【正文】 0 304 1 11 D104 酰化釜 ? 12001200 304 1 12 L102 過濾器 ? 500350 304 1 13 D105 結晶釜 TQ1000 304 1 14 J101 母液泵 TR54 304 1 熱量計算 熱量計算的依據(jù) 熱量計算需要有計算基準，本設計以車間最低溫度 10℃ ，車間操作 0℃ 和 ? Pa 為計算基準。 能量守恒定律是熱量計算的基本依據(jù)，在實際的生產(chǎn)過程中，各傳熱設備的熱量計算可由下式表示： 654321 ????? (31) 式中 1Q—物料帶入設備的熱量， kJ； 2Q —加熱劑或冷卻劑處理物料和對設備的熱量或冷量， kJ； 3Q —過程熱效應， kJ； 4Q —物料帶出設備的熱量， kJ； 5Q —設備在加熱或冷卻過程中所消耗的熱量或冷量， kJ； 6Q —設備向環(huán)境散失的熱量， kJ； 河南科技大學畢業(yè)論文 應注意除了 1Q 和 4Q 外，其他的熱量符號可以為正也可以為負。 1Q 或 4Q = dTCG TT P?? 20 （ 32） 式中 G—輸入或輸出設備的物料量， kg； 0T —基準溫度， ℃ 2T —物料的實際溫度， ℃ PC —物料的定壓比熱， 11kgkJ ℃?? 3Q = PQ + CQ （ 33） 式中 PQ —物理變化熱， kJ； CQ —化學變化熱， kJ。 CQ = ??n （ 34） ?? = ? ? ? ? 生成物反應物 icici i? ? ?????? ? 00 （ 35） 5Q = PC G ( 2T － 1T ) （ 36） 式中 G—設備的質(zhì)量， kg； 1T —設備的初始溫度， ℃ ； 2T —設備的最終溫度， ℃ 。 6Q = 2%10Q （ 37） 成鹽工段熱量計算 基礎數(shù)據(jù)： 氫氧化鈉PC =4 11kgkJ ℃?? 苯酚PC = 11kgkJ ℃?? 苯酚鈉PC = 11kgkJ ℃?? 水PC = 11kgkJ ℃?? 氫氧化鈉G =251 kg 苯酚G =1 930 kg 苯酚鈉G =728 kg 水G =113 kg 2T =25 ℃ 0T =0 ℃ 具體計算： 1Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?0251 9 3 5 14 ?????? ＋=93 615 kJ 河南科技大學畢業(yè)論文 4Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?01 3 51 1 31 8 3 57 2 82 0 ?????? ＋=182 399 kJ 3Q = ??n = ? ? ? ?? ?1 1 0 3 0 5 04 2 72 5 ?????? =30 kJ 5Q = PC G ( 2T － 1T )= ? ? －?? =259 375 kJ 將上述各量帶入下式： 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 求得： 2Q =352 608 kJ， 6Q =35 kJ 熱量平衡見表 36。 表 36 成鹽釜熱量平衡表 物料名稱 輸入熱量 kJ/ 輸出熱量 kJ/ 帶入設備熱 93 615 — 蒸汽加熱 352 608 — 化學反應熱 30 — 帶出設備熱 — 182 399 設備升溫熱 — 259 375 損失熱 — 35 總熱量 477 477 羧化工段熱量計算 水楊酸鈉PC = 11kgkJ ℃?? 苯酚鈉PC = 11kgkJ ℃?? 二氧化碳PC = 11kgkJ ℃?? 二氧化碳G =1 351 kg 水楊酸鈉G =964 kg 苯酚鈉G =699 kg 2T =25 ℃ 0T =0 ℃ 具體計算如下： 1Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?0251 3 5 －－ ????? =49 kJ 4Q = dTCG TT P?? 20= ? ?01 3 09 6 41 3 0 －?? =141 kJ 3Q = ??n = ? ?? ? 7 9 3 26 ???? =9 047 kJ 5Q = PC G ( 2T － 1T )= ? ?101 3 03 1 8 ??? =190 800 kJ 將上述各量帶入下式： 河南科技大學畢業(yè)論文 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 求得： 2Q =304 212 kJ， 6Q =30 kJ 熱量平衡見表 37。 表 37 羧化釜熱量平衡表 物料名稱 輸入熱量 /kJ 輸出熱量 /kJ 帶入設備熱 49 — 蒸汽加熱 304 212 — 化學反應熱 9 047 — 帶出設備熱 — 141 設備升溫熱 — 190 800 損失熱 — 30 總熱量 362 362 907 酰化工段熱量計算 水楊酸PC = 11kgkJ ℃?? 醋酸酐PC = 11kgkJ ℃?? 乙酰水楊酸PC = 11kgkJ ℃?? 乙酸PC = 11kgkJ ℃?? 水楊酸G =782 kg 醋酸酐G =547 kg 乙酰水楊酸G =1 020 kg 乙酸G =540 kg 2T =25 ℃ 0T =0 ℃ 具體計算如下： 1Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ? －－ ????? =47 655 kJ 4Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?0755 4 0 2 －－ ????? =195 840 kJ 3Q = ??n = ? ? ? ?? ? 0 7 4 7 11 ?????? =2 kJ 5Q = PC G ( 2T － 1T )= ? ? ??? =108 875 kJ 將上述各量帶入下式： 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 求得： 2Q =282 729 kJ， 6Q =28 kJ 河南科技大學畢業(yè)論文 熱量平衡 見表 38。 表 38 酸化釜熱量平衡表 物料名稱 輸入熱量 /kJ 輸出熱量 /kJ 帶入設備熱 47 655 — 蒸汽加熱 282 729 — 化學反應熱 2 — 帶出設備熱 — 195 840 設備升溫熱 — 108 875 損失熱 — 28 總熱量 332 332 冷量計算 成鹽工段冷量計算 基礎數(shù)據(jù)： 苯酚鈉PC = 11kgkJ ℃?? 水PC = 11kgkJ ℃?? 苯酚鈉G =728 kg 水G =113 kg 2T =135 ℃ 0T =0 ℃ 具體計算： 1Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?01 3 51 1 31 8 3 57 2 82 0 ?????? ＋=182 399 kJ 4Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ? ?????? ＋=54 kJ 3Q =0 5Q = PC G ( 2T － 1T )= ? ? －?? =62 250 kJ 將上述各量帶入下式： 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 求得： 450732 ??Q kJ， 34576 ??Q kJ 熱量平衡 見表 39。 表 39 成鹽釜冷量平衡表 河南科技大學畢業(yè)論文 物料名稱 輸入熱量 /kJ 輸出熱量 /kJ 帶入設備熱 182 399 — 冷卻水冷量 ?73 450 — 帶出設備熱 — 54 設備升溫熱 — 62 250 損失熱 — ?7 345 總熱量 108 949 108 949 酰化工段冷量計算 基礎數(shù)據(jù)： 乙酰水楊酸PC = 11kgkJ ℃?? 乙酸PC = 11kgkJ ℃?? 乙酰水楊酸G =1 020 kg 乙酸G =540 kg 2T =75 ℃ 0T =0 ℃ 具體計算： 1Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?0755 4 0 2 －－ ????? =195 840 kJ 4Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?0255 4 0 2 ?????? ＋=76 680 kJ 3Q =0 5Q = PC G ( 2T － 1T )= ? ? －?? =41 875 kJ 將上述各量帶入下式： 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 求得： 872852 ??Q kJ， ??Q kJ 熱量平衡 見表 310。 表 310 ?；淞科胶獗? 物料名稱 輸入熱量 /kJ 輸出熱量 .kJ 帶入設備熱 195 840 — 冷卻水冷量 ?85 872 — 帶出設備熱 — 576 680 河南科技大學畢業(yè)論文 設備升溫熱 — 41 875 損失熱 — ?8 總熱量 109 968 109 968 結晶釜冷量計算 結晶釜用冷凍鹽水降溫，加快結晶 基礎數(shù)據(jù)： 乙酰水楊酸PC = 11kgkJ ℃?? 乙酰水楊酸G =1020 kg 2T =12 ℃ 0T =0 ℃ 具體計算： 1Q = dTCG TT P?? 20= ? ? ??? =45 900 kJ 4Q = dTCG TT P?? 20= ? ? ??? =22 032 kJ 3Q =0 5Q = PC G ( 2T － 1T )= ? ? －?? =2 140 kJ 將上述各量帶入下式： 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 求得： 142242 ??Q kJ， ??Q kJ 冷量平衡 見表 311。 表 311 結晶釜冷量平衡表 物料名稱 輸入熱量 /kJ 輸出熱量 kJ 帶入設備熱 45 900 — 冷卻水冷量 ?24 142 — 帶出設備熱 — 22 032 設備升溫熱 — 2 140 河南科技大學畢業(yè)論文 損失熱 — ?2 總熱量 21 758 21 758 河南科技大學畢業(yè)論文 第 4 章 主要設備設計 設備材質(zhì)選擇及結構形式 本設計是對?；ざ蔚孽；磻M行的主要設備設計。?；磻械闹饕锪闲问綖楣桃簯B(tài)的混合，考慮到反應物料的存在形式以及反應的壓力與溫度，選擇了不銹鋼材質(zhì)的反應釜 [15]。筒體為圓柱形結構，封頭選擇標準橢圓封頭，下封頭為錐形封頭。 設備工藝尺寸的計算 體積的計算 醋酸酐投料量： 547 kg 醋酸酐密度： 3cmg 醋酸酐V =?m =1080547 = 3m =510 L 水楊酸投料量： 782 kg 水楊酸密度： 3cmg 水楊酸V =?m =1440782 = 3m =540 L 催化劑為三氯化鐵，投料量與酸酐質(zhì)量比為 6:1 ，所以： 三氯化鐵投料量： 92 kg 三氯化鐵密度： 3cmg 三氯化鐵V =?m = 290092 = 3m =32 L 總V = 醋酸酐V + 水楊酸V + 三氯化鐵V =510 +540 +32 =1 082 L 設備裝料系數(shù)為 ，所以需要的體積為： V =裝料系數(shù) 總V = =1 L 結合實際情況考慮， 圓整后設備體積 V = 3m 筒體的直徑和高度 根據(jù)實踐經(jīng)驗，幾種常用攪拌器殼的長、徑比 見表 41。 河南科技大學畢業(yè)論文 表 41 攪拌器長徑比 種類 設備內(nèi)物料類型 H/D 一般攪拌反應器 液 ?固或液液相物料 1～ 一般攪拌反應器 氣 ?液相物料 1～ 2 發(fā)酵反應器 — ～ 因為反應釜內(nèi)物料為固液混合，設 ?DH 為了方便計算，忽略封頭的容積，可以認為有如下公式： V ≈ HD24? （ 41） 把反應器的長、徑比帶入上式得 V ≈ ??????DHD34?