【正文】 5 6 4 6 (1 0 0 )9 8 .6 4 wq w ?? ? 4 . 1 8 1 . 0 9 2 1 0 0 w 9 8 . 6 4 + w= = =3 8 . 6 8 0 . 2 1 5 8 w 3 8 . 6 8 0 . 2 1 5 8 wASq B X N S?? 2混 酸 （ ） 其 中 A = B X （注：其中 S、 N、 w 分別為 H2SO HNO H2O 的百分質(zhì)量，即 50%取 50） 表 21 qd計(jì)算表 N S w X A B qd(kJ) qd(kcal) 98%H2SO4 0 98 2 1 —— —— 98%HNO3 98 0 2 0 —— —— 混酸 44 51 5 廢酸 2 2422 4 2 4 2 43 . 7 5 4 5 ( 1 0 0 2 ) 7 0 2 . 67 0 2 . 6 k J / k g H S O k c a l / k g H S O 1 6 7 . 9 3 k c a l / k g H S O2 4 9 . 3 2 4 . 1 8 4H S Oq ??? ? ? ?? 32334 . 5 6 4 6 ( 1 0 0 2 ) 4 3 5 . 6 k J / k g H N O 1 0 4 . 1 1 k c a l / k g H N O2 9 8 . 6 4H N Oq ??? ? ?? 221 .092 100 4 98 .64+2 6= = 38. 68 58 4 38 . 8 4 6 1 .504 .18 184 .42= =281 .30k J / kg 2=67 .23k c a l / kg 23 .72 0 .98q?? ? ??2廢 酸廢 酸 ： （ ）A= =18 2 B =3. 72 X廢 酸 廢 酸 1 .092 100 5 98 .64+5 51262 10 = 2 76 = 38. 68 5 38 .68 5 51+444 .18 262 .10= = kJ / kg = a l / kg2 .76 0 .54q????2混 酸混 酸 ：（ ）A= = . B = . X混 酸 混 酸 32 4 1 37 8 0 . 2 8 6 7 . 3 3 2 5 2 0 . 2 4 1 6 7 . 9 3 1 0 4 . 1 1 2 4 1 5 . 8 8 5 9 6 8 . 4 1 1 7 . 9 8 2 3 1 2 5 . 5 9 k c a l / h2 4 4 7 0 . 4 4 1 2 5 6 2 . 5 1 2 3 1 2 5 . 5 9 1 1 2 1 7 . 6 6 k c a l / h ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? Q Q Q 需 要 冷 卻 2 mk S t? ? ??Q k=160kcal/(m2h℃ ) 設(shè)冷卻水進(jìn)口溫度 25℃ ，出口溫度 30℃ 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 25 混酸： 35→35 水： 30←25 Δt： 5 10 m1 0 5t 7 .2 110ln 5?? ? ? ℃ 22 1 1 2 1 7 . 6 69 . 7 31 6 0 7 . 2 1mSmkt? ? ??? ?Q 1硝化鍋熱量衡算 選擇基準(zhǔn)溫度為 25℃ 進(jìn)料 Q1=G 混酸 C 混酸 （ t 混酸 25） +G 酸性氯苯 C 酸性氯苯 （ t 酸性氯苯 25） +G 循環(huán) 2C 循環(huán) 2（ t 循環(huán) 225） =（ 3525） +（ 6025） +（ 6025） =出料 Q4=G 混合物 1C 混合物 1 （ t 混 25） =（ 5325） =過程熱量 Q3=Qr反應(yīng) +Qph（物理變化） 1 0 0 0 G 1 0 0 0 8 8 2 . 0 6 4 1 . 9 3 2 8 5 1 8 . 3 5 k c a l / h1 1 2 . 5ArrA qM? ?? ? ? ? ?Q （ GA、 MA為 A 物質(zhì)質(zhì)量和分子量， rq 為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱） 3322G q + G q G q G 39。 q39。ph H NO H NO? ? ? ? ?混 酸 混 酸 反 應(yīng) 反 應(yīng)廢 酸 廢 酸 廢 酸 廢 酸Q 3G 49 3. 95 19 .7 0 51 3. 65 kg / hH NO ? ? ?反 應(yīng)3223 3 34 . 5 6 4 6 ( 1 0 0 ) 4 . 5 6 4 6 1 0 01 0 0 % H N O 4 6 2 . 7 5 k J / k g H N O 1 1 0 . 6 0 k c a l / k g H N O9 8 . 6 4 9 8 . 6 4H N O wq w ??? ? ? ??對(duì) 于 ，混合物中 HNO H2SO4 、 H2O 歸一化： H2SO4： ： kg/h H2O： kg/h 總計(jì) ： kg/h H2SO4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 3 3 6 0 .0 7 1 0 0 % 7 2 .1 7 %4 6 5 5 .7 9 ?? 即 S= HNO3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 1 9 4 .9 9 1 0 0 % 4 .1 9 %4 6 5 5 .7 9 ?? N= H2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 1 1 0 0 .7 2 9 1 0 0 % 2 3 .6 4 %4 6 5 5 .7 9 ?? w= 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 26 1 .092 100 w 1 .092 100 4 98 .64+w 98 .64+2 3. 64=38. 68 58w 38. 68 58 4 38 . 58w 38 . 8 4= 8 4 .18 4 .18 189 .6239。 = 293 .56k J/3 .64 0 .94AqBX??????????22混 酸（ ） （ ）A= = =1 89. 62 B = =3. 64Xph32 4 1 3kg = 9kc a l / kg149 117 .98 352 3 513 .65 110 .60 465 5 .79 9 300 7 kc a l / h+ = a l / h = ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?混 酸 混 酸Q Q Q Q 需 要 冷 卻使用夾套換熱 2 mk S t? ? ??Q k=160kcal/(m2h℃ ) 設(shè)冷卻水進(jìn)口溫度 25℃ ，出口溫度 30℃ 混酸： 53→53 冷卻水： 35←25 Δt： 18 28 m28 18t 22 .6328ln 18? ? ? ℃ 22 2 3 1 6 5 5 .2 96 3 .9 81 6 0 2 2 .6 3mSmkt? ? ??? ?Q 設(shè)備計(jì)算和選型 配酸鍋 進(jìn)料 配制 廢酸 2： ： kg/h H2SO4： kg/h 1 9 5 . 0 7 6 0 3 . 9 7 6 3 0 . 0 6 8 6 6 . 7 1 L / h1 . 6 5 4 1 . 8 3 6 1 . 5 0 0 8iiGF ?? ? ? ? ?? 滿足一天使用罐， V=24=取 Va=25000 L/h 后備系數(shù) 2 5 0 0 0 2 0 8 0 1 . 0 4 1 0 0 % 2 0 . 1 9 %2 0 8 0 1 . 0 4? ?? ? ? 配堿鍋 進(jìn)料 40%濃堿： kg/h H2O： kg/h 2 8 . 8 8 1 1 2 6 . 2 3 1 1 4 6 . 4 1 L / h1 . 4 3 0 8 1iiGF ?? ? ? ?? 滿足一天使用罐， V=24= 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 27 取 Va=30000 L/h 后備系數(shù) 3 0 0 0 0 2 7 5 1 3 . 9 5 1 0 0 % 9 . 1 4 %2 7 5 1 3 . 9 5? ?? ? ? 1硝化鍋 進(jìn)料 混酸： kg/h ρ 混酸 = 循環(huán) 廢酸 2: kg/h ρ 廢酸 = kg/L 酸性氯苯 : kg/h ρ 氯苯 = kg/L 1 4 9 2 . 1 3 5 2 1 . 6 4 1 1 7 5 . 3+ + = + + = 4 0 5 1 . 2 8 L / h1 . 7 4 1 . 6 5 4 1 . 1 0 4GGGF ? ? ?? 氯 苯混 酸 廢 酸混 酸 廢 酸 氯 苯 40min?? ?? 60?? ??? ? ? 取 Va=4000L， 后備系數(shù) 4 0 0 0 3 6 0 1 . 1 4 1 0 0 % 1 1 . 0 8 %3 6 0 1 . 1 4? ?? ? ? 容器外表面可設(shè)夾套面積為 ，實(shí)際夾套面積為 21 8 0 0 .5 7 9 .9 8 .9 22021 m??由于需要 ,換熱面積，所以需要加蛇管。 取蛇管傳熱系數(shù)為 600 kcal/(m2h℃ ) 混合物 1： 53→53 冷卻水： 35←25 Δt： 18 28 m2 8 1 8t 2 2 .6 328ln 18? ? ? ℃ Q2=k 夾套 S 夾套 Δt m+ k 蛇管 S 蛇管 Δt m 即 =160+600S 蛇管 S 蛇管 = 蛇管外徑為 30mm，由 330 10 14 .6 9L? ?? ? ? ? L= 取 156m 2硝化鍋 進(jìn)料 氯苯 : kg/h ρ 氯苯 = kg/L 硝基氯苯 : H2SO4: kg/h 24HSO ? = HNO3:3HNO ? =H2O: kg/h 2HO ? =1kg/L 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 28 32 4 22 4 3 2HNOH S O H OH S O H N O H O2 3 4 . 4 7 1 2 7 2 . 8 0 3 3 6 0 . 0 7 1 9 4 . 9 9 1 1 0 0 . 7 2 9+ + + + = + + + + = 4 2 0 2 . 1 9 L / h1 . 1 0 4 1 . 3 7 1 . 8 3 6 1 . 5 0 0 8 1GGGGGF ? ? ? ? ?? 氯 苯 硝 基 氯 苯氯 苯 硝 基 氯 苯40min?? ?? 40420 60373 L?? ?? ?? 取 Va=4000L， 后備系數(shù) 4 0 0 0 3 7 3 5 .2 8 1 0 0 % 7 .0 9 %3 7 3 5 .2 8? ?? ? ? 3硝化鍋 進(jìn)料 氯苯 :, kg/h ρ 氯苯 = kg/L 硝基氯苯 : H2SO4: kg/h 24HSO ? = HNO3:3HNO ? =H2O: kg/h 2HO ? =1kg/L 32 4 22 4 3 2HNOH S O H OH S O H N O H O5 5 . 8 2 5 2 1 5 2 2 . 9 3 3 6 0 . 0 7 9 4 . 9 5 1 1 3 0 . 7 4 9+ + + + = + + + + = 4 1 2 3 . 0 3 L / h1 . 1 0 4 1 . 3 7 1 . 8 3 6 1 . 5 0 0 8 1GGGGGF ? ? ? ? ?? 氯 苯 硝 基 氯 苯氯 苯 硝 基 氯 苯40min?? ?? 603 664 .?? ??? ? ? 取 Va=4000L， 后備系數(shù) 4 0 0 0 3 6 6 4 .9 2 1 0 0 % 9 .1 4 %3 6 6 4 .9 2? ?? ? ? 硝化分離