年產(chǎn)55萬噸苯酐生產(chǎn)工藝設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2024-09-02 09:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，在反應(yīng)工段中沒有對其進行物料的計算，且沸點與苯酐相差很大，極易除去，對產(chǎn)品影響不大，而且粗苯酐中的雜質(zhì)經(jīng)過輕組分塔精餾后基本除去，能達到設(shè)計要求。所以本次設(shè)計對苯酐精餾工段中的重組分塔只作介紹，不作計算。進而在本章中對苯酐精餾工段進行物料衡算時，可以近似認為從輕組分塔塔底提取的苯酐熔液即為產(chǎn)品苯酐（即物流3）。同樣的，在本次設(shè)計中對精餾塔的設(shè)計計算章節(jié)也只考慮其中的輕組分塔。 輕組分塔物料衡算經(jīng)過冷凝工段，粗苯酐熱熔后送入預(yù)處理槽加熱，然后由輕組分塔進料泵送入輕組分塔。預(yù)處理工段中：粗苯酐的雜質(zhì)苯酞經(jīng)高溫全部分解成苯酐和水： C8H6O2 + O2 → C8H4O3 + H2O由苯酞分解生成的苯酐為：則經(jīng)過預(yù)處理段后苯酐：F1=+= 粗苯酐中含量較少的鄰二甲苯、檸槺酐、苯甲酸也基本除去[7]，為了后面精餾計算方便，可假設(shè)粗苯酐經(jīng)過預(yù)處理蒸餾后，雜質(zhì)中的鄰二甲苯、檸槺酐、苯甲酸、苯酞以及苯酞高溫分解產(chǎn)物水一起除去，通過泵送入尾氣洗滌裝置。 所以進入輕組分塔的原料物流：純苯酐的物料流量：F1=順酐的物料流量：F2=進入精餾塔粗苯酐總物料：F=F1+F2 =物流1流量即為粗苯酐總的物料流量：F=對該段精餾，進料組成： xF1= xF2=物料1的平均摩爾質(zhì)量：MF=148+98 =+ =本次設(shè)計對精餾要求：塔頂x1≤；塔底x1≥，列出物料橫算式： F=D+W （1） F1=Dxd1+Wxw1 （2） F2=Dxd2+Wxw2（3）先將已知數(shù)據(jù)代人式（1）、（2）式：=D+W=+解得： D= kmol/h W= kmol/h所以苯酐： F1D= = F1W= = kmol/h由： xd2== xw2= =所以順酐： F2D== kmol/h F2W== kmol/h根據(jù)以上計算列出精餾物料平衡表：表24 精餾工段物料衡算表物 流 表123摩爾流量 kmol/h質(zhì)量流量 kg/h苯酐 kg/h.順酐 kg/h 第三章 能量衡算根據(jù)熱力學(xué)第一定律，即能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，對化工過程進行能量計算?；どa(chǎn)中消耗的能量形式有機械能[8]，電能和熱能等等，其中以熱能為主要形式，因此化工過程中的能量衡算重點是熱量衡算。本章具體對苯酐氧化反應(yīng)器進行能量衡算如下：熱量衡算方程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5 其中式中： Q1——初始物料帶入設(shè)備中的熱量，kJ Q2——加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量，kJ Q3——物理變化及化學(xué)變化的熱效應(yīng)，kJ Q4——離開設(shè)備物料帶走的熱量，kJ Q5——反應(yīng)器系統(tǒng)熱量損失，kJ 反應(yīng)器能量衡算過程 Q1與Q4計算 已知Q=∑MiCi（t1t2） 式中：Mi——反應(yīng)物體系中組分的質(zhì)量，kg； Ci——組分i在0T℃時的平均比熱容，KJ/kg*K； t1，t2——反應(yīng)物系在反應(yīng)前后的溫度，℃。 物料進入設(shè)備時的溫度為145℃，熱量衡算的基準為145℃，△T=0,則： Q1=0 查得各物項平均比熱容數(shù)據(jù)： （kJ/kg.℃）表31 各物相平均比熱容組分OXO2N2苯酐順酐檸康酐苯酞苯甲酸水COCO2比熱容所以： =(370145)+225+225+225+225+225+225+225+225+225+225=++++++++++=主反應(yīng)：C8H10+3O2→C8H4O3+3H2O + Q31=103=107kJ/h 副反應(yīng)：CH3C6H4CH3+→C4H2O3（順酐）+4CO2+4H2O + Q32=103=107kJ/hCH3C6H4CH3+3O2→C6H5COOH（苯甲酸）+CO2+2H2O + Q33=103=106kJ/hCH3C6H4CH3+2O2→C8H6O2（苯酞）+2H2O +
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