畢業(yè)設(shè)計算書

1、1 物料衡算1.1 總則生產(chǎn)能力：年產(chǎn) 8000 噸醋酸酐；計算范圍：裂化工序、吸收工序和精餾工序（不含回收工序）；生產(chǎn)方式：連續(xù)操作計算基準：單位時間生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量為計算基準；全年時間：36524=8760小時；檢修時間：31.724=760小時；生產(chǎn)時間：8760760=8000小時；每小時產(chǎn)量：8000000 / 8000=1000.000 kg/h。計算精度：質(zhì)量（kg）取小數(shù)點后三位；組成（質(zhì)量，%）取到小數(shù)點后四位。1.2 物料衡算1.2.1 精餾工序物料衡算 計算依據(jù)： 年產(chǎn)成品醋酸酐8000噸； 成品醋酐一級品：含醋酸酐98%,醋酸2%； 精制過程中酐損失3%（以成品純醋酐計，

2、其中第一塔損失2.5%，第二塔損失0.5%）； 粗醋酐組成含酐85%，酸15%； 精餾塔塔頂出料組成醋酸99%，醋酐1%； 殘液回收中，醋酐未計入計算中。 物料平衡圖見圖1-1： 物料平衡計算：總物料衡算： win = wt2 +wp2 + wb1 + wb2 組分物料衡算：(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%解上述方程(a)、(b)、(c)最后得到結(jié)果如下：win =11

3、89.412kg/h； wt2160.012kg/h;；wp2 1000.000kg/h； wb124.500kg/h； wb2 4.900kg/h。粗酐蒸餾塔醋酐精餾塔wt1wt2wp2wb2wb1winwin -粗酐進料(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算結(jié)果見表1-1。表1-1 精餾工段總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）進料粗醋酐1

4、5.0000178.41285.00001011.0001189.412合計1189.412出料餾出液99.0000158.4121.00001.600160.012采出液2.000020.00098.0000980.0001000.000蒸餾塔釜液0010024.50024.500精餾塔釜液001004.9004.900合計1189.412 分塔物料衡算： 粗酐蒸餾塔物料平衡見圖1-2：a.全塔物料衡算：win = wb1 + wt1b.對醋酸衡算：win15%= wt1hac解上述兩式得：wt11164.912kg/h ； hac15.3155%.物料平衡計算結(jié)果見表1-2。wt1win粗

5、酐蒸餾塔wb1 圖1-2 粗酐蒸餾塔物料平衡表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）進料粗醋酐150000178.41285.00001011.0001189.412合計1189.412出料蒸出液15.3155182.16484.68451007.2481164.912蒸餾塔釜液0010024.50024.500合計1189.412 醋酐蒸餾塔物料平衡見圖1-3：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：見表1-3wt1wt2 +wp2 + wb21.2.2 吸收工序物料衡算計算依據(jù)

6、： 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(標準)廢氣產(chǎn)生，其組成為：主反應(yīng)：ch3coohch2co(ch3 co)2o60 42 102 副反應(yīng)：(ch3 co)2o2 h2o2ch3cooh 第一吸收塔及第二吸收塔循環(huán)液體積均為35 m3 /h；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）進料蒸出液15.3155178.41284.6845986.4501164.91

7、2合計1164.912出料餾出液99.0000158.4121.00001.600160.012采出液2.000020.00098.0000980.0001000.000精餾塔釜液001004.9004.900合計1164.912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物料平衡圖見圖1-4： 圖1-4 吸收工段總物料平衡總物料衡算總物料衡算式：（ wt2、wb1見精餾工序物料衡算）wfwin wt2 wb1

8、wg對醋酸衡算：a.廢氣夾帶醋酸量的計算：已知條件：第二吸收塔塔頂真空度0.08mpa；塔頂溫度20(從兩個方面考慮：一是低溫時蒸氣壓低，醋酸損失??；二是乙烯酮吸收反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫有利)20時，查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊盧煥章等編著(p637)4m3(標準)廢氣裂化= 0.001510 mpa 乙烯酮：10095%80%(42/60) 0.9=47.88kg100kg冰醋酸存在下列關(guān)系：f =0.8在裂化管內(nèi)每小時廢氣產(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%（質(zhì)%）； 含醋酐：8.6%（質(zhì)%） 含醋酸：94.755%（摩爾%）；含醋酐：5.2

9、45%（摩爾%）x=0.94755：根據(jù)公式：x/(px)（wg /mhac ）/(v廢/22.4) p= 0.10130.08=0.0213mpa: v廢 = wf4/47.88： 代入上式后整理得：wg0.01610 wf (kg/h)副反應(yīng)產(chǎn)生的醋酸量b對醋酸列物料衡算式：wt299%+ win99%= wb115%+ wf(60/42)+ 0.01610 wfwin0.01(120/18)c.對醋酐物料衡算：wt21%+ wf(102/42)= wb185%+ win0.01(102/18)聯(lián)解上兩式得：wf429.784kg/h ；win =606.536kg/h； wg6.920k

10、g/h廢氣量：v廢wf4/47.8835.905m3 =33.28kg/h 廢氣平均分子量=28.244物料平衡計算結(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：a. 全塔物料衡算：wfwr = wb1wo ；wo =10%wf wr = wb190%wf = 802.606 kg/hb .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)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）進料冰醋酸99.0000600.

11、471(水：1)(水：5.3034 )606.536乙烯酮0000429.784醋酐精餾塔餾出液99.0000158.41211.600160.012廢氣（裂化）33.28合計1196.332出料粗醋酐15.0000178.41285.00001011.0001189.412廢氣（裂化）33.28夾帶酸6.920合計1196.332第一吸收塔wowr wfwb1圖1-5 第一吸收塔物料平衡 (ac)2o = 8.9228% 第二吸收塔出塔組成 hac =91.0772 %物料平衡計算結(jié)果見表5。c.第一吸收塔循環(huán)吸收液的組成計算：設(shè)第一吸收塔塔頂循環(huán)吸收液濃度為：83.600%(含醋酐)，16

12、.400%(含醋酸) 表1-5 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）進料吸收液802.606乙烯酮429.784廢氣（裂化）33.28合計1265.670出料粗醋酐15.0000178.41285.00001011.0001189.412廢氣（裂化）33.28乙烯酮42.978合計1265.670吸收液溫度t=25，查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊p636，p678得：hac= 1044kg/m3，(ac)2o=1075kg/ m3mix= 1/(hac /hac +(ac)2o /(ac)2o)=1046.693 kg/ m

13、3 循環(huán)吸收液的計算：吸收液流率為：35m3/h則：塔頂循環(huán)液質(zhì)量流率w頂= 35mix =36634.263 kg/h塔底循環(huán)液質(zhì)量流率w低=w頂wr=35831.657kg/h計算塔頂循環(huán)吸收液組成：含醋酐百分比：(wr8.922%w低85%)/w頂=83.3333 % 第一吸收塔塔頂循環(huán)吸收液組成含醋酸百分比：(wr91.078%w低15%)/ w頂=16.6668 %（若計算出的塔頂循環(huán)吸收液濃度與初設(shè)值相差0.5%則重新計算）第二吸收塔物料平衡見圖1-6：a.全塔物料衡算：wowt2winwrwgb.循環(huán)吸收液的計算：吸收液流率為：35m3/h，溫度為25查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊p63

14、6得hac=1044 kg/m3，(ac)2o= 1075 kg/ m3hac0.914， (ac)2o0.086 mix= 1/(hac /hac +(ac)2o /(ac)2o)= 1/(0.914/1044+0.086/1075)=1046.5956 kg/ m3wgwin第二吸收塔wt2wowrwr2圖1-6第二吸收塔物料平衡質(zhì)量流率： w=mix35=36630.857kg/h wr2= wwt2win=35864.3085 kg/h物料平衡計算結(jié)果見表1-61.2.3 裂化工序的物料衡算 計算依據(jù)： 物料流率見吸收工段物料衡算； 每噸成品醋酐消耗1.7kg磷酸三乙酯催化劑，0.6k

15、g純氨。（在計算中未考慮） 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1-7w1-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）進料精餾塔餾出液99.0000158.4121.00001.6001160.012乙烯酮42.9

16、78廢氣（裂化）33.28冰醋酸99.0000600.471606.536合計809.526出料去一塔吸收液802.606廢氣（裂化）33.28夾帶酸6.920合計809.526物料平衡計算總物料衡算：w1wf +wpw2wc對乙烯酮作物料衡算：w195%0.80(42/60)0.9wf w1=897.627 kg/h對醋酸作衡算：w2w10.95(180%)+ w15%+ w10.95(18/60)0.80 其中各項意義如下： 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 420.090 kg/h；其中 hac = w195%0.2

17、0/ w2=40.5982%結(jié)碳量的計算：wcw1wfwpw2434.563 kg/h物料平衡計算結(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）進料裂化用醋酸95.0000852.7465.000044.881897.627合計897.627出料乙烯酮429.784稀醋酸溶液420.090結(jié)碳量14.473廢氣量33.28合計897.6272 熱量衡算2.1 裂化工序熱量衡算2. 1. 1 醋酸蒸發(fā)器(e104)2. 1. 1. 1 計算依據(jù) 蒸發(fā)器內(nèi)真空度取4 kpa，p絕 = 97.3 kpa； 設(shè)兩

18、臺蒸發(fā)器，每臺蒸發(fā)器進料量=897.627/2=448.814 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)2. 1. 1. 2 熱量衡算 進料液泡點計算：把混合物的質(zhì)量%換算成摩爾%；x1=14.93%，x2=85.07%查“化工設(shè)計”黃潞編 p393-406，得到antoine常數(shù)和公式，并計算ps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注：水的antoine常數(shù)查閱文獻水的飽和蒸汽壓antoine方程常數(shù)

19、的比較劉暉、張洪濤、肖紅，內(nèi)蒙古石油化工，2009年，第十三期。antoine公式： 查vaporliquid equilibrium data collection aqueousorganic system（j.gerhling.u.onken）p101，得到；van loar constants a12=0.5491：a21=0.8950水（1）醋酸（2）van loar 方程式()計算活度系數(shù)1和2x1=14.93%，x2=85.07%1=1.5645 2=1.0085t=381.9k=108.75氣體按理想氣體，液體按非理想溶液，用下泡點計算式求泡點溫度。 y1+y2=p1s1x1/

20、 p+ p2s2x2/ p=1(誤差0.001)最好可以計算機編程計算（參考溫度t=108.1）108.75（試算的泡點溫度）蒸發(fā)器選用兩臺 進料液比熱的計算查“化工工藝設(shè)計手冊第三版（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= 138.0990 kj/(kmol)= 2.3017 kj/（kg）cpm= 4.20570.05+2.30170.95= 2.3969 kj/（kg） 醋酸蒸發(fā)

21、器的熱量計算 以20為熱量衡算的基準。. 醋酸預熱q1（20 108.75 ）q1= 448.814（108.75-20）2.3969=9.547104 kj/h 醋酸的汽化熱q2 查“化工工藝設(shè)計手冊第三版（上）”p716 得到汽化潛熱數(shù)據(jù)如下：tb= 108.75 hv,h2o =2227.7126 kj/kghv,hac =402.0724 kj/kghv,m=493.3541 kj/kgq2= 448.814 493.3541= 22.142104 kj/h 蒸發(fā)所需熱量q=（q1+ q2）（1+5%）= （93429.95+221424.12）2（1+5%） = 66.119104

22、kj/h2. 1. 1. 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醋酸預熱，q19.5471042醋酸的汽化熱，q222.1421043蒸發(fā)器熱損失，q33.149104合計66.119104帶入熱量1蒸汽帶入熱量，q66.119104合計66.1191042. 1. 1. 4加熱蒸汽用量計算蒸發(fā)器加熱采用低壓蒸汽（0.7mpa）查“化工工藝設(shè)計手冊第三版（上）”p2-716，得ts= 164.97 hv = 2066.3 kj/kg所需蒸汽量：q/hv = 661193.55 /2066.3/2 =159.995 kg/h兩臺蒸發(fā)器共需蒸汽：g1 = 2159

23、.995 = 319.989 kg/hq1-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-焦爐煤氣燃燒放熱量2.1.2 裂化爐(f0101)q5 g52. 1. 2.1 計算依據(jù) 熱量平衡圖2-2：q6 g6q1 + q2 a bq3q4 g 4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m3 煙道氣出口溫度500， hb=715.464 kj/標m3 循環(huán)氣入口溫度200， h5=284.512 kj/標m3 焦爐煤氣燃燒

24、溫度1480，h6 =2405.8 kj/標m3；空氣過剩系數(shù)1.2；1 m3（標273.15k）焦爐氣產(chǎn)生煙道氣為5.570m3（標）；裂化熱損失q3=8%( q1 + q2)；年產(chǎn)量9000t/a以下兩臺，1萬t/a以上采用4臺裂化溫度705，采用兩臺裂化爐，每臺裂化爐進料量為448.814 kg/h, 進料溫度為（蒸發(fā)器出口溫度）164.97，進料狀態(tài)為氣相。2. 1. 2. 2 熱量計算 q1，q2，q3的計算氣體焓變根據(jù)h=，cp=a+bt+ct2+dt3 帶入上式積分得：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2.041256.0

25、642e-3-34.0880e-68.0202e-9水6.9703.464e-3-0.4833e-60q1的計算( 蒸發(fā)器出口溫度164.97 705.15)hhac=13527.36 kj/kghh2o= 1187.901 kj/kgq1=448.8140.051187.901+448.8140.9513527.36=579.436104 kj/hq2的計算q2= 146.44448.81/6010000.95=-104.063104 kj/hq3的計算：q38%( q1 + q2)= 0.08(5794362.45-1040625.83)=38.030104kj/h裂化所需熱量：q1 +

26、q2q3579.436104-104.063104+38.030104 =513.404104 kj/h 焦爐煤氣量的計算：(g5g6)( hahb)(q1 + q2q3) g5h5+g6h6= (g5g6)ha 解得：g52619.852 m3（標）；g63705.22 m3（標） 需要焦爐煤氣量為：g = g6/5.570 =665.21 m3（標）煙道氣帶出的熱量q4 = (g5g6)hb = (2619.852+3705.22)715.464=452.536104 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

27、熱量1燃氣燃燒生成煙道氣帶入的熱量，q6891.4021042循環(huán)煙道氣帶入熱量，q574.538104合計 965.940104帶出熱量1醋酸預熱所需的熱量，q1579.4361042醋酸裂化所需的熱量，q2104.0631043煙道氣帶出的熱量，q4452.5361044裂化反應(yīng)熱損失，q338.030104合計 965.9401042. 1. 3 冷凝冷卻器(e0103)2. 1. 3. 1 計算依據(jù)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 冷凝冷卻器入口溫度t=705，壓力p

28、=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；圖2-3 冷凝冷卻器熱量衡算條件示意未反應(yīng)的醋酸物質(zhì)的量：448.810.950.2/60=1.421kmol反應(yīng)生成的水的物質(zhì)的量：448.810.950.8/60=5.685 kmol隨物料帶入的水的物質(zhì)的量：448.810.05/18=1.247 kmol 裂解氣的摩爾組成及其冷凝溫度： 醋酸蒸氣x%水蒸氣x%乙烯酮蒸氣x%廢氣x%合計x%9.33245.52437.3357.80899.999生成的乙烯酮的物質(zhì)的量：448.810.950.8/60=5.685 kmol廢氣的物質(zhì)的量：33.28/

29、28=1.189 kmol總的物質(zhì)的量為：1.421+5.685+1.247+1.189+5.685=15.227 kmol裂解氣中水和醋酸的分壓：（9.332+45.524）/10033.3 =18.267 kpa水和醋酸混合物的摩爾組成： y1=0.8299 (水) y2= 0.1701 (醋酸)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

30、方程式計算活度系數(shù)1和21=1.0561 2=1.2617上機計算得到：醋酸水溶液露點溫度 td=81.35 （參考td=58.12） 1=0.9998 2=0.0002 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= 24011.89 kcal/kmol=24011.894.184= 10.047104 kj/kmol 水降溫放熱量q2：q2= 5642.73kcal/kmol=5642.734.184=2.361104 kj/kmol醋酸降

31、溫放熱量q3：q3= 16246.69 kcal/kmol=16246.694.184=6.798104 kj/kmol廢氣降溫放熱量q4：cpcodt =4527.05kcal/kmol= 1.894104 kj/kmolcpco2dt =7172.44 kcal/mol=3.001104 kj/kmolcpch4dt =11057.62 kcal/kmol=4.627104 kj/kmolcpc2h4dt =11057.62 kcal/kmol=4.627104 kj/kmol co2 13.9% c2h422.7% co46.9% ch416.5%q4=xiqi=30009.470.13

32、9+46265.080.227+18941.180.469+46265.080.165=3.119104 kj/kmol表2-5各組分氣體熱容常數(shù)數(shù)據(jù)ch2coh20haccoch4co2c2h4a1.5256.9702.04126.34243.3816.3932.830b39.1310-33.46410-356.064210-31.836310-318.04410-310.110-328.60110-3c-25.910-6-0.483310-6-34.088010-6-0.280110-6-4.310-6-3.40510-6-8.72610-6d64.4510-908.020210-9-0.

33、481310-9000 裂解氣部分冷凝放熱（58.12 58.12）在 td時81.35hv,h2o = 2305.4 kj/kghv ,hac = 482.898 kj/mol 冷凝冷卻總放熱量：冷卻：qcd=23609.17（5.685+1.247）+67976.131.421= 26.025104 kj/h冷凝：qrd= 2305.4（5.685+1.247）18+482.8981.421=28.834104 kj/h冷卻冷凝：qcdqrd260252.85+288344.79=54.860104 kj/h 冷卻水用量：（水20 30）m水=q/（tcp）= 548597.64/(104

34、.1784) =1.313104 kg/h冷卻段：m水cptqcdtqcd / m水cp =260252.85/(13129.371 4.1784)=4.7 即換熱情況如下圖2-5：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2. 1.3. 3 鹽冷段熱量衡算 裂解氣及凝液放熱計算：td81.35 5（裂解氣及冷凝液）t86.35 5 15（冷凍鹽水） 乙烯酮降溫放熱q1：q1= 4759.012696 5.685=2.705104 kj/h 廢氣放熱q2：cpcodt =2484

35、.54 kj/kmolcpco2dt =3328.13 kj/kmolcpch4dt =3101.75 kj/kmolcpc2h4dt =3934.73 kj/mol co2 13.9% c2h422.7% co46.9% ch416.5%q2=nxiqi=1.189（2484.5446.9%+3328.1313.9%+3101.7516.5%+3934.7322.7%）=3606.04 kj/h 水放熱q3： q3= mcpt=4.1826（5.685+1.247）1886.35=4.506104 kj/h 醋酸放熱：q4= mcpt= 1.421602.244686.35 =1.65310

36、4 kj/h 總放熱量q：q= q1+q2+q3+q4=27054.99 +3606.04+45064.98+16525.20=9.225104 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)計手冊上p2-744】 t=10；q=21.656104kj/hm鹽= q /（tcp）=92251.21/(103.7179)=2481.27 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計算依據(jù)q3w5 q5 t5q9 t9w4 q4 t4q2 t2w1 q1 t1q6 t6q8 t8q7q1進料氣帶入熱

37、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 熱量平衡圖2-6：(熱焓零點，設(shè)為0） 由于吸收塔內(nèi)溫度與環(huán)境溫度相差很小，設(shè)備熱損失不計熱平衡式為： q1q2q3q4q5q6 q6q8q9q7q2 各點溫度：t130； t225；t825；t920；t530 熱熔數(shù)據(jù)：醋酸平均比熱cphac123.386 kj/(kmol)= 2.0564 kj/(kg)醋酐平均比熱：cp(ac)2o =197.6588 kj/(kmol)=1.

38、9378 kj/(kg) 吸收液循環(huán)量：35 m3/h 反應(yīng)熱 ch3coohch2co 2(ch3 co)2o + 62.76kj/mol冰醋酸帶入水與酐反應(yīng)放熱量很小，可以忽略。(7) 吸收工序設(shè)備套數(shù)=裂解爐臺數(shù)/22.2.1.2 熱量計算 進料氣帶入熱量q1：cpcodt = 858.758591 kj/kmolcpco2dt =1133.045038 kj/kmolcpch4dt =1032.894206 kj/kmolcpc2h4dt =1299.586211 kj/mol co2 13.9% c2h422.7% co46.9% ch416.5%q2=nxiqi=1.189（858

39、.75859146.9%+1133.04503813.9%+1032.89420616.5%+1299.58621122.7%）=1219.53 kj/hqch2co = 1531.693085 42.978/42=1567.43 kj/h (注:第二吸收塔吸收10%,總進料量為429.784) q1= q廢氣qch2co =1219.53 kj/h+1567.43 kj/h=2786.96 kj/h 精餾塔餾出液帶入熱量q8：t825；w8=160.012kg/h(99%醋酸，1%醋酐)cphac=2.3223 kj/(kg)cp(ac)2o=197.6588/102=1.9378 kj/(

40、kg)cpmix=0.992.32230.011.9378=2.3185 kj/(kg)q8=160.0122.318525=9274.70 kj/h 醋酸帶入熱量q9：t920, wg=606.536cphac=2.3223 kj/(kg)cph2o=4.1784 kj/(kg)cpmix=0.992.32230.014.1784=2.3409 kj/(kg)q9=606.5362.340920=2.840104 kj 塔頂循環(huán)吸收液帶入熱量q2：t225 w2=36630.857kg/h(91.4%酸，8.6%酐)cphac=2.3223 kj/(kg)cp(ac)2o=197.6588/

41、102=1.9378 kj/(kg)cpmix=0.9142.32230.0861.9378=2.2892 kj/(kg)q2=36630.8572.289225=209.638104 kj/h 反應(yīng)放出熱量q3：429.784kg/h(第二吸收塔吸收10%) 62.76kj/molq3=429.784/42/10100062.76=6.422104 kj/h帶出熱量的計算： 塔底循環(huán)液帶出熱量q6：w6=35864.3085kg/h （組成：91.0772%酸，8.9228%酐）設(shè)t625.5，查熱容cphac=2.2326 kj/(kg)cp(ac)2o=1.9386 kj/(kg)cpm

42、ix=2.23260.910772+1.93860.089228=2.2064 kj/(kg)q6 （待求） 去第一吸收塔液帶出熱量q4 w4=802.606kg/h（組成：91.0772%酸，8.9228%酐）設(shè)t425.5，查熱容cphac=2.2326 kj/(kg)cp(ac)2o=1.9386 kj/(kg)cpmix=2.23260.910772+1.93860.089228=2.2064kj/(kg)q4 (待求) 廢氣及夾帶酸帶出熱量：cpcodt = 858.758591 kj/kmolcpco2dt =1133.045038 kj/kmolcpch4dt =1032.894

43、206 kj/kmolcpc2h4dt =1299.586211 kj/mol co2 13.9% c2h422.7% co46.9% ch416.5%q2=nxiqi=1.189（858.75859146.9%+1133.04503813.9%+1032.89420616.5%+1299.58621122.7%）=1219.53 kj/h夾帶的酸：q酸=6.920（1/60）1530.596=176.53 kj/hq5=1219.53176.53=1396.06 kj/h2.2.1.3 總熱量衡算： q1q2q3q4q5q6求t4， t6， q4， q62786.96+2096383.95+

44、64222.009=802.6062.2064t4+1396.06+35864.30852.2064t6t4= t6=26.72 q4=802.6062.206426.72=4.732104 kj/h （此處計算精度不夠）誤差：290kjq6=35864.30852.206426.72=211.438104 kj/h q6q8q9q7q2求q7= q6q8q9- q2=2114380.60+9274.70+28396.80-2096383.95=5.567104 kj/h2.2.1.4 熱量平衡表第二吸收塔熱量衡算表如圖2-6所示2.2.1.5 換熱器冷卻水用量的計算進：20出：25，t=5m

45、=q7/(cp水t)= 55668.15/(4.17845)=2664.568 kg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進料氣帶入熱量，q12786.962精餾塔餾出液帶入熱量，q89274.703冰醋酸帶入熱量，q928396.804吸收反應(yīng)放熱，q364222.009合計10.468104帶出熱量1去塔吸收液帶出熱量，q447324.182廢氣及夾帶酸的熱量，q51396.063換熱器移出的熱量，q755668.15合計10.4391042.2.2 第一吸收塔熱量衡算2.2.2.1計算依據(jù) 熱量平衡圖2-7q1進料氣帶入熱量 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 熱平衡式 q1q2q3q4q5q6 q6q8q7q2 已知各點溫度：t15； t225