物料衡算培訓(xùn)課件(ppt55頁)(已修改)
2025-03-18 21:31 本頁面
【正文】 第五章 物料衡算 質(zhì)量守恒定律是自然界的普通規(guī)律，物料的平衡與計算是這一規(guī)律在化工計算中的具體應(yīng)用。 在工藝設(shè)計中，流程設(shè)計和物料衡算是最先開展的項目，在流程設(shè)計初步定型后，就需進行物料衡算來確定各種原料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)物的數(shù)量。 根據(jù)物料衡算的結(jié)果，才能計算各個設(shè)備的尺寸和公用工程物料的需求量，從而完成流程設(shè)計的定量工作。 可以說物料衡算是能量衡算及其它工藝計算和設(shè)備計算的基礎(chǔ)。 一 物料衡算的基本步驟 1. 收集數(shù)據(jù) 原始數(shù)據(jù)要嚴(yán)格依據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，當(dāng)某些數(shù)據(jù)不能精確測定或無法查到時，可在工程設(shè)計計算所允許的范圍內(nèi)借用、推算或假定。 針對要衡算的過程，畫出示意流程圖，將所有原始數(shù)據(jù)標(biāo)注在圖的相應(yīng)部位。 ? 3. 確定衡算系統(tǒng)和衡算方法 ? 對化學(xué)反應(yīng)，給出反應(yīng)方程式，方程式中注明計量關(guān)系，注明各反應(yīng)物料的狀態(tài)條件和反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性，計算生成物的組成與 數(shù)量。 ? 4. 選擇合適的計算基準(zhǔn) ? ，用數(shù)學(xué)方法求解 ? 對組成較復(fù)雜的物料，列出輸入輸出物料表。將未知量用代數(shù)符號表示。 ? 。 ? 為了更好地說明連續(xù)生產(chǎn)過程的物料衡算，我們以一實例來說明：丙烯直接氧化法制丙酮年產(chǎn) 500噸丙酮裝置的物料衡算。（此例僅以說明方法，所用數(shù)據(jù)并不反映實際生產(chǎn)情況） 一、根據(jù)工藝流程圖畫物料流程示意圖： (見下頁 ) 二、寫出化學(xué)反應(yīng)方程式： 丙烯直接氧化合成丙酮的總反應(yīng)式為： CH3—CH=CH2+1/2O2 Pdcl2, Cucl2 O ║ CH3—C—CH3 +69kcal/mol 二 連續(xù)過程 的物料衡算 羰化塔 羰化分離器 閃蒸塔 酸水缸 氧化塔 氣液分離器 緩沖罐 氧化吸收塔 尾氣冷凝器 羰化吸收塔 1初餾塔 1塔頂冷凝器 1氣液分離器 1排醛塔 1塔頂冷凝器 1氣液分離器 1丙醛冷凝器 1精餾塔 1塔頂冷凝器 氣液分離器 2丙醛計量槽 2成品貯槽 2丙醛貯槽 2粗丙酮貯槽 2進料泵 2進料泵 2吸收液槽 2進料泵 2吸收液貯槽 水泵 3催化劑循環(huán)壓縮機 三、確定計算任務(wù)： 在生產(chǎn)任務(wù)已定的前提下，根據(jù)消耗定額和工藝指標(biāo)可以求得羰化工序各項進料量，然后按流程順序從前往后計算。 四、收集數(shù)據(jù)： 全裝置工藝數(shù)據(jù)； (1)、生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 500噸 100%丙酮； (2)、生產(chǎn)時間：年工作時數(shù) 7200h； (3)、反應(yīng)塔空時產(chǎn)率： 350~500g/l*h。 (4)、選擇性： 95%以上； (5)、氧轉(zhuǎn)化率： 50~60%； (6)、氯化鈀生產(chǎn)能力： 30~40 g/g*h (7)、丙烯單程轉(zhuǎn)化率： 95~99%。 工藝操作條件及控制指標(biāo)： (1)氧化塔： 塔底壓力： atm (表壓 ) 塔頂壓力： atm (表壓 ) 塔底溫度： 105℃ 塔頂溫度： 100 ℃ (2)羰化塔： 塔底壓力： 9 atm (表壓 ) 塔頂壓力： 8 atm (表壓 ) 塔底溫度： 107 ℃ 塔頂溫度： 103 ℃ 丙烯量 (100%， kg/h)/催化劑循環(huán)量 (M3/h)=~ (3)閃蒸塔： 壓力： ~ atm (表壓 ) 塔頂溫度： 90 ℃ 塔底溫度： 105 ℃ (4)氧化吸收塔： 出口壓力： 40mmHg 吸收液溫度： 27 ℃ 丙酮吸收率： 80% (5)羰化吸收塔： 出口壓力： 40mmHg 吸收液溫度： 27 ℃ 吸收液濃度： 10% (Wt %) 要求吸收率： 95% (6)初餾塔： 塔頂溫度： 60 ℃ 冷凝液出口溫度： 50 ℃ 塔底溫度： 101 ℃ 進料溫度： 吸收液進料： 25 ℃ 閃蒸塔頂氣進料： 60 ℃ 回流比： 5 塔底、頂?shù)臐舛纫螅阂娪嬎悴糠? 塔頂壓力： ~ atm (表壓 ) 塔底壓力： ~ atm (表壓 ) (7)排醛塔： 塔 頂壓力： ~ (表壓 ) 塔底壓力： (表壓 ) 塔頂溫度： 55 ℃ 塔底溫度： 60 ℃ 進料溫度： 58 ℃ 塔頂冷凝液出口溫度： 52 ℃ (8)精餾塔： 塔頂壓力： ~ atm (表壓 ) 塔底壓力： ~ atm (表壓 ) 塔頂溫度： 57 ℃ 塔底溫度： 100 ℃ 進料溫度： 59 ℃ 冷凝液出口溫度： 50 ℃ 五、計算基準(zhǔn)： 此過程屬于連續(xù)操作過程，有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，故選 kg/h作為基準(zhǔn)。 六、計算： 羰化塔： (1)進氣 丙酮產(chǎn)量： 500噸 /年 (純 ) 每天產(chǎn)量： 500/300=每時產(chǎn)量： 1666/24=根據(jù)中試數(shù)據(jù)：丙烯轉(zhuǎn)化率： 95% 選擇性： 95%
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