【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 HCl 0 )( 2CHClCHVC )( 242 ClHCEDC OH2 全凝器計(jì)算 衡算依據(jù) 粗油中乙炔溶解度為 %以下， 2N ， 22HC 不冷凝， VC 損失 %。因此混合氣體經(jīng)全凝器 后大部分 VC 氣體成為液體， OH2 和 EDC 全部被冷凝， 而 2N和部分 22HC 不冷凝 ，仍以氣體存在。 計(jì)算 ① 損失的 VC 的量 損失的 VC 量 hk m o l /4 2 2 % 4 3 ?? 因此冷凝得到的 VC(l)的量為 hk m o l /4 2 1 4 04 2 2 4 3 4 0 ?? ② 溶解的 22HC 的量 由已知 %22222)(????OHE D ClVCHCHC nnnn n 得溶解的 22HC 的量 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 hk m o ln HC /0 2 9 ? 物料衡算表 表 全凝器 物料衡算 組分 進(jìn)口 出口 hkmol/ hkmol/ )(22 gHC )(2 gN )(gVC )(gEDC 0 )(2 gOH 0 )(lVC 0 )(lEDC 0 )(2 lOH 0 )(22 溶解HC 0 總計(jì) 低沸塔 計(jì)算 衡算依據(jù) 粗單體中含 22HC 在 % 以下， VC 損失 % wt 。因此可知經(jīng)過(guò)精餾塔頂餾出物中不含 EDC ， EDC 全部進(jìn)入塔釜液中。 計(jì)算 ① VC 的 含 量 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 由已知得損失的 VC 量為 hk m o l /4 2 1 % 2 1 4 0 ?? 所以 塔頂 VC 的量為 hkmol/ 塔釜 VC 的量為 o l/ h1 3 9 . 9 9 9 9 k m0 . 4 2 1 31 4 0 . 4 2 1 2 ? ② 22HC 的含量 由已知可得 %0 0 2222 ???E D CVCHCHC nnn n 所以塔釜中乙炔的含量 hk m oln HC /0 0 1 22 ? 因此塔頂餾出物中 22HC 的含量為 hk m o l /0 2 8 0 1 2 9 ?? ③ EDC 的含量 因?yàn)?EDC 全部進(jìn)入塔釜，所以塔釜 餾出物中 EDC 的含量為 hkmol/ ④ 全塔衡算 進(jìn)料hk m o lFFFF /7 5 2 4 23 0 1 2 1 4 00 2 9 ??????? 塔頂 hk m o lDDD /4 4 9 2 1 2 8 ????? 塔釜hk m o lWWWW /3 0 2 4 23 0 1 9 9 3 90 0 1 ??????? 物料衡算表 表 低沸 塔物料衡算 組分 進(jìn)料 餾出物 釜液 mol 組成 Mol 組成 mol 組成 22HC VC 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 EDC __ __ 合計(jì) 高沸塔計(jì)算 塔頂產(chǎn)品中 VC 的純度為 %，二氯乙烷的含量為 %。 因此可知經(jīng)過(guò)精餾塔釜液中不含 22HC ， 22HC 全部進(jìn)入塔釜液中。 ① VC 的含量 由已知得塔頂餾出物的總量 hk m o lD /0 0 0 4 0%0 9 % 0 0 1 ???? 因此塔頂餾出物中 VC 量為 hk m o l /% ?? 所以塔釜 VC 的量為 hk m o l /1 3 9 6 0 3 99 9 9 3 9 ?? ② EDC 的含量 塔頂餾出物中 EDC 的量為 hk m o l /1 3 8 %0 9 0 0 4 0 ?? 塔釜液中 EDC 的量為 hk m o l /1 6 2 3 8 0 1 ?? ③ 22HC 的含量 經(jīng)過(guò)高沸塔的精餾， 22HC 全部從塔頂餾出，釜液中不含有 22HC 。 ④ 全塔衡算 進(jìn)料hk m o lFF /3 0 2 43 0 1 9 9 30 0 1 ?????? 塔頂 hk m o lDDDD /0 0 0 4 01 3 8 9 9 3 90 0 1 ??????? 塔釜 hk m o lWWW /3 0 2 6 2 3 9 ????? 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 表 高沸 塔物料衡算 組分 進(jìn)料 餾出物 釜液 mol 組成 Mol 組成 mol 組成 22HC % __ __ VC % % EDC % % 合計(jì) 各組分的 pC 在規(guī)定溫度范圍內(nèi) pC 采用下式計(jì)算 44332210 TaTaTaTaaRC p ?????， 11m o lJ ?? ?? kR的單位為 各氣體組分的溫度關(guān)聯(lián)式系數(shù)列表如下 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 表 各組分熱容系數(shù) 組分 0a 1a 2a 3a 4a 22HC ?? ??? ??? ?? 2N ??? ?? ?? ??? HCl ??? ?? ??? ?? OH2 ??? ?? ?? ?? VC ?? ?? ??? ?? EDC ?? ??? ??? ?? CHOCH3 ?? ?? ??? ?? 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 各組分的 FH? 查得各 氣體 組分在 298K 時(shí) 的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 FH? 列表如下 表 各組分的 FH? 組分 )(1??? kmolkJH F 22HC 228200 2N 0 HCl 92300? OH2 242020? VC 28500 EDC 132840? CHOCH3 166190? 熱量衡算方法 本次設(shè)計(jì)熱量衡算采用下式計(jì)算 ，以每小時(shí)為基準(zhǔn) ? ? ? ??? ???????? in pFout pF TnCKHnTnCKHnQ )298()298()298()298( 其中 FH? 為 298K 時(shí)各組分的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓， pC 為進(jìn)出口溫度范圍內(nèi)的平均摩爾定壓 。 石墨冷凝器熱量衡算 衡算依據(jù) 原料氣進(jìn)口溫度 10℃，出口溫度 15? ℃ ，壓力 300mmHg(表壓 )，鹽水溫度35? ℃。 由物料衡算知冷凝后形成少量鹽酸，因少量鹽酸攜帶的熱量與大部分氣體相比可以忽略，因此可不參與熱量衡算。 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 進(jìn)出口溫度下的 pC 表 進(jìn)出口各組分的 pC pC（ 1??? kmolJ ） 22HC 2N OH2 HCl 283K 258K 輸入端和輸出端的總焓 表 輸入端的總焓 輸入組分 kmoln/ kJKHn F /)298(? KT /)29 828 3( ??? kJTKnC p /)283( ? 22HC 15? ? HCl ? 15? ? 2N 0 15? ? OH2 39930? 15? ? 合計(jì) ? ? ???? JH 8 5 5 3 8 7 77 8 0 6 7 7 5 8 7 2 1 6 2 9入 表 輸 出 端的總焓 輸入組分 kmoln/ kJKHn F /)298(? KT /)29 825 8( ??? kJTKnC p /)258( ? 22HC 40? ? HCl ? 40? ? 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 2N 0 40? ? OH2 ? 40? ? 合計(jì) ? ? ???? JH 8 3 1 9 6 9 74 6 1 9 3 7 1 7 8 7 5 6 8 7 6出 所以 ? ? ? ?? ? ???????? JHQ 3 4 1 7 8 5 5 3 8 7 8 3 1 9 6 9 7H 入出 Q 為負(fù)值，說(shuō)明需要從冷凝器移走熱量，即每小時(shí)需從冷凝器移走 ? 的熱量。 合成塔熱量衡算 衡算依據(jù) 串聯(lián)轉(zhuǎn)化，一次轉(zhuǎn)化率為 %70 ，溫度 150℃，進(jìn)料溫度 80℃，轉(zhuǎn)化后溫度110℃；二次轉(zhuǎn)化率 % ，溫度 140℃，進(jìn)料和出料溫度設(shè)為 110℃；進(jìn)口水溫 97℃，出口水溫 102℃，不計(jì)熱損失。 第一次轉(zhuǎn)化熱量衡算 ① 進(jìn)出口溫度下 各氣體組分 的 pC 表 各組分進(jìn)出口的 pC pC（ 1??? kmolJ ） 22HC 2N HCl OH2 VC EDC CHOCH3 353K __ __ __ 383K __ ② 第一次轉(zhuǎn)化輸入端和輸出端的總焓 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 第一次轉(zhuǎn)化輸入端的總焓 輸入組分 kmoln/ kJKHn F /)298(? KT /)29 835 3( ??? kJTKnC p /)353( ? 22HC 55 2N 0 55 HCl ? 55 OH2 ? 55 合計(jì) ? ???? JH 9 4 0 8 1 3 5 1 2 6 8 7 5 6 8 7 6入 表 第一次轉(zhuǎn)化輸 出 端的總焓 輸 出 組分 kmoln/ kJKHnF /)298(? KT /)29 835 3( ??? kJTKnC p /)353( ? 22HC 85 2N 0 85 HCl ? 85 VC 85 EDC ? 85 CHOCH3 ? 85 合計(jì) ? ???? JH 4 0 3 6 0 9 5 5 9 5 0 8 0 1 3出 所 以 ? ? ? ?? ? ???????? JHQ 1 0 0 4 5 2 9 4 0 8 1 3 87 8 4 0 3 6 0 8H1 入出 1Q 為負(fù)值，說(shuō)明第一次轉(zhuǎn)化需要移走熱量，即每小時(shí)需從 合成塔 移走武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ? 的熱量。 由1,1 2q QtC OHpm ??（冷卻水的 pC 為 1??? kkgkJ ）得 每小時(shí)冷卻水的用量 kgtC Qq OHpm 5, 11 )97102( 00 45 292 ??????? 第二次轉(zhuǎn)化熱量衡算 ① 進(jìn)出口溫度下 各氣體組分 的 pC 表 各組分進(jìn)出口的 pC pC（ 1??? kmolJ ） 22HC 2N HCl VC EDC CHOCH3 383K ② 第二次轉(zhuǎn)化輸入端和輸出端的總焓 表 第二次轉(zhuǎn)化輸入端總焓 輸入組分 kmoln/ kJKHnF /)298(? KT /)29 835 3( ??? kJTKnC p /)353( ? 22HC 85 2N 0 85 HCl ? 85 VC 85 EDC ? 85 CHOCH3 ? 85 合計(jì) 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 ? ???? JH 表 第二次轉(zhuǎn)化輸出端總焓 輸 出 組分 kmoln/ kJKHnF /)298(? KT /)29 835 3( ??? kJTKnC p /)353( ? 22HC 85 2N 0 85 HCl ? 85 VC 85 EDC ? 85 CHOCH3 ? 85 合計(jì) ? ???? JH 所以 ? ? ? ?? ? ???????? JHQ 6 5 0 7 5 4 0 3 6 0 7 5 2 8 4 8H2 入出 2Q 為負(fù)值，說(shuō)明第 二 次轉(zhuǎn)化需要移走熱量，即每小時(shí)需從 合成塔 移走 ? 的熱量。 由2,2 2q QtC OHpm ??（冷卻水的 pC 為 1??? kkgkJ ）得 每小時(shí)冷 卻水的用量 kgtC Qq OHpm 5, 22 )97102( ??????? 合成塔總換熱量 Q和冷卻水總用量 mq 由以上衡算過(guò)程知 每小時(shí) 武漢工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 總換熱量 kJQ 8 2 5 6 5 5 2 8 99 1 6 5 0 7 5 1 0 0 4 5 2 921 ??????? 冷卻水總用量 kgqqq mmm 55521 104 5 1 4 ???????? 全凝器熱量衡算