年產(chǎn) 6500噸醋酸酐工藝設(shè)計(jì)制藥工程畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、1 物料衡算1.1 總則生產(chǎn)能力：年產(chǎn) 6500噸醋酸酐全年時(shí)間：36524=8760小時(shí)檢修時(shí)間：31.724=760小時(shí)生產(chǎn)時(shí)間：8760760=8000小時(shí)每小時(shí)產(chǎn)量：6500000 /8000= 812.50 kg/h1.2物料衡算1.2.1精餾工段物料衡算 計(jì)算依據(jù)： 年產(chǎn)成品醋酸酐6500噸； 成品醋酐一級品：含酐98%,酸2%； 精制過程中酐損失3%（以成品純酐計(jì)，其中第一塔損失2.5%，第二塔損失0.5%）； 粗酐組成含酐85%，酸15%； 精餾塔塔頂出料組成酸99%，酐1%； 殘液回收中，醋酐未計(jì)入計(jì)算中。 物料平衡圖如圖1-1所示：粗酐蒸餾塔醋酐精餾塔wt1wt2wp2wb

2、2wb1winwin -粗酐進(jìn)料(含酐85%，酸15%)wt2 -餾出液(含酐1%，酸99%)wp2 -采出液(含酐98%，酸2%)wb1-蒸餾塔釜液(含酐100%)wb2 -精餾塔釜液(含酐100%)wt1-蒸出液圖1-1 精餾工段總物料平衡 物料平衡計(jì)算：總物料衡算：win = wt2 +wp2 + wb1 + wb2 組分衡算：(a)對醋酸衡算：win15%= wt2 99%+ wp2 2% (b)對醋酐衡算：win85%= wt2 1%+ wp2 98%+ wb1 + wb2 (c)釜液衡算：wb1 + wb23wp2 98% wb12.5wp2 98%；wb20.5wp2 98%解上

3、述方程(a)、(b)、(c)最后得到結(jié)果如下：win = 966.3971 kg/h ；wt2130.00 kg/h ; wp2 812.50 kg/h ；wb1 19.9062 kg/h ；wb2 = 3.9813kg/h物料平衡計(jì)算結(jié)果見表1-1。表1-1 精餾工段總物料平衡表序號名稱酸含量（質(zhì)量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（質(zhì)量，%）醋酐量（kg/h）總量（kg/h）進(jìn)料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971合計(jì)966.3971出料餾出液99128.70011.300130.00采出液216.2598796.250812.50蒸餾塔釜液10019.906219.

4、9062精餾塔釜液1003.98133.9813合計(jì)1041.1250wt1win粗酐蒸餾塔wb1圖1-2 粗酐蒸餾塔物料平衡 分塔物料衡算： 粗酐蒸餾塔物料平衡如圖1-2所示：a.全塔物料衡算：win = wb1 + wt1b.對醋酸衡算：win15%= wt1hac解上述兩式得：wt1 946.4909 kg/h ；hac15.3155%物料平衡計(jì)算結(jié)果見表1-2。表1-2 粗酐物料平衡序號名稱酸含量（質(zhì)量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（質(zhì)量，%）醋酐量（kg/h）總量（kg/h）進(jìn)料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971合計(jì)966.3971出料蒸出液15.3155

5、144.959684.6845801.5311946.4909蒸餾塔釜液10019.906219.9062合計(jì)966.3971醋酐蒸餾塔物料平衡如圖1-3所示：wt1wt2醋酐精餾塔wp2wb2圖1-3 醋酐精餾塔物料平衡全塔物料衡算：wt1wt2 +wp2 + wb2表1-3醋酐物料平衡序號名稱酸含量（質(zhì)量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（質(zhì)量，%）醋酐量（kg/h）總量（kg/h）進(jìn)料蒸出液15.315144.959884.6845801.5311946.4909出料餾出液99128.70011.300130.00采出液216.2598796.25812.50精餾塔釜液1003.98133.

6、9813946.48131.2.2吸收工段物料衡算計(jì)算依據(jù)： 吸收用醋酸為一級品，含醋酸99%,水1%； 第一吸收塔吸收乙烯酮90%，第二吸收塔吸收10%； 裂化反應(yīng)乙烯酮選擇性為90%，這是由于副反應(yīng)生成廢氣所致。每蒸發(fā)100kg原料醋酸，就有4m3(標(biāo)準(zhǔn))廢氣產(chǎn)生，其組成為：co2 13.9% c2h422.7% co46.9% ch416.5%； 裂化中醋酸轉(zhuǎn)化率為80%； 裂化中用醋酸濃度為95%醋酸，5%水； 吸收過程中乙烯酮全部轉(zhuǎn)化為醋酐 吸收反應(yīng)方程式：主反應(yīng)：ch3coohch2co(ch3 co)2o42 60 102 副反應(yīng)：(ch3 co)2o2 h2o2ch3cooh

7、第一吸收塔及第二吸收塔循環(huán)液體積均為35 m3 /h；物料平衡圖見圖1-4：總物料衡算總物料衡算式：(wb1=966.3971kg/h，wt2=130.00kg/h)wfwin wt2 wb1 wg對醋酸衡算：a.廢氣夾帶醋酸量的計(jì)算：第一吸收塔第二吸收塔wowgwinwrwb1wfwin-冰醋酸(含酸99%，水1%)wf -乙烯酮(不含廢氣)wg -廢氣夾帶醋酸wb1-粗醋酐(15%酸，85%酐)wt2 -精餾塔餾出液(99%酸，1%酐)wr -吸收液wt2圖1-4 吸收工段總物料平衡已知條件：第二吸收塔塔頂真空度0.08mpa；塔頂溫度20(從兩個(gè)方面考慮：一是低溫時(shí)蒸氣壓低，醋酸損失小；

8、二是乙烯酮吸收反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫有利)20時(shí)，= 0.001510 mpa 【查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊盧煥章等編著(p637)】4m3(標(biāo)準(zhǔn))廢氣裂化100kg冰醋酸f =0.8存在下列關(guān)系：乙烯酮：10095%80%(42/60) 0.9=47.88kg在裂化管內(nèi)每小時(shí)廢氣產(chǎn)生量v廢=wf4/47.88(m3 ) 設(shè)第二吸收塔吸收循環(huán)液入塔濃度為：含醋酸：91.4% 酐：8.6% 94.755% 5.245%x=0.94755：根據(jù)公式：x/(px)（wg /mhac ）/(v廢/22.4)p= 0.10130.08=0.0213 mpa: v廢 = wf4/47.88：代入上式后整理得：w

9、g 0.01610 wf (kg/h)b對醋酸列物料衡算式：wt299%+ win99%= wb115%+ wf(60/42)+ 0.01610 wfwin0.01(120/18)表1-4 吸收總物料衡算序號名稱酸含量（質(zhì)量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（質(zhì)量，%）醋酐量（kg/h）總量（kg/h）進(jìn)料冰醋酸99497.9822(水：1)(水：5.3034 )503.0123乙烯酮324.8570醋酐精餾塔餾出液99128.7011.30130.00廢氣（裂化）36.510944.3793出料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971廢氣（裂化）36.510夾帶酸5.032

10、11007.9392對醋酐物料衡算：wt21%+ wf(102/42)= wb185%+ win0.01(102/18)聯(lián)解上兩式得：wf 324.8570 kg/h ；win = 503.0123 kg/h； wg 5.0321 kg/h廢氣量：v廢wf4/47.8827.1392m3 = 36.510 kg/h 【廢氣平均分子量=28.244】物料平衡計(jì)算結(jié)果見表1-4。分塔物料衡算：第一吸收塔物料平衡見圖1-5：第一吸收塔 wowfwrwb1圖1-5 第一吸收塔物料平衡a. 全塔物料衡算：wfwr = wb1wo ；wo =10%wf wr = wb190%wf = 674.0321 k

11、g/h表5 第一吸收塔物料衡算序號名稱酸含量（質(zhì)量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（質(zhì)量，%）醋酐量（kg/h）總量（kg/h）進(jìn)料吸收液674.0321乙烯酮324.8570廢氣（裂化）36.510合計(jì)1035.3991出料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971廢氣（裂化）36.510乙烯酮36.495合計(jì)1039.4021b .醋酐衡算：(假設(shè)第一吸收塔內(nèi)沒有水存在，即隨冰醋酸帶入的水全部在第二吸收塔內(nèi)反應(yīng)掉)wr(ac)2o= wb185%0.9wf(102/42) (ac)2o = 8.9268 % hac = 91.0732 %物料平衡計(jì)算結(jié)果見表5。c.第一吸

12、收塔循環(huán)吸收液的組成計(jì)算：根據(jù)計(jì)算機(jī)編程得：83.600%(含酐)，16.400%(含酸)吸收液溫度t=25，查得：hac=1044kg/m3，(ac)2o=1075kg/ m3【查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊p636，p678】mix= 1/(0.16400/1044+0.83600/1075)=1046.790 kg/ m3循環(huán)吸收液的計(jì)算：吸收液流率為：35m3/h則：塔頂循環(huán)液質(zhì)量流率：351046.790=36637.65kg/h塔底循環(huán)液質(zhì)量流率：73261.688wr=36637.651397.570=35930.8969kg/h計(jì)算塔頂循環(huán)吸收液組成：含醋酐百分比：(1397.5708

13、.922%35240.08085%)/73261.688=83.600%含醋酸百分比：(1397.57091.078%35240.08015%)/73261.688=16.400% 第二吸收塔物料平衡如圖1-6所示：winwowgwt2第二吸收塔wr2wr圖1-6第二吸收塔物料平衡a.全塔物料衡算：wowt2winwrwgb.循環(huán)吸收液的計(jì)算：吸收液流率為：35m3/h，溫度為25查得hac=1044kg/m3，(ac)2o=1075kg/ m3hac0.914，(ac)2o0.086 【查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊p636】 1/(0.914/1044+0.086/1075)=1046.5955

14、kg/ m3質(zhì)量流率： w=1046.595535=36630.844kg/h wr2= wwt2win=35966.869kg/h物料平衡計(jì)算結(jié)果見表1-6。表1-6 第二吸收塔物料衡算序號名稱酸含量（質(zhì)量，）醋酸量（kg/h）酐含量（質(zhì)量，%）醋酐量（kg/h）總量（kg/h）進(jìn)料精餾塔餾出液99%128.701%1.300130.00乙烯酮32.4857廢氣（裂化）36.510冰醋酸503.0123702.008出料去一塔吸收液91.078%8.922%674.0321廢氣（裂化）36.510夾帶酸5.0321715.57421.2.3裂化工段的物料衡算計(jì)算依據(jù)： 物料流率見吸收工段物料

15、衡算； 每噸成品醋酐消耗1.7kg磷酸三乙酯，催化劑0.6kg純氨。（在計(jì)算中未考慮） 主反應(yīng)：ch3cooh ch2coh2o副反應(yīng)：2ch3cooh (ch3)2co+h2o+co2 2ch2co c2h4+2co ch2co h2o+2c (ch3 co)2o ch2co+ch4w2物料平衡圖如圖1-7所示w1-醋酸（95%）；w2-稀醋酸溶液；wf-乙烯酮；wp-廢氣；wc-結(jié)炭量wf +wpw1分離器裂化爐wc 圖1-7裂化工段物料平衡物料平衡計(jì)算總物料衡算：w1wf +wpw2wc對乙烯酮作物料衡算：w195%0.80(42/60)0.9wf w1= 678.4816 kg/h對醋

16、酸作衡算：w2w10.95(180%)+ w15%+ w10.95(18/60)0.80 其中各項(xiàng)意義如下： w10.9520%-未反應(yīng)醋酸 w15%-隨原料帶入水 w10.95(18/60) -反應(yīng)中生成水 w2 317.5294 kg/h；其中 hac = w195%0.20/ w2= 40.5983 %結(jié)碳量的計(jì)算：wcw1wfwpw2 1.3542 kg/h物料平衡計(jì)算結(jié)果見表1-7。表1-7裂化工段總物料衡算序號名稱酸含量（質(zhì)量，%）醋酸量（kg/h）水含量（質(zhì)量，%）水量（kg/h）總量（kg/h）進(jìn)料裂化用醋酸95644.5575533.9240678.4816合計(jì)678.481

17、6出料乙烯酮324.8570稀醋酸溶液317.5294結(jié)碳量1.3542廢氣量36.510合計(jì)680.25062 熱量衡算2.1 裂化工序熱量衡算2. 1. 1 醋酸蒸發(fā)器(e0101)2. 1. 1. 1 計(jì)算依據(jù) 蒸發(fā)器內(nèi)真空度取4 kpa，p絕 = 97.3 kpa； 設(shè)兩臺蒸發(fā)器，每臺蒸發(fā)器進(jìn)料量= 680.2506/ 2 = 340.1253 kg/h； 蒸發(fā)器熱損失為需加熱量的5%； 醋酸入口溫度：20 蛇管換熱器傳熱系數(shù)k= 1674 kj/(m2h) (以平均傳熱面積為基準(zhǔn))2. 1. 1. 2 熱量衡算 進(jìn)料液泡點(diǎn)計(jì)算：查 “石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊” p988-1004，得到a

18、ntoine常數(shù)和公式antoine公式： 表2-1 醋酸和水的antoine常數(shù)abc水18.30363816.44-46.13醋酸16.80803405.57-56.34查vaporliquid equilibrium data collection aqueousorganic system（j.gerhling.u.onken）p109，得到；van loar constants a12=0.5491：a21=0.8950水（1）醋酸（2）查化工熱力學(xué)施海云編p237，得van loar 方程式計(jì)算活度系數(shù)1和2氣體按理想氣體，液體按非理想溶液，用下泡點(diǎn)計(jì)算式求泡點(diǎn)溫度。 y1+y2=

19、p1s1x1/ p+ p2s2x2/ p=1(誤差0.00001)計(jì)算機(jī)編程計(jì)算（程序見附表1），得 t=381.8804泡點(diǎn)界面如圖2-1所示 圖2-1 泡點(diǎn)界面蒸發(fā)器兩臺 進(jìn)料液比熱的計(jì)算查“化工工藝設(shè)計(jì)手冊第三版（上）”p2-738 得到比熱數(shù)據(jù)如下：水：20 4.1826 kj/(kg) 108.1 4.2287 kj/(kg) h2o= 4.2057 kj/(kg)醋酸：20 2.2253 kj/(kg) 108.1 2.3780 kj/(kg)hac= 138.1020 kj/(kmol)= 2.3017 kj/（kg）cpm= 2.3969 kj/（kg） 醋酸蒸發(fā)器的熱量計(jì)算

20、以20為熱量衡算的基準(zhǔn)。. 醋酸預(yù)熱q1（20 108.74 ）q1= 340.1253 2.3969 (108.74-20) = 7.2344104 kj/h 醋酸的汽化熱q2 查“化工工藝設(shè)計(jì)手冊第三版（上）”p716 得到汽化潛熱數(shù)據(jù)如下：tb= 108.74 hv,h2o = 2227.7126 kj/kghv,hac = 402.0724 kj/kgq2= 644.5575402.0724 + 33.9242227.7126 =14.6641104 kj/h 蒸發(fā)所需熱量q=（83521.2010+ 193740.1562）（1+5%）= 29.1124104 kj/h2. 1. 1

21、. 3 熱量平衡表表2-2蒸發(fā)器熱量平衡表序號名稱熱量（kj/h）帶出熱量1醋酸預(yù)熱，q17.23441042醋酸的汽化熱，q214.66411043蒸發(fā)器熱損失，q31.3863104合計(jì)22.9934104帶入熱量1蒸汽帶入熱量，q22.9934104合計(jì)22.99341042. 1. 1. 4加熱蒸汽用量計(jì)算蒸發(fā)器加熱采用低壓蒸汽（0.7mpa）查“化工工藝設(shè)計(jì)手冊第三版（上）”p2-716，得ts= 165 hv = 2065.767 kj/kg所需蒸汽量：q/hv =22.9934104 / 2065.767 = kg/h兩臺蒸發(fā)器共需蒸汽：g1 = 2111.3068 = 222.

22、6136 kg/h2.1.2 裂化爐2. 1. 2.1 計(jì)算依據(jù) 熱量平衡圖：q5 g5q1-醋酸蒸汽吸熱q2-裂化反應(yīng)吸熱q3-熱損失q4-煙道氣帶走熱量q5-循環(huán)氣帶入熱量q6-焦?fàn)t煤氣燃燒放熱量q6 g6q1 + q2a bq4 g 4q3圖2-2裂化爐熱量平衡 裂化反應(yīng)吸收熱量 ch3ooh ch2co + h2o 146.44 kj/mol 煙道氣焓值：煙道氣入口溫度1000，ha=1527.16 kj/標(biāo)m3 煙道氣出口溫度500， hb=715.464 kj/標(biāo)m3 循環(huán)氣入口溫度200， h5=284.512 kj/標(biāo)m3 焦?fàn)t煤氣燃燒溫度1480，h6 =2405.8 kj/

23、標(biāo)m3；空氣過剩系數(shù)1.2；1 m3（標(biāo)）焦?fàn)t氣產(chǎn)生煙道氣為5.570m3（標(biāo)）；裂化熱損失q3=8%( q1 + q2)；裂化爐兩臺裂化溫度705，采用兩臺裂化爐，每臺裂化爐進(jìn)料量為340.1253kg/h, 進(jìn)料溫度為108.74，進(jìn)料狀態(tài)為氣相。2. 1. 2. 2 熱量計(jì)算 q1，q2，q3的計(jì)算氣體焓變根據(jù)h=，cp=a+bt+ct2+dt3 帶入上式積分得：h= at+b/2t2+c/3t3+d/4t4t1 t2 (kj/kg)查“石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊”，p1003 得到熱容數(shù)據(jù)見表2-3。表2-3熱容常數(shù)abcd醋酸1.1566.08710-2-4.18710-51.18210-

24、8水7.7014.59510-42.52110-6-0.85910-9q1的計(jì)算( 蒸發(fā)器出口溫度 705.15)hhac= 0.1338104 kj/kghh2o= 0.1239104 kj/kgq1= （0.13381040.95+0.12391040.05）340.1253 = 45.340104kj/hq2的計(jì)算q2= 340.12530.951338.4570 =82.2480104 kj/hq3的計(jì)算：q38%(82.2480104 +45.340104)= 48.570104 kj/h裂化所需熱量：45.340104+82.248010448.570104 179.955104

25、kj/h 焦?fàn)t煤氣量的計(jì)算：(g5g6)( hahb)(q1 + q2q3) g5h5+g6h5= (g5g6)ha 解得：g5 752.5021 m3（標(biāo)）；g6 1082.4203 m3（標(biāo)） 需要焦?fàn)t煤氣量為：g = g6/5.570 = 200.6926 m3（標(biāo)）煙道氣帶出的熱量q4 = (752.50211082.4203)715.464 = 131.281104 kj/h2. 1. 2. 3 熱量平衡表裂化爐熱量平衡表如圖2-4所示表2-4裂化爐熱量平衡表序號名稱熱量（kj/h）帶入熱量1燃?xì)馊紵蔁煹罋鈳氲臒崃浚琿6170.71471042循環(huán)煙道氣帶入熱量，q522.48

26、79104合計(jì)291.4221104帶出熱量1醋酸預(yù)熱所需的熱量，q145.3401042醋酸裂化所需的熱量，q282.24801043煙道氣帶出的熱量，q4131.2811044裂化反應(yīng)熱損失，q348.570104合計(jì)307.43901042. 1. 3 冷凝冷卻器2. 1. 3. 1 計(jì)算依據(jù) 冷凝冷卻器入口溫度t=705，壓力p=68 kpa(真空度)，p絕=33.3 kpa； 冷凝冷卻器熱量衡算條件數(shù)據(jù)見圖2-3；水冷卻鹽水冷凝鹽水冷卻k=251.04 kj/(m2h)k=3347.2kj/(m2h)k=125.52kj/(m2h)70530tt20-5-15-5圖2-3 冷凝冷卻器

27、熱量衡算條件示意 裂解氣的摩爾組成及其冷凝溫度： 列表計(jì)算裂解氣的摩爾組成,設(shè)只有醋酸和水冷凝裂解氣中水和醋酸的分壓： 0.0466733.3 = 15.542 kpa水和醋酸混合物的摩爾組成： y1= 0.8299 (水) y2= 0.1701 (醋酸)查查vaporliquid equilibrium data collection aqueousorganic system（j.gerhling.u.onken）p109，得到；van loar constants a12=0.6061：a21=1.2700水（1）醋酸（2）van loar 方程式計(jì)算活度系數(shù)1和2查化工熱力學(xué)施海云編p

28、237，得van loar 方程式計(jì)算活度系數(shù)1和2上機(jī)計(jì)算得到：醋酸水溶液露點(diǎn)溫度 td= 108.74 1= 0.8363 2= 0.1637露點(diǎn)界面如圖2-4所示 圖2-4 露點(diǎn)界面 設(shè)備臺數(shù)：兩臺2. 1.3. 2 水冷段熱量衡算 裂解氣降溫放熱（705td ）查“石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊”，p987-p1004得到氣體熱容常數(shù)數(shù)據(jù)見表2-5。 乙烯酮降溫放熱量（冷卻）q1：q1=at+b/2t2+c/3t3d/4t4 = 24173.91 kcal/kmol= 10.1211104 kj/kmol表2-5各組分氣體熱容常數(shù)數(shù)據(jù)ch2coh20haccoch4co2c2h4a1.5251.

29、1567.7017.3734.5984.7280.909b3.91310-26.08710-24.59510-4-0.30710-21.24510-21.75410-23.74010-2c-2.59010-5-4.18710-52.52110-66.66210-62.86010-61.33810-5-1.99410-5d6.44510-81.18210-8-0.85910-9-3.03710-9-2.703-94.09710-94.19210-9 水降溫放熱量q2：q2= 6879.374 kcal/kmol= 2.8802104 kj/kmol醋酸降溫放熱量q3：q3= 1643.61 kc

30、al/kmol= 6.8808104 kj/kmol廢氣降溫放熱量q4：cpcodt = 7434.329 kcal/kmol= 1.9666104 kj/kmolcpco2dt = 108883.61 kcal/mol= 4.5567104 kj/kmolcpch4dt = 6919.6677 kcal/kmol= 2.8971104 kj/kmolcpc2h4dt = 11258.92 kcal/kmol= 4.7138104 kj/molq4=0.43701.9666104+0.26912.8971104+0.08244.5567104+0.21154.7138104= 3.011510

31、4 kj/kmol 裂解氣部分冷凝放熱（108.74 108.74）在 td時(shí) hv,h2o = 2382.2892 kj/kghv ,hac =427.0536 kj/kg 冷凝冷卻總放熱量：冷卻：qcd=10.1211104189.8025+2.8802104109.1669+6.880810474.6105+3.0115104 19.6122= 73.6229104 kj/h冷凝：qrd= 74.61052382.2892 + 109.1669427.0536 = 28.6651104 kj/h冷卻冷凝：qcdqrd 102.2880104 kj/h 冷卻水用量：（水20 30）m水=q

32、/（tcp）= 102.2880104/ (104.1784)= 24480.0479 kg/h冷卻段：m水cptqcdtqcd / m水cp =73.6229104 / (24480.04794.1784) = 7.1976 即換熱情況如下：t30 t = 水冷卻鹽水冷凝鹽水冷卻k=251.04k=3347.2k=125.52527053023.820-5-15-558.1258.12 圖2-5 冷凝冷卻總熱量平衡圖2. 1.3. 3 鹽冷段熱量衡算 裂解氣及凝液放熱計(jì)算：70.09 5（裂解氣及冷凝液）t75.09 5 15（冷凍鹽水） 乙烯酮降溫放熱q1：q1= 189.8025= 18

33、188.9179 kj/h 廢氣放熱q2：q2= 19.6122 = 0.1990104 kj/h 水放熱q3： q3= mcpt= 109.1669 4.182675.09 = 3.4281104kj/h 醋酸放熱：q4= mcpt= 4.61052.2446750.9 = 1.2573104kj/h 總放熱量q：q= q1+q2+q3+q4= 6.7034104 kj/h 冷凍鹽水用量：采用冷凍鹽水(8%氯化鈣)制冷，其比熱為cp=3.7179 kj/(kg)【見化工工藝設(shè)計(jì)手冊上p2-744】 t=10；q=6.7034104kj/hm鹽= q /（tcp）= 6.7034104/(10

34、3.7179) = 1803.0175 kg/h2.2 吸收工序熱量衡算2.2.1 第二吸收塔熱量衡算2.2.1.1計(jì)算依據(jù) 熱量平衡圖：(熱焓零點(diǎn)，設(shè)為0),如圖2-6所示 由于吸收塔內(nèi)溫度與環(huán)境溫度相差很小，設(shè)備熱損失不計(jì)熱平衡式為： q1q2q3q4q5q6 q6q8q9q7q2 各點(diǎn)溫度：t130； t225；t825；t920；t530 熱熔數(shù)據(jù)：醋酸平均比熱cphac133.9357kj/(kmol)= 2.3223kj/(kg)醋酐平均比熱cp(ac)2o =197.6588 kj/(kmol)=1.9378 kj/(kg) 吸收液循環(huán)量：35 m3/h 反應(yīng)熱 ch3coohc

35、h2co2(ch3 co)2o + 62.76kj/mol 吸收工序設(shè)備一套q3w5 q5 t5q9 t9w4 q4 t4q2 t2w1 q1 t1q6 t6q8 t8q7q1進(jìn)料氣帶入熱量 q4去塔吸收液帶出熱量q5廢氣及夾帶酸帶出熱量q9冰醋酸帶入熱量q8精餾塔餾出液帶入熱量q6塔底吸收液帶出熱量 w6q2塔頂吸收液帶入熱量 w2q3吸收反應(yīng)放熱量q7換熱器移出熱量圖2-6第二吸收塔熱量平衡2.2.1.2 熱量計(jì)算帶入熱量的計(jì)算：a.進(jìn)料氣帶入熱量：t130；w1 =34.426kg/h +35.002kg/h=69.428kg/h 廢氣帶入熱量：cpcodt =7.373t+(-0.30

36、710-2)/2t2+(6.662e6)/3t3(3.037e9)/4t4 =208.8806kcal/kmol874.5414kj/kmolcpco2dt=4.728t+(0.81710-2) t2(0.44610-5)t3+(1.024310-9)t4 =254.649kcal/kmol1066.1646 kj/kmolcpc2h4dt=0.909t+(1.8710-2) t2(0.66510-5)t3+(1.04810-9)t4 =303.8777kcal/kmol1049.8365 kj/kmolcpch4dt=4.598t+(0.622510-2)t2+(0.95310-6)t3(0

37、.65610-9)t4 =250.8035kcal/kmol1272.2751 kj/kmolq廢氣(0.4370874.54140.08241066.16460.21151049.8365+0.26911272.2751）35.002/26.01=0.1391104kj/h乙烯酮帶入熱量：1.525t+(1.956510-2) t2(0.863310-5)t3+(1.6112510-9)t4 =176.4631kcal/kmol=736.8159kj/kmolqch2co34.426/42736.8159=603.943kj/hq1= q廢氣qch2co =603.9431391.2309=

38、1994.943kj/hb.精餾塔餾出液帶入熱量：t825；w8=129.032kg/h(99%醋酸，1%醋酐)cphac=2.3223 kj/(kg)cp(ac)2o=197.6588/102=1.9378 kj/(kg)cpmix=0.992.32230.011.9378=2.3185 kj/(kg)q8=129.0322.318525=0.7479104kj/hc.冰醋酸帶入熱量：wg=485.009kg/hcphac=2.3223 kj/(kg)cph2o=4.1784 kj/(kg)cpmix=0.992.32230.014.1784=2.3409 kj/(kg)q9=485.009

39、2.340920=2.2707104kj/hd.塔頂循環(huán)吸收液帶入熱量：t225；w2=36634.255kg/h(91.4%酸，8.6%酐)cphac=2.3223 kj/(kg)cp(ac)2o=197.6588/102=1.9378 kj/(kg)cpmix=0.9142.32230.0861.9378=2.2892 kj/(kg)q2=36634.255252.2892=209.6578104kj/he.反應(yīng)放出熱量：wf=344.261kg/h，hr=62.76kj/molq3=344.2611000(1/42)62.76=5.1441104kj/h帶出熱量的計(jì)算：a.塔頂循環(huán)液帶出

40、熱量：設(shè)t625.5，w6=36634.255kg/hcphac=2.2326 kj/(kg)cp(ac)2o=1.9386 kj/(kg)cpmix=2.23260.91078+1.93860.08922=2.2058 kj/(kg)q6=36634.2552.2058t6 (待求)b.去塔吸收液帶出熱量：w4=642.717kg/h（組成：91.078%酸，8.922%酐）cphac=2.2326 kj/(kg)cp(ac)2o=1.9386 kj/(kg)cpmix=2.23260.91078+1.93860.08922=2.2058kj/(kg)q4=702.29532.2058t4

41、(待求)c.廢氣及夾帶酸帶出熱量：t530w5=廢氣36.510kg/h+夾帶酸5.0321kg/h廢氣帶出熱量：q廢氣=1391.2586kj/h夾帶酸帶出熱量：cpdt=1.156t+(3.043510-2) t2(1.395710-5)t3+(0.295510-8t4 =457.3328kcal/kmol1914.7608 kj/kmolq酸=5.0321（1/60）1914.7608=176.892 kj/hq5=176.8921391.2586=1568.1506kj/h總熱量衡算：a. q1q2q3q4q5q6即1994.943209.65781045.1441104642.717

42、2.2058t41568.150636634.2552.2058t6t4t626.62得：q4=37126.7876 kj/h ；q6=211.1916104kj/hb. q6q8q9q7q2q7= q6q8q9q2=2111916.8630.74791042.27071042096413.423=5.0369104kj/h2.2.1.3 熱量平衡表第二吸收塔熱量衡算表如圖2-6所示表2-6 第二吸收塔熱量衡算表序號名稱熱量（kj/h）帶入熱量1進(jìn)料氣帶入熱量，q11994.9432精餾塔餾出液帶入熱量，q80.74791043冰醋酸帶入熱量，q92.27071044吸收反應(yīng)放熱，q35.14

43、41104合計(jì)5.5092104帶出熱量1去塔吸收液帶出熱量，q43.71261042廢氣及夾帶酸的熱量，q51.5671043換熱器移出的熱量，q75.0369104合計(jì)8.79611042.2.1.4 換熱器冷卻水用量的計(jì)算進(jìn)：20出：25，t=5m水=5.0369104/(54.1784)=2410.9228 kg/h2.2.2 第一吸收塔熱量衡算2.2.2.1計(jì)算依據(jù) 熱量平衡圖如土2-7所示 熱平衡式： q1q2q3q4q5q6 q6q8q7q2 已知各點(diǎn)溫度：t15； t225；t825.84；t530 塔頂循環(huán)吸收液流量：35 m3/h2.2.1.2 熱量計(jì)算熱平衡式為： q1q

44、2q3q4q5q6 q6q8q7q2b.已知條件各點(diǎn)溫度：t15； t225；t825.84；t530c.塔頂循環(huán)吸收液流量：35 m3/hq1進(jìn)料氣帶入熱量 q2塔頂吸收液帶入熱量q3吸收反應(yīng)放熱量q4粗醋酐帶走熱量 q5塔頂氣體帶出熱量q6循環(huán)吸收液帶出熱量q7換熱器移走熱量 w2q8二塔去一塔吸收液帶入熱量：第一吸收塔w5 q5 t5w1 q1 t1w7w4 q4 t4w6 q6 t6w8 q8 t8w2 q2 t2圖2-7第一吸收塔熱量平衡熱量衡算帶入熱量的計(jì)算：a.進(jìn)料氣帶入熱量：廢氣帶入熱量：t15；w=344.261kg/hcpcodt =145.9018kj/kmol；cpco2dt=179.5366 kj/kmolcpc2h4dt=202.0913 kj/kmol；cpch4dt170.0576 kj/kmolq廢氣-(0.4370145.9018+179.53660.0824+202.09130.2115+0.2691170.