【文章內容簡介】 z z=276. 64kg 根據(jù)反應式衡算出來的反應物總耗量及反應生成物總量如下： ① 反應掉的乙醛總量 100000. 9950. 993=9880. 35kg ② 未轉化的乙醛量 100000. 9950. 007=69. 65kg （其中液相中乙醛含量 69. 650. 66=45. 97 氣相中乙醛含量 69. 650. 34=23. 68kg) ③ 反應掉的氧氣總量 3449. 14+100. 60+5. 99+51. 20+251. 49=3858. 42kg 則所需工業(yè)氧氣量 ?? 其中： 氧氣 =40014. 80. 98=3921. 16kg 氮氣 =4001. 180. 02=80. 02kg 所以未反應的氧氣 =3921. 163858. 42=62. 74kg ④ 反應生成物重量 醋酸： 12934. 28+125. 75=13060. 03kg 二氧化碳： 46. 11+46. 93+276. 64=369. 68kg 水： 18. 86+3. 37+19. 20+113. 17=154. 60kg 甲酸： 48. 20kg 亞乙基二醋酸酯： 27. 32kg 醋酸甲酯： 78. 93kg （ 4）催化劑用量 已知催化劑溶液中醋酸錳用量為氧化塔進料乙醛重量的 %，催化劑中醋酸錳的含量為 10%，設催化劑溶液用量為 x ? ? xx 0 0 0 00 0 0 ??? kgx ?? 其中： 醋酸錳 80. 650. 1=8. 06kg 水 80. 650. 3=24. 20kg 醋酸 80. 650. 6=48. 39kg （ 5）保安氮用量 設保安氮為 xkg 塔頂干氣量計算： 氮氣： 80. 02+0. 97x 氧氣 ： 62. 74+0. 03x 二氧化碳： 369. 68kg 則 ??? ? x x=45% x=289. 57kg （其中氮氣： 289. 570. 97=280. 88kg 氧氣： 289. 570. 03=8. 69kg） 塔頂干氣量 氮氣 : 80. 02+0. 97x=360. 90kg 氧氣 : 62. 74+0. 03x=71. 43kg 二氧化碳 : 369. 68kg 整理以上數(shù)據(jù)，列出氧化塔物料平衡結果，見表 33 表 33 氧化塔物料衡算結果 進 料 出 料 含量 (%) 質量（ kg） 含量（ %） 質量（ kg） 原料乙醛 乙醛 醋酸 水 三 聚乙醛 99. 5 0. 1 0. 3 0. 1 9950 10 30 10 氧 化 液 醋酸 醋酸甲酯 水 亞乙基二醋酸 甲酸 乙醛 三聚乙醛 醋酸錳 96. 0 0. 80 1. 50 0. 68 0. 39 0. 38 0. 18 0. 07 13118. 42 78. 93 208. 80 27. 32 48. 20 45. 97 10. 00 8. 06 工業(yè)氧 氧氣 氮氣 98 2 3921. 16 80. 02 工業(yè)氮 氮氣 氧氣 97 3 280. 88 8. 69 催化劑 醋酸 水 醋酸錳 60 30 10 48. 39 24. 20 8. 06 放空 廢氣 二氧化碳 氮氣 氧氣 乙醛 369. 68 360. 90 71. 43 23. 68 總計 14371. 40kg 14371. 40kg 蒸發(fā)器物料衡算 已知數(shù)據(jù)： hkgF /? % ?x （進料中醋酸錳含量） %?x （完成液中醋酸錳含量） 蒸發(fā)器進出物料圖見圖 32 圖 32 蒸發(fā)器進出物料圖 列衡算式： 10 xLxF ??? hkgL /?? ???????? ??101 xxFW hkgW / 3 2 4 5?? 精餾塔物料衡算 精餾塔 1 物料衡算 已 知數(shù)據(jù)：（ 1）進料流量 13245. 68kg/h （ 2）醋酸質量分數(shù) 0. 968，水的質量分數(shù) 0. 0154 （ 3）餾出液中醋酸含量 3%，釜液中醋酸的回收率為 98% （ 4）醋酸和水的摩爾質量分別為 60kg/kmol 和 18kg/kmol 精餾塔 1 進出物料圖見圖 33 圖 33 精餾塔 1 進出物料圖 則：進料組成 ?FX 60/9 ? ? 進料平均摩爾質量 ? ? k m o lkgM m / 5 0 5 0 ?????? 進料流量 hk m olF / ?? 列衡算式： WDF ?? WDF WXDXFX ?? FDFXDX =0. 97 )1( )1(FWXF XW ?? =0. 98 得： hk m olW hk m olD / /?? ????WDXX 即： hkgD /? hkgW /? 精餾塔 Ⅱ 物料衡算 已知數(shù)據(jù)：（ 1）進料流量 F= （ 2）進料醋酸含量 98%， 釜殘液醋酸含量 10%，成品醋酸含量 99. 8% 精餾塔 2 進出物料圖見圖 34 圖 34 精餾塔 2 進出物料圖 列衡算式： LWF ?? ????? LWF 得： hkgW /? hkgL /? 醋酸回收塔物料衡算 已知數(shù)據(jù)：（ 1）進料流量 F=+= （ 2）經(jīng)回收后得到粗醋酸含量 65%以上（按 65%計算） （ 3）從精餾塔出來的醋酸含量 20%，副產(chǎn)物中含 5%的醋酸 醋酸回收塔進出物料圖見圖 35 圖 35 醋酸回收塔進出物料圖 列衡算式： F=X+Y F0. 2=0. 05X+0. 65Y 得： X=整理以上數(shù)據(jù)，得總物料衡算結果，見表 34 表 34 總物料衡算結果 進 料 出 料 名 稱 質量（ kg） 名 稱 質量（ kg） 乙 醛 乙醛 醋酸 水 三聚乙醛 9950 10 30 10 放空 廢氣 二氧化碳 氮氣 氧氣 乙醛 369. 68 360. 90 71. 43 23. 68 工業(yè)氧氣 氧氣 氮氣 3921. 16 80. 02 催化劑殘液 成品醋酸 粗醋酸 116. 92 工業(yè)氮氣 氮氣 氧氣 280. 88 8. 69 催化劑 醋酸 水 醋酸錳 48. 39 24. 20 8. 06 其它副產(chǎn)物量 總 計 14371. 40kg 14371. 40kg 第四章 精餾塔的設計 4 精餾塔設備設計 已知數(shù)據(jù)： （ 1）由前面物料衡算，得 hk mo lF /? ?FX k mo lkgM /? hkmo lD /? ?DX hk mo lW /? ???WX （ 2）塔頂溫度 [13]： 100～ 103℃ 塔底溫度： 118～ 124℃ （ 3）常壓精餾： P=101. 3kp （ 4）水和醋酸的安托尼常數(shù)見表 51 tC BAP ???0lg 表 51 水和醋酸的安托尼常數(shù) [14] 常數(shù) A B C 水 醋酸 7. 07406 6. 42452 1657. 46 1479. 02 227. 02 216. 82 設備設計過程： 回流比和理論塔板數(shù)的計算 （ 1）相對揮發(fā)度的計算 假設泡點 t=116. 5℃ 對水： 0 ????Ap kpp A ? 對醋酸： 0 ????Bp kppB ? 則 0 ??????? BA Bpp ppx