. Эмалированный стальной аппарат с эллиптическим днищем и эллиптической съёмной крышкой, снабжён трубой для передавливания и наполнения, гладкой рубашкой. Аппарат снабжен якорной мешалкой, барометром, термометром, нижним сливом, устройством для взятия проб и ввода добавок. Вместимость 0,250 м3. Предназначен для проведения различных химических и физических процессов с агрессивными средами. Мощность двигателя 0,75 кВт, частота вращения мешалки - 50 об/мин, условное давление 0,6 МПА. Загрузка самотеком, выгрузка сжатым азотом.
Р_15	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79. Обозначение ВЭЭ 2-3-0,250-0,6. Стальной аппарат с эллиптическим днищем и эллиптической съёмной крышкой, снабжён трубой для передавливания и трубой наполнения, гладкой рубашкой. Аппарат снабжен якорной мешалкой, барометром, термометром, нижним сливом, устройством для взятия проб и ввода добавок. Вместимость 0,250 м3. Предназначен для проведения различных химических и физических процессов с коррозионными средами. Мощность двигателя 0,75 кВт, частота вращения мешалки - 50 об/мин, условное давление 0,6 МПА. Загрузка самотеком, выгрузка сжатым азотом.
Мерники
М_2	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79. Обозначение ВЭЭ1-1-0,016-0,6. Вместимость - 0,016 м3. Нержавеющий стальной аппарат с нижним сливом, вертикальный. Условное давление 0,6 МПА. Загрузка сжатым азотом, выгрузка самотеком.
М_4	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79. Обозначение ВЭЭ1-1-0,010-0,6. Вместимость - 0,010 м3. Эмалированный аппарат с нижним сливом, вертикальный. Условное давление 0,6 МПА. Загрузка сжатым азотом, выгрузка самотеком.
М_11	1	Сталь12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79. Обозначение ВЭЭ1-1-0,320-0,6. Вместимость - 0,320 м3. Нержавеющий стальной аппарат с нижним сливом, вертикальный. Условное давление 0,6 МПА. Загрузка сжатым азотом, выгрузка самотеком.
Хранилища
Х_1	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79. Обозначение ВЭЭ1-6-0,063-0,6. Вместимость - 0,063 м3. Предназначены для хранения и переработки жидких химических коррозионных сред и пищевых продуктов. Условное давление 0,6 МПА. Выгрузка сжатым азотом.
Х_3	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79. Обозначение ВЭЭ1-6-0,040-0,6. Вместимость - 0,040 м3. Предназначены для хранения и переработки жидких химических коррозионных сред и пищевых продуктов. Условное давление 0,6 МПА. Выгрузка сжатым азотом.
Х_10	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79. Обозначение ВЭЭ1-6-1,6-0,6. Вместимость - 1,6 м3. Предназначены для хранения и переработки жидких химических коррозионных сред и пищевых продуктов. Условное давление 0,6 МПА. Выгрузка сжатым азотом.
Сборники
Сб_7	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79, ВЭЭ1-1-0,200-0,3 Вместимость 0,200 м3; Предназначены для хранения и переработки жидких химических коррозионных сред и пищевых продуктов. Остаточное давление 40 кПА Условное давление 0,3 МПА. Покрытие универсальное высшего класса.
Сб_14	1	Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 9931-79, ВЭЭ1-1-0,32-0,3 Вместимость 0,500 м3; Предназначены для хранения и переработки жидких химических коррозионных сред и пищевых продуктов. Остаточное давление 40 кПА Условное давление 0,3 МПА. Покрытие универсальное высшего класса, снабжен огнепреградителем.
Фильтровальное оборудование
Ц_17	1	Сталь 12Х18Н10Т	Рабочий объем V=200 л условное обозначение ФГН_1253К_01. Центрифуга фильтрующего действия горизонтальная. Выгрузка производится с помощью ножа. Предназначена для разделения суспензий.
Ф_8	1	Сталь-эмаль	ТУ 26-01-1106-91. Нутч-фильтр НСэ 0,4-0,200-12-01 закрытого типа. Рабочее давление не более 0,4 МПа. Тип фильтрующей поверхности - бельтинг. Площадь фильтрующей поверхности - 0,4 м2. Рабочий объем V=0,200 м3. Выгрузка с помощью ножа. Покрытие универсальное стекловидное высшего класса.
Ф_13	1	Сталь-эмаль	ТУ 26-01-1106-91. Нутч-фильтр НСэ 0,4-0,300-12-01 закрытого типа. Рабочее давление не более 0,4 МПа. Тип фильтрующей поверхности - бельтинг. Площадь фильтрующей поверхности - 0,5 м2. Рабочий объем V=0,300 м3. Выгрузка с помощью ножа. Покрытие универсальное стекловидное высшего класса.
Сушильное оборудование
СШ_9	1	Сталь 12Х18Н10Т	ПВ - 0,5-0,025ВК_01 ТУ 26-01-808-80. Полочная вакуумная сушилка из коррозионно-стойкой стали, оснащена системой автоматического управления для регулирования температуры в аппарате. Продукт загружается на противни. Площадь поверхностной загрузки 0,5 м2, объем аппарата 0,025 м3, остаточное давление в сушилке 2,63 кПА.
СШ_18	1	Сталь 12Х18Н10Т	ПВ - 0,8-0,016ВК_01 ТУ 26-01-808-80. Полочная вакуумная сушилка из коррозионно-стойкой стали, оснащена системой автоматического управления для регулирования температуры в аппарате. Продукт загружается на противни. Площадь поверхностной загрузки 0,8 м2, объем аппарата0,016 м3, остаточное давление в сушилке 2,63 кПА.
Теплообменники
Т_6	1	Графит	Вертикальный теплообменник GN1-04 (0,74 м2), с неподвижными трубными решетками и условным давлением 1,6 МПА.
Т_16	1	Углеродистая сталь	Вертикальный теплообменник (159 ТКВ_16_М1-0/20-1-4 гр. Б, ГОСТ 15122-79) с неподвижными трубными решётками и условным давлением 1,6 МПА.



7. Экономическая часть

7.1 Исходные данные

Лаборатория кафедры ТОС занимается синтезом гетероциклических соединений, а так же разработкой новых методов получения ранее не известных гетероциклических систем, представляющих интерес с точки зрения их биологической активности. Данная работа носит характер фундаментального исследования, цель которого - изучение методов синтеза енаминов с тиоамидной группой.

Расчет затрат на выполнение научно-исследовательской работы

Затраты на проведение научно-исследовательской работы складывается из следующих составляющих:

· Затраты на материалы и реактивы;

· Затраты на электроэнергию;

· Затраты на заработанную плату;

· Расходы на услуги сторонних организаций;

· Накладные расходы.

Затраты на материалы и реактивы

Таблица 7.1

№ п/п	Наименование материалов, реактивов	Единица измерения	Цена, руб./ед.	Количество израсходованного материала, реактива	Сумма, руб.
1	П-анизидин	г	108,62	15,00	1629,30
2	Анилин	мл	1,16	10,00	11,60
3	П-нитроанилин	г	11,56	10,00	115,60
4	П-хлоранилин	г	6,13	5,00	30,65
5	Реактив Лавессона	г	2,14	10,00	21,40
6	Этанол	л	140	1,00	140,00
7	Толуол	л	62,7	1,00	62,70
8	ДМАД	мл	0,57	10,00	5,70
9	N_хлорсукцинимид	г	7,60	10,00	76,00
10	Этилацетат	л	232,6	1	232,60
11	Триэтилортоформиат	л	17,23	0,20	3,45
12	Силикaгель	кг	1681,5	0,5	840,75
13	Ацетон	л	183,5	1	183,50
14	Гексан	л	224,13	1,5	336,20
15	Хлороформ	л	456,22	2,00	912,44
16	Соляная кислота	л	735,05	0,05	36,75
17	Уксусный ангидрид	л	819,99	0,10	82,00
18	ДМФА	л	1445,19	0,05	72,26
19	POCl3	мл	0,14	10	1,40
	Всего				4794,29

Информация о ценах: [61, 62]

Использованы цены в рублях на 2013 год.

Курс валюты взят на 3 мая 2013 г. - 1EUR = 40.836 руб.

Затраты на электроэнергию

Таблица 7.2

№ п/п	Наименование оборудования	Мощность, кВт	Время, ч	Цена 1 кВт·ч, руб.	Сумма, руб.
1	Насос вакуумный мембранный	0,75	10	2,42	18,15
2	Насос вакуумный мембранный	0,25	10	2,42	6,05
3	Испаритель ротационный	1,4	10	2,42	33,88
4	Облучатель хроматографический	0,009	12	2,42	0,26
5	Весы электронные	0,01	12	2,42	0,29
6	Шкаф сушильный	2	160	2,42	774,40
7	Плитка электрическая	1	96	2,42	232,32
	Итого				1065,35

Затраты на заработную плату

1) Сумма стипендии выплаченной студенту-дипломнику за время преддипломной практики и дипломирования:

С_т - месячная стипендия, руб.;

1,15 - учет выплат по районному коэффициенту (15%);

4 - кол-во месяцев выполнения работы при пятидневной рабочей неделе.

2) Заработная плата руководителя и консультантов с учетом должностных окладов и отработанного времени:

О - оклад, руб./мес.;

?_Н - сумма всех надбавок, руб./мес.;

1,15 - учет выплат по районному коэффициенту (15%);

Н_в - норма времени консультаций, ч;

155 - номинальное время работы за месяц, ч.

Заработная плата руководителя проекта (профессор, д.х.н.):

Заработная плата консультантов:

- по экономической части (доцент, к.э.н.):

- по БЖД (доцент, к.х.н.):

- по природопользованию и охране окружающей среды (профессор, д.х.н.):

- по энергосбережению (профессор, д.х.н.):

Таким образом, расчетная величина заработной платы руководителя и консультантов составляет:

Всего затраты на заработную плату и стипендию составляют:

Таблица 7.3

Участники исследования с указанием должности и степени	Норма времени, ч	Сумма, руб.
1 Руководитель (профессор, д.х.н)	20	3173,11
2 Консультанты: ? экономическая часть (доцент, к.э.н) ? безопасность жизнедеятельности (доцент, к.х.н) ? природопользование и охрана окружающей среды (профессор, д.х.н) ? энергосбережение (профессор, д.х.н)	3 1 1 1	363,69 121,13 158,66 158,66
3 Студент	4 мес.	6900
Итого		10875,25

Страховые взносы (С_н) принимаются в размере 30% от расчетной величины заработной платы:

Затраты на заработную плату с отчислениями на социальные нужды:

Расходы на услуги сторонних организаций

Снятие спектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Стоимость снятия одного спектра ЯМР ¹Н составляет 100 руб.

Всего произведено 20 съемок спектров ЯМР ¹Н.

Итог затрат: У_1Н =100 · 20 = 2000 руб.

Стоимость снятия одного спектра ЯМР ¹³С составляет 150 руб.

Всего произведено 10 съемок спектров ЯМР ¹³С.

Итог затрат: У_13С =150 · 10 = 1500 руб.

Снятие инфракрасных спектров.

Стоимость снятия одного ИК-спектра составляет 50 руб.

Всего произведено 20 съемок ИК-спектров.

Итог затрат: У_ик= 60 · 20 = 1200 руб.

Итого расходы на услуги сторонних организаций:

У_орг = У_1Н + У_13С + У_ик = 2000+1500+1200 = 4700 руб.

Накладные расходы

Накладные расходы (стоимость электроэнергии на освещение лаборатории, обеспечение работы вытяжной вентиляции, амортизационные отчисления, расходы на ремонт и содержание зданий, затраты на содержание учебно-вспомогательного и административно-управленческого персонала, расходы на охрану труда и др.) принимаются в размере 20% от суммы предыдущих статей:

где Н_р - накладные расходы;