【文章內容簡介】 石墨冷卻器的物料衡算表進料質量/kgW/%出料質量/kgW/%C2H2C2H2HClHClO2O2H2OH2O鹽酸Σ100Σ100進料溫度： t1 = 25℃出料溫度： t2 = 13℃以進料溫度t1 = 25℃為計算基準：C 乙炔= kJ/（kg℃）C水蒸氣= kJ/（kg℃）C氯化氫= kJ/（kg℃）C 氧氣= kJ/（kg℃）C 水（l）= kJ/（kg℃）γ水（冷凝熱）= kJ/（kg℃）C 40%鹽酸=3214 kJ/（kg℃）計算：Q1 : 進料溫度為25℃，即Q1 =0Q3 : Q3= + （231） ：生成40%的鹽酸時，HCl的水溶液生成的熱，35430 kcal/kmol[5] 則冷卻器只能中HCl溶于水放出的熱量為： （）247。 = kJ （232） ：水液化放出的熱，（）= kJ （233） Q3 = + = + = kJ （234）Q4 : Q4 = Q乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水蒸氣＋Q鹽酸 = （1325）+（1325）+（1325）+（1325）+3214（1325） = = kJ （235）Q2 : 5% Q2=Q5 ∵ Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5 （232） ∴ 0+ Q2+ = + （236） ∴ Q2 = kJ Q5 ： Q5 = Q25% = kJ （237） 石墨冷卻器熱量衡算表物料入口/kJ物料出口/kJC2H20C2H2HCl0HClO20O2H2O0H2O冷凝熱鹽酸鹽水吸熱損失ΣΣ（2） 石墨預熱器進料溫度： t1 = 13℃出料溫度： t2 = 75℃以進料溫度t1 = 13℃為計算基準：C 乙炔= kJ/（kg℃）C 水蒸氣= kJ/（kg℃）C 氯化氫= kJ/（kg℃）C 氧氣= kJ/（kg℃）C 氯乙烯= kJ/（kg℃）計算：Q1 : 進料溫度為75℃，即Q1 =0Q3 : 由反應式，Q4 : Q4 = Q乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水蒸氣 = （75+13）+（75+13）+ （75+13）+（75+13） = +++ = （238）Q2： Q5 = Q25% ∵ Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5 ∴ 0+ Q2+0 =+ Q2 ∴ Q2 = kJQ5 ： Q5 = Q25% == （239） 石墨預熱器熱量衡算表物料入口/kJ物料出口/kJC2H20C2H2HCl0HClO20O2H2O0H2O蒸汽加熱損失ΣΣ（3） 轉化器 由前面計算可知，轉化器的物料核算%。進料溫度： t1 = 75℃出料溫度： t2 = 110℃以進料溫度t1 = 75℃為計算基準：C 乙炔= kJ/（kg℃）C 水蒸氣= kJ/（kg℃）C 氯化氫= kJ/（kg℃）C 氧氣= kJ/（kg℃）C 氯乙烯= kJ/（kg℃）計算：Q1 : 進料溫度為75℃，即Q1 =0Q3 : 由反應式， Q3 = 103 = kJ （240）Q4 : Q4 = Q氯乙烯+Q乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水蒸氣 = （11075）+（11075）+（11075）+（11075）+（11075） = ++++ = kJ （241）Q2 ： Q5 = Q2% ∵ Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5 ∴ 0+ Q2+ = + Q2 ∴ Q2 = kJQ5 ： Q5 = Q25% = = kJ 轉化器熱量衡算表 物料入口/kJ物料出口/kJC2H20CH2CHClHCl0C2H2O20HClH2O0O2反應熱H2O循環(huán)水損失ΣΣ（4） 石墨冷卻器進料溫度： t1 = 110℃出料溫度： t2 = 25℃以進料溫度t1 = 110℃為計算基準：C 乙炔= kJ kJ/（kg℃）C 水蒸氣= kJ kJ/（kg℃）C 氯化氫= kJ kJ/（kg℃）C 氧氣= kJ kJ/（kg℃） C 氯乙烯= kJ kJ/（kg℃）計算：Q1 : 進料溫度為110℃，即Q1 =0Q3 : Q3 = 0 （無反應或冷凝熱產生）Q4 : Q4 = Q氯乙烯+Q乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水蒸氣 = （25110）+（25100）+（25100）+（25100）+（25100） = = kJ （242）Q2 ： Q5 = Q2% ∵ Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5 ∴ 0+ Q2+0= + Q2 ∴ Q2 = kJQ5 ： Q5 = Q25% = = kJ 石墨冷卻器熱量衡算表進料入口/kJ物料出口/kJCH2CHCl0CH2CHClC2H20C2H2HCl0HClO20O2H2O0H2O循環(huán)水損失ΣΣ（5） 冷卻水消耗：I 鹽水： 已知： 鹽水用于石墨冷卻器除去水氣， 進料溫度： t1 = 35℃出料溫度： t2 = 20℃40%鹽水的比熱容：C 鹽水 = kJ/（kg℃） ∴ Q = mCP(t2t1)= m = 247。(15) = kJ （243）II 循環(huán)水：在石墨預熱器中，進料溫度： t1 = 110℃出料溫度： t2 = 95℃95℃時： C水 = kJ/（kg℃）110℃時：C水 = kJ/（kg℃）C平均 = （+）247。2 = kJ/（kg℃） （244） Q = kJ∴需水量：m =247。（15）= kg （245）① 在轉化器中，進料溫度： t1 = 95℃出料溫度： t2 = 110℃Q = kJ∴ 需水量： m =247。247。（11095） = kg （246）② 在石墨冷卻器中，進料溫度： t1 = 15℃出料溫度： t2 = 95℃95℃時： C水 = kJ/（kg℃）15℃時： C水 = kJ/（kg℃）C平均 = （+）247。2 = kJ/（kg℃） （247） Q = kJ∴ 需水量： m = 247。（9515）= kg （248） 水消耗綜合表物料相應設備熱量/kJ質量/kJ鹽水石墨冷卻器循環(huán)水石墨預熱器轉化器石墨冷卻器∵ 石墨預熱器中的水可由轉化器出來的水來提供。 石墨冷卻器中出來的水又可以提供給轉化器∴ kg第三章 主要設備及管道管徑設計與選型 轉化器的設計與選型 已知條件[1] 此處的轉化器為列管式固定床反應器。 催化劑粒度： ～ mm ，載體機械強度應≥90% HgCl2含量： %～% 水分的含量： % 松裝粒度： 540～640 g/L 空 速： 25～40 m3/（m3催化劑h）時，轉化率最高。 反應溫度： 新觸媒，150℃：舊觸媒，180℃ 反應壓力： 采用經驗設計法[6]： （31） — 原料混合氣進料流量，m3 — 催化劑床層體積，m3SV — 空間流速，h