醋酸乙烯合成的物料衡算

1、第五章 醋酸乙烯合成的物料衡算5、1 反響器的物料衡算設(shè)計要求：年產(chǎn)11萬噸聚乙烯醇，產(chǎn)品平均聚合度為1795，生成產(chǎn)時間為每年330天。產(chǎn)品分子式為：CH2CHOHnCH2CHOCOCH3m由所給得，PVA的聚合度為1795，平均聚合度為1700，醇解度為95%得： 解可得： m=85 n=1615平均分子量： 產(chǎn)品產(chǎn)量所需單體量 工藝條件假設(shè)數(shù)據(jù)參考馬延貴 .?聚乙烯醇生產(chǎn)技術(shù)?.紡織工業(yè)出版社.1988：乙炔單程轉(zhuǎn)化率 以乙炔計算的醋酸乙烯的選擇性 醋酸轉(zhuǎn)化率 以醋酸計算醋酸乙烯的選擇性 乙醛收率 巴豆醛收率那么：乙炔收率 由方程式 ： 乙炔進(jìn)料=根據(jù)反響器入口各組分的組成可計算總進(jìn)料量

2、依次計算其他組分進(jìn)料數(shù)量如表5-1表5-1 反響器的進(jìn)料表 進(jìn)料組成數(shù)量t/h組成%Wt乙炔52.7448.20醋酸48.6944.50醋酸乙烯2.462.25氮?dú)?.453.15乙醛1.161.06巴豆醛0.150.14二氧化碳0.440.40水0.330.30丙酮0其它0合計109.42100出口組成計算 由以下方程式計算+HAC VAC 26 60 86 x y 23.552 120 58 44 18 48.6935%-16.43 m n p+ 18 44 z 52.740.3106%由上述三個方程求：x=7.12t/h y=16.43t/h z=0.065 m=0.29 n=0.22

3、p=0.092所以出口流量如下:1、： 2、：3、： 4、： 5、: 6、:7、: 8、: 9、其他: t/h因此可得反響器的出料表，見表5-2.表5-2 反響器的出料表 進(jìn)料組成數(shù)量t/h組成%，乙炔44.8340.97醋酸31.6528.93醋酸乙烯26.0123.77氮3.453.15乙醛1.341.22巴豆醛0.180.16二氧化碳0.660.60水0.360.33丙酮0.290.27其它0.650.60合計109.421005、2 別離器出口物料組成的衡算：由實(shí)驗得別離器出口乙醛的汽相組成為90.7%，液相組成為9.3% 那么乙醛汽相數(shù)量為，液相數(shù)量為，其它組分?jǐn)?shù)量為反響器出口數(shù)量。

4、汽液別離器出的汽相組分局部放空，以保證不積累，其余大局部返回反響器與反響器進(jìn)口的精乙炔混合循環(huán)使用。50OCCH3CHOC3H6O、VACC4H6O、HAC、H2O100OC合成氣180OC汽液別離器 圖5-1 別離器物料衡算圖由反響器的出口物料通過汽液別離器的計算，得表5-3汽相組程與表5-4液相組成。表5-3 汽相組成組分?jǐn)?shù)量組成 %Wt44.8389.373.456.881.222.420.661.32合計50.16100表5-4 液相組成組分?jǐn)?shù)量組成%Wt0.290.490.120.230.180.30VAC26.0143.88HAC31.6553.40.360.6其他0.651.1合

5、計59.2741005、3 清洗工段物料衡算：汽液別離器出來的汽相組成清洗后，、被解析。所以可得解析塔出口汽相組成表5-5。表5-5 解析塔出口汽相組成組分?jǐn)?shù)量組成 %Wt44.8397.351.222.65合計46.05100汽液別離器出來的汽相組成清洗后，、被吸收。所以可得吸收塔出口汽相組成表5-6。表5-6 吸收塔出口汽相組成組分?jǐn)?shù)量組成 %Wt3.4583.940.6616.06合計4.111005、4 乙炔凈化工段物料衡算：5、4、1 循環(huán)氣物料平衡乙炔與醋酸為循環(huán)物料，由反響器的出口物料組成，可以得到乙炔與醋酸的物料組成，所以可到循環(huán)氣物料平衡表5-7。表5-7 循環(huán)氣物料平衡表名

6、稱循環(huán)進(jìn)料補(bǔ)充乙炔44.8352.747.91醋酸31.6548.6917.045、4、2 精乙炔物料組成的計算由出口參考資料聚乙烯醇生產(chǎn)技術(shù) 33頁可得，精乙炔的技術(shù)規(guī)格：表5-8 精乙炔的技術(shù)規(guī)格 序號工程單位指標(biāo)1純度%992磷化氫%0.00373硫化氫%0.00394比活性度s982磷化氫%0.050.103硫化氫%0.101505溫度30由表5-10得，根據(jù)乙炔的質(zhì)量流率計算乙炔的摩爾流率： 同理得：二氧化碳的摩爾流率：氮?dú)獾哪柫髀蕿椋核源忠胰驳目偰柫髀蕿椋阂胰病⒍趸?、氮?dú)獾哪柦M成分別為：乙炔：二氧化碳：氮?dú)? 由粗乙炔的技術(shù)規(guī)格表5-10知：磷化氫的摩爾組成取為0.05

7、%，硫化氫的摩爾組成為0.1%，由此計算得到磷化氫的摩爾流率為：硫化氫的摩爾流率為：由以上數(shù)據(jù)計算得到，粗乙炔各組分的質(zhì)量流率與組成，見表5-11：表5-11 粗乙炔組成見下表組成數(shù)量(t/h)組成Wt%數(shù)量(kmol/h)組成mol%乙炔7.9198.80304.2398.97二氧化碳0.0130.160.300.10氮?dú)?0670.842.390.78磷化氫0.00510.060.150.05硫化氫0.0110.140.310.10總計8.006100307.38100清凈劑次氯酸鈉用料的計算：次氯酸鈉是由氯氣和氫氧化鈉反響生成，是一種強(qiáng)氧化劑，能分解放出氧原子，將乙炔中的雜質(zhì)磷化氫、硫化

8、氫凈化。設(shè)除去磷化氫消耗的次氯酸鈉的量為x，除去硫化氫消耗的次氯酸鈉的量為y。34 74.50.0051 x 34 74.5 0.0111 y由此可得：X=0.045，那么消耗次氯酸鈉的總量為：氫氧化鈉與氯氣用量的計算：設(shè)氫氧化鈉用量為：m ，氯氣用量為n 。 71 74.5m n 0.141由此可得：m=0.15，n=0.134次氯酸鈉中有效氯的成分為符合工業(yè)生產(chǎn)的要求5、5 反響器熱量衡算表 5-12 相關(guān)物質(zhì)物性參數(shù)表分子量M g/mol沸點(diǎn)汽化潛熱J/mol液相熱溶L J/mol汽相熱溶kcal/kg.乙炔26-84.00.469醋酸60118.00.35醋酸乙烯8672.50.291

9、乙醛4420.850.412巴豆醛70102.20.40丙酮5856.29二氧化碳440.232氮?dú)?80.25水181000.458循環(huán)油1560.63備注：丙酮汽相熱容=導(dǎo)熱油的密度根據(jù)工藝條件的選擇反響器入口氣體溫度,反響溫度既出口溫度180。1、反響放出熱量2 、氣體從140升到180吸熱為(1) 乙炔吸熱量(2) 醋酸吸熱量(3醋酸乙烯吸熱量(4) 氮?dú)馕鼰崃?5) 乙醛吸熱量(6) 巴豆醛吸熱量(7二氧化碳吸熱量(8) 水蒸氣吸熱量其它吸熱可以忽略所以3、被載熱油帶走的熱量a. 假設(shè)反響器有熱損失經(jīng)驗取值 那么:b假設(shè)反響器無熱損失那么：4、反響熱利用率 反響器熱量衡算: 相關(guān)物質(zhì)的物性參數(shù)表其中丙酮 5、導(dǎo)熱油用量 a. 反響器有熱損失 b反響器內(nèi)無熱損失5、6 別離器熱量衡算 一段冷卻：控制溫度范圍：180100，一段出料溫度：100, 醋酸溫度5090 反響器出口混合汽的溫度經(jīng)汽液別離器一段冷卻后，溫度由180降到100，在此過程中大局部重組分醋酸冷凝下來，同時水，巴豆醛也幾乎全部冷凝下來，余下的組分通往二段繼續(xù)冷卻。所以 一段總冷量二段冷卻 氣體溫度 100-50醋酸溫度20-30由一段冷卻來的氣體經(jīng)過二段冷卻后溫度由100降到50，在此過程中相對重的組分VAC即產(chǎn)品幾乎全部冷凝下來，同時幾乎所有的丙酮也冷凝下來，余下的組分含有