【正文】 0 . 0 3 4 5 6 0 . 0 1 5 5 3 0 . 0 0 1 6 1 41 8 . 7 6xy x xx? ? ? ? ? ?? 39。39。 39。 39。22 1 239。19 . 7 64 . 4 5 6 0 . 0 3 4 5 6 0 . 2 8 2 8 0 . 0 3 8 8 31 8 . 7 6xy x xx? ? ? ? ? ?? 39。 39。 )q L L F V V? ? ? ? 2R? 相對揮發(fā)度由三點 法 [17]確定： 年產(chǎn) 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設(shè)計 28 從圖 52 上選取適當(dāng)?shù)娜齻€點，分別為： 110. 6, 0. 95xy?? 220 .1 2, 0 .6xy?? 330. 02 , 0. 12xy?? 則 1 11 111 0 . 9 5 0 . 4 1 2 . 6 71 0 . 0 5 0 . 6y xyx? ?? ? ? ? ?? 2 22 221 0 . 6 0 . 8 8 1 1 . 0 01 0 . 4y xyx? ?? ? ? ? ?? 3 33331 0 . 1 2 0 . 9 8 6 . 6 81 0 . 8 8 0 . 0 2y xyx? ?? ? ? ? ?? 取 33 1 2 3 1 2 . 6 7 1 1 . 0 0 6 . 6 8 9 . 7 6m? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 逐板計算過程 由上述計算可知： %Fx ? %Dx ? %Wx ? 1 2 1 20 . 9 9 9 0 . 3 3 31 1 3 3 3n n D n nRRRy x x x x? ? ? ? ? ? ??? 39。 1my? ——提餾段內(nèi)第 m+1 層板上升蒸汽中易揮發(fā)組分摩爾分率。 操作線方程： 39。 由生產(chǎn)任務(wù)可知： 5 6 5 8 . 4 6 3 6 5 . 0 6 3 8 . 2 3 3 3 . 7 2 5 4 1 . 9 5 8 /1 4 8 9 8G GF k m o l hMM? ? ? ? ? ? ?苯 酐 順 酐順 酐苯 酐 3 .7 2 5 8 .8 7 8 %4 1 .9 5 8Fx ?? %Dx ? %Wx ? 由 衡算方程 得： 8 . 8 7 8 % 0 . 1 %4 1 . 9 5 8 3 . 6 9 1 /9 9 . 9 % 0 . 1 %FWDWD F k m o l hxx ? ?? ? ? ??? 9 9 . 9 % 8 . 8 7 8 %4 1 . 9 5 8 3 8 . 2 6 7 /9 9 . 9 % 0 . 1 %DFDWW F k m o l hxx ? ?? ? ??? 逐板計算法確定理論板數(shù)目 計算所需方程 1． 操作線方程 [15]： 年產(chǎn) 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設(shè)計 27 ① 精餾段 上升蒸汽量： DRV )1( ?? 下降液體量： RDL? 操作線方程： 1n n DLDVVy x x? ?? 或： 111n n DRRRy x x???? 式中 ： R —— 回流比； nx —— 精餾段內(nèi)第 n 層板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率； 1ny? ——精餾段內(nèi)第 1n? 層板上升蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率。通常，原料量和產(chǎn)量都以 kg/h 或噸 /年來表示，但在理想板計算時均須轉(zhuǎn)換為 kmol/h。在實際的生產(chǎn)中進料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預(yù)熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這主要是由于此時塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。從圖 51 和 52 來看，壓力越小，苯酐和順酐的汽液平衡線離對角線越遠，越有利于分離。再經(jīng)過適當(dāng)?shù)募訜崾挂夯漠a(chǎn)物達到飽和液體的狀態(tài)。設(shè)載熱體的入口溫度為 150℃ ，出口溫度為 350℃ ，取總加熱系數(shù) [8] 28000 / ( )K W m??℃ 62 5 3 . 7 6 1 0 / 1 4 9 3 3 . 3 3 3Q k J h k W? ? ? 1212( 3 8 0 1 5 0 ) ( 3 6 0 3 5 0 ) 7 0 . 1 6 43 8 0 1 5 0lnln 3 6 0 3 5 0mttt tt? ? ? ? ? ?? ? ? ?????℃ 由公式 mQ KAt??可知 傳熱面積 2 21 4 9 3 3 . 3 3 3 2 6 . 6 0 48 . 0 0 7 0 . 1 6 4mQAmKt? ? ??? 綜上所述，可得以下熱量衡算數(shù)據(jù)表 4－ 1： 表 4－ 1 熱量衡算數(shù)據(jù)表 過程 熱量 /kJ 傳熱面積 /m2 預(yù)熱階段的熱量衡算（ 1Q ） 106 + 反應(yīng)階段的熱量衡算（ 3Q ） 106 離開設(shè)備的物料帶走的熱量（ 4Q ） 106 設(shè)備和物料傳遞的熱量（ 2Q ） 106 年產(chǎn) 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設(shè)計 25 第五章 精餾塔的工藝設(shè)計及選型 精餾塔是化工生產(chǎn)中常用的典型設(shè)備，本設(shè)計涉及苯酐的精餾提純，在主要設(shè)備的設(shè)計及計算部分，選擇精餾塔作為對象進行計算。 反應(yīng) 1： 0 0 0 0 01 33 3 3 0 /f f f f fq q q q qk J m ol? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??苯 酐 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯 011610001 0 0 0 5 6 5 8 .4 6 1 1 6 6 .4 7 81484 4 .5 9 8 1 0 /rfGQqMk J h??????苯 酐苯 酐 反應(yīng) 2： 0 0 0 0 0 021544215469 .8 4 241 .82 6 4 393 .5 1 0 19. 12299 44 /f f f f ffq q q q q qk J m ol? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??順 酐 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯二 氧 化 碳 年產(chǎn) 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設(shè)計 21 022610001 0 0 0 3 6 5 .0 6 2 9 9 2 .0 4 4981 1 .1 4 6 1 0 /rfGQqMk J h??????順 酐順 酐 反應(yīng) 3： 0 0 0 0 0 03132 5 2 22132 385 .2 5 241 .82 6 2 393 .5 1 0 2 19. 12272 5 /f f f f ffq q q q q qk J m ol? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??苯 甲 酸 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯二 氧 化 碳 033610001 0 0 0 2 4 .3 4 2 7 2 8 .3 51220 .5 4 4 1 0 /rfGQqMk J h??????苯 甲 酸苯 甲 酸 反應(yīng) 4： 0 0 0 0 0 04 3 3 65 1 5 . 9 9 3 2 4 1 . 8 2 6 3 3 9 3 . 5 1 6 0 1 9 . 12 4 0 2 . 8 9 8 /f f f f ffq q q q q qk J m o l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??檸 糠 酐 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯二 氧 化 碳 044610001 0 0 0 2 1 .2 9 2 4 0 2 .8 9 81120 .4 5 7 1 0 /rfGQqMk J h??????檸 糠 酐檸 糠 酐 則 1 2 3 466( 4 4 .5 9 8 1 1 .1 4 6 0 .5 4 4 0 .4 5 7 ) 1 05 6 .7 4 5 1 0 /r r r r rQ Q Q Q Qk J h? ? ? ?? ? ? ? ??? 因為 0pQ? 所以 3665 6 .7 4 5 1 0 05 6 .7 4 5 1 0 /rpQ Q QkJ h??? ? ??? 離開設(shè)備的物料帶走的熱量（ 4Q ） 離開反應(yīng)器的物料主要是未反應(yīng)的氧氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣、苯酐、順酐、苯年產(chǎn) 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設(shè)計 22 甲酸和檸糠酐。 熱平衡式： 2 4 5 6 3 1Q Q Q Q Q Q? ? ? ? ? 假設(shè)： 265 %10 Q ?? ； 基準(zhǔn)溫度為 25℃ 。 通過參考文獻 [14]知， CH??的摩爾熱容為 / ( )kJ kmol?℃ ， CO??酮的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， O??的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ 2 ( ) ( ) 2 ( ) /( 2 2 ) / 98 / ( )pC C H O C O Mk J k g? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ???酮℃ 標(biāo)準(zhǔn)生成熱： 0 /fq kJ mol? 汽化熱利用基團貢獻法估算： 年產(chǎn) 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設(shè)計 17 通過參考文獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， CO??酮的基團貢獻值為 /kJ mol ， O??的基團貢獻值為 /kJ mol 1000 ( )1000 [ 2 ( ) 2 ( ) ( ) ]1000 ( 2 2 )98 /iinvHMC H C O OMk J k g? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ???酮 熔化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， CO??酮的基團貢獻值為 /kJ mol ， O??的基團貢獻值為 /kJ mol 1000 ( )1000 [ 2 ( ) 2 ( ) ( ) ]1000 ( 2 2 )98 /iinmHMC H C O OMk J k g? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???酮 7． 苯甲酸： 比熱容： 1 .2 0 3 / (pC kJ kg??℃ ) 標(biāo)準(zhǔn)生成熱： 0 /fq kJ mol? 汽化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， C??的基團貢獻值為 /kJ mol ， COOH? 的基團貢獻值為 /kJ mol 1000 ( )1000 [ 5 ( ) ( ) ( ) ]1000 ( 5 )122 /iinvHMC H C C O O HMk J k g? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ??? 熔化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文 獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， C??的基團貢獻值為 /kJ mol ， COOH? 的基團貢獻值為 /kJ mol 年產(chǎn) 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設(shè)計 18 1000 ( )1000 [ 5 ( ) ( ) ( ) ]1000 ( 5 )122 /iinmHMC H C C O O HMk J k g? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? 8． 檸糠酐： 比熱容利用 Missenard 法估算： 通過參考文獻 [14]知， C??的摩爾熱容為 / ( )kJ kmol?℃ ， 3CH? 的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， O??的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， CH??的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， CO??酮的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ 3( ) ( ) ( ) ( ) ( ) /( 2 ) / 112 / ( )pC C C H C H O C O Mk J k g? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ???酮℃ 標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱利用卡拉奇法估算 [14]： 0 1 0 9 .0 7cq n K? ? ?? 其中 ， n －化合物燃燒時的電子轉(zhuǎn)移數(shù)； ?－取代基和鍵的校正值 /kJ mol ； K－分子中同樣取代基的數(shù)目； 0cq －標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 /kJ mol 。 所需數(shù)據(jù)