Экономическое обоснование и расчет материального баланса производства

 

     Неувязка (1429,7 - 1428,9 / 1429,7)×100 = 0,05% 

     Пример  расчета материального  баланса получения  аммиачной селитры  массой 2000 кг с массовой долей NH₄NO₃ - 100% _.

     Исходные  данные:         HNO₃ –50%

      NH₃ – 96%

                                  Раствор NH₄NO₃ – 65%.

     Операционные  потери аммиака 0,5%, HNO₃ –0,8% от выхода NH₄NO₃.

     Решение: Согласно уравнения

     HN₃ + HNO₃ = NH₄NO₃

     Теоретический расход 100% HNO₃ составит                                   

     С HNO₃ = 63×2000 / М _NH4NO3 ×80/  = 1575 кг

     а 100% аммиака                                                                                           

     С NH₃ = 17×2000 / 80 = 425 кг

     Расход HNO₃ с учетом потерь:

     С HNO₃ = 1575 + (0,8×2000) / 100 = 1591 кг

     Или в перерасчете 50% HNO₃ составит

     С HNO₃ = 1591×100 / 50 = 3182 кг

     Расход  аммиака с учетом потерь

     С NH₃ = 425 + (0,5×2000) / 100 = 435 кг

     Или в пересчете на 97% NH₃ = 435×100 / 97 = 448, 45 кг 

     Содержание  инертных газов в аммиаке:

     448,45 - 435 = 13,45

     Вводимая HNO₃ нейтрализуется NH₃. Определим массу 100% NH₄NO₃.

     С NH₄NO₃ = 1591×80 / 63 = 2019,4 кг

     Масса аммиачной селитры 65% составит

     С NH₄NO₃ = 2019,4×100 / 65 = 3106,7

     С учетом потерь раствора:

     С NH₄NO₃ = 8000×100 / 65 = 3076,9 кг

     Потери 65%-ного раствора аммиачной селистры составят:

     3106,7 – 3076,9 = 29,8 кг

     На  образование 2019,4 кг NH₄NO₃ 100 %-го аммиака расходуется:

     С NH₃ = 2019,4×17 / 80 = 429,12 кг.

     Потери 100 %-го аммиака с паром равны

     429,12×100 / 99,7 = 430,41 кг

     430,41 - 429,12 = 1,29 кг

     Выход испаренной воды (включая инертные газы и потери газообразного аммиака), составят:

     3882 + 448,45 – 3106,7 = 523,75 кг

     В том, числе масса собственного пара

     523,75 – 13,45 – 1,29 = 509,01 кг

     На 2 тн. 100% NH₄NO₃ расходуется 0,43 т.тн. 100% HNO₃ и 1,54% т. NH₃.

     Таблица 6

     Материальный  баланс NH₄NO₃ 

       

Кр = 3620,45 / 2000 = 1,81023 кг/кг

     Пример  расчета производства удобрения  сульфата аммония массой 1000 кг с  массовой долей (NH₄)₂SO₄ 100% раствор полученного (NH₄)₂SO₄ – 66%.

     Исходные  данные: серная кислота с массовой долей Н₂SO₄ – 60% и аммиак с массовой долей NH₃ – 97%. Массовая доля потерь аммиака на всей стадии производства 0,3%, серной кислоты - 0,75% от выхода  (NH₄)₂SO₄.

     Решение Согласно уравнению теоретический расход 100% H₂SO₄ составит:

     С_H2SO3 = 98×1000 / 132 = 742,4 где 98 молекулярная масса H₂SO₄,

     132 - молекулярная масса (NH₄)₂SO₄

     100% NH₃                                                                                           

     С NH₃ = 2×17×1000 / 132 = 257,5

     Расход  Н₂SO₄ с учетом потерь:  

     СH₂SO₄= 742,4 + (0,75×1000) / 100 = 750 

     Или в перерасчете  на 60%-ую H₂SO₄

     СH₂SO₄ = 750×100/60 = 1250

     Расход  аммиака с учетом потерь:

     С NH₃ = 257,5 + (0,3×1000)/100 = 260,5

     Или в пересчете на 97% NH₃:

     С NH₃ = 260×100/97 = 268,0

     Содержание  инертных газов в аммиаке:

     268-260 = 8

     Вводимая H₂SO₄ нейтрализуется аммиаком. Определим массу 100%-ной (NH₄)₂SO₄

     С(NH₄)₂SO₄= 750×132 / 98 = 1010,2

     Масса 66%-ного раствора сульфата аммония, получаемого  при обработке:

     С(NH₄)₂SO₄= 1010,2×100 / 66 = 1530,6

     С учетом потерь раствора:

     С(NH₄)₂SO₄= 1000×100 / 66 = 1515,1

     Потери 66%-ного раствора  (NH₄)₂SO₄ составят:

     1530,6 – 1515,1 = 15,5

     На  образование 1010,2 кг (NH₄)₂SO₄ расходуется 100 %-го аммиака расходуется:

     С NH₃ = 1010,2×34 / 132 = 260,2

     Потери 100 %-ного аммиака с паром равны:

     260,5 – 260,2 = 0,3

     Выход испаренной влаги (включая инертные газы и потери газообразного аммиака) составят:

     1250 + 268 – 1530 = 12

     В том, числе собственного пара

     12 – 8 – 0,3 = 3,7

     На 1000 кг 100% сульфата аммония расходуется 2578 кг газообразного аммиака и 742,2 100% серной кислоты.

     По  результатам расчета составим материальный баланс. 
 
 
 

     Таблица 7

     Материальный  баланс 

     

     Коэффициент расхода Крн. 1518 / 1000 = 1,518 

Уровень технологического процесса 

     Ограниченный  путь – рационалистический. Он связан с уменьшением затрат живого труда  за счет прошлого. Живой труд должен уменьшаться в большей степени, чем будет возрастать прошлый. Путь рационалистического (эволюционного) развития с экономической точки зрения всегда предпочтительнее, чем путь эвристического (революционного) развития технологического процесса.

     Моделью такого развития будет:

      L = Ö УB

     где L – производительность живого труда

           В – технологическая вооруженность

           У – уровень технологии.

     Эти соотношения представляют собой  математическую модель закона рационалистического  развития технологического процесса и  справедливо для механизированных процессов. Все параметры затрат в приведенных соотношениях являются функциями затрат живого и прошлого труда.

L = 1/Тж

В = Тп/Тж

У = (1/Тж) (1/Тп)

      Уровень технологии является показателем “качества” технологического процесса и определяют его производительную способность. В то же время уровень технологии показывает, насколько эффективно используется живой и прошлый труд при решении проблемы повышения производительности технологического процесса.

      С целью упрощения определения  границы рационалистического развития используем понятие относительного уровня технологии У*. 

У* = У/ L = 1/Тп 

     Пример  расчета динамики трудозатрат 

динамика  трудозатрат при  развитии технологического процесса 

     Исходя  из динамики трудозатрат различают  два возможных варианта развития технологического процесса – ограниченное или неограниченное. Для определения  того, какой из вариантов реализуется, по имеющимся зависимостям например:

     Тж(t) = 125/3t +180 и Тп(t) = 0,01t + 0,6, построим график изменения затрат живого Тж, прошлого Тп и совокупного Тс труда, t - время. 

     Тс = Тж + Тп