【正文】 未反應(yīng)中間產(chǎn)物 ，含產(chǎn)品 DBP 的質(zhì)量為 ? 1??Bkg即 M9＝M8= ?k 水洗釜（V0204）由 ~ 計(jì)算可知：由粗酯：堿液=4：1，則 %堿液質(zhì)量=M9/4=??Bkg堿液含 NaOH 量=%= 1??Bkg堿液含水量==中和后總的水含量=+= 1?廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：7200 噸/年鄰苯二甲酸二丁酯工藝設(shè)計(jì)16溶于水的丁醇約為水含量的 20%，則溶于水的丁醇=20%= 1??Bkg釜中剩余丁醇質(zhì)量== 1??Bkg釜中剩余水的質(zhì)量=10%=分出的水的質(zhì)量== 1? 由上述數(shù)據(jù)可得各物料質(zhì)量如下：M9（粗產(chǎn)品 B）： 未反應(yīng)的苯酐 ，硫酸 ，1??Bkg1??Bkg 塔底剩余丁醇 ，塔底剩余水 ，1?? 未反應(yīng)中間產(chǎn)物 ，含產(chǎn)品 DBP 的質(zhì)量為 ? 1??Bkg即 M9＝+++++＝M10（堿液）： 堿液含 NaOH 量=%= 1??Bkg 堿液含水量==即 M10＝+= 1??kM11（中和水）： NaOH 質(zhì)量 ，硫酸 ，1??Bg1??Bg 溶于水的丁醇 ，分出的水 1??k 未反應(yīng)中間產(chǎn)物 ，未反應(yīng)的苯酐 ，1? Bg即 M11＝+++++＝ 1??M12（粗產(chǎn)品 C）： 釜中剩余丁醇 ，1??Bkg 釜中剩余水的質(zhì)量 ， 含產(chǎn)品 DBP 的質(zhì)量為 1??即 M12＝++＝ 1??Bkg 對中和釜（V0204）做全物料平衡計(jì)算： M9+M10＝ ＝?1? M11+M12＝ ＝ ?k 即 M9+M10＝M11+M12 蒸餾塔（R0202 ）由 ~ 計(jì)算可知：塔底產(chǎn)品中： 含 DBP 的質(zhì)量=（% ）= 1??Bkg 含有水的質(zhì)量=%= ，第四章 物料衡算17 含丁醇的質(zhì)量=（%%）= 1??Bkg脫出醇中： 含有水的質(zhì)量== ，1??Bkg 含丁醇的質(zhì)量== 含工序損失 DBP 的質(zhì)量=%= 1??k 由上述數(shù)據(jù)可得各物料質(zhì)量如下：M12（粗產(chǎn)品 C）： 釜中剩余丁醇 ，1??Bkg 釜中剩余水的質(zhì)量 ， 含產(chǎn)品 DBP 的質(zhì)量為 1??即 M12＝++＝ 1??BkgM13（脫出醇）： 含有水的質(zhì)量 ，1??Bkg 含丁醇的質(zhì)量 含工序損失 DBP 的質(zhì)量 1??即 M13＝++＝ BkgM14（粗酯）： 含 DBP 的質(zhì)量 1??kg 含有水的質(zhì)量 ，B 含丁醇的質(zhì)量 1?即 M14＝++＝ 1??Bk 對蒸餾塔塔（R0202）做全物料平衡計(jì)算： M12＝ 1??Bkg M13+M14＝+＝ 1??kg即 M12＝M13+M14 過濾器（X0201）由 ~ 計(jì)算可知： 活性炭的質(zhì)量=2%= 1??Bkg 工序損失 DBP 的質(zhì)量=%= 1?? 剩余 DBP 質(zhì)量== 由上述數(shù)據(jù)可得各物料質(zhì)量如下：M14（粗酯）： 含產(chǎn)品 DBP 的質(zhì)量為 ，1??Bkg廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：7200 噸/年鄰苯二甲酸二丁酯工藝設(shè)計(jì)18 含有水的質(zhì)量為 ，1??Bkg 含丁醇的質(zhì)量為 即 M14＝++＝ 1??kgM15（脫色劑）： 活性炭的質(zhì)量 1??Bkg即 M15＝ 1??M16（濾渣）： 含活性炭的質(zhì)量為 ，1??k 含工序損失 DBP 的質(zhì)量 Bg即 M16＝+＝ 1?M17（DBP 產(chǎn)品）： 含產(chǎn)品 DBP 的質(zhì)量 ，1??k 含有水的質(zhì)量為 ，1?Bg 含丁醇的質(zhì)量為 即 M17＝++＝ 1??kg 對過濾器（X0201）做全物料平衡計(jì)算： M14+M15＝+= 1?B M16+M17＝+＝ ?k即 M14+M15＝M16+M17 分水罐（V0205）由 ~ 計(jì)算可知：M5（氣相產(chǎn)物）： 氣相中的水質(zhì)量＝ ；氣相中的正丁醇質(zhì)量＝??Bkg 1??Bkg即 M5＝+ ＝M6（回收醇）： 被回收的正丁醇質(zhì)量＝= ，1??Bkg即 M6＝ 1??BkgM7（廢水）： 氣相中的水質(zhì)量＝ 1??kg 溶于水中的正丁醇質(zhì)量=20%= 1??Bkg即 M7＝+ ＝ 1?B 對分水罐（V0205）做全物料平衡計(jì)算： M5＝ 1??kg第四章 物料衡算19 M6+M7＝+＝ 1??Bkg即 M5+M11＝ M6+M7 全裝置物料衡算 全裝置物料平衡計(jì)算M1+M2+M4+M10+M15＝ +＝ ? 1??BkgM6 M7 M11+M13 M16 M17＝ +＝ ?1??即 M1+M2+M4+M10+M15＝M6 M7 M13 M16 M17?全裝置進(jìn)出物料相等，符合質(zhì)量守恒定律，物料平衡見表 42 及表 43。 全裝置物料平衡表 表 42 工藝流程物料平衡表 單位： 1??Bkg物料號 苯酐 正丁醇 硫酸 中間產(chǎn)物 水 氫氧化鈉 活性炭 DBP 總計(jì)M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 8000 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：7200 噸/年鄰苯二甲酸二丁酯工藝設(shè)計(jì)20表 43 進(jìn)出物料平衡表（單位： ）1??Bkg進(jìn) 料 出 料名稱 質(zhì)量 kg 名稱 質(zhì)量 kgM1 M6 M2 M7 M4 M11 M10 M13 M15 M16 M17 合計(jì) 合計(jì) 第五章 能量衡算21第五章 能量衡算以每釜料作為計(jì)算基準(zhǔn) 反應(yīng)釜（R0201 ） 物料吸熱由《化工手冊》查得各物料熱容及潛熱如下：苯酐： ℃；?PC?kgcal/正丁醇(l)： ℃； 73正丁醇(g)： ℃；?l/正丁醇汽化潛熱： ；9qkcH2SO4： ℃；?P?gal/進(jìn)料溫度：25℃反應(yīng)溫度：140℃反應(yīng)釜的溫度由 25℃升至 140℃（包括物料液體升溫、汽化熱及氣體升溫）時(shí)，各物料的吸熱量： 苯酐： kcal )50( ??????dtCmQp 正丁醇： ＝?? ＝ ? ?)(.9)(7.. ???? ＝ kcal H2SO4： )20(.920543 ??????dtCp物料總吸熱：＝ ＝ kcal1Q?? ? 反應(yīng)熱燃燒熱計(jì)算公式：48970 m + 10500 n + x (cal/mol)?燃式中：m—物質(zhì)燃燒所需要氧原子數(shù)； n—物質(zhì)燃燒后生成水分子數(shù)； x—修正值則各物質(zhì)燃燒熱計(jì)算：① 苯酐： OHCOHC234882/15???廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：7200 噸/年鄰苯二甲酸二丁酯工藝設(shè)計(jì)22 = 4897015 105002 1812＝757362 cal/mol39。1Q?② 正丁醇： OHCOHC294546??? = 4897026 105005 12＝640150 cal/mol39。2③ DBP： 2421 12/3 = 4897063 1050019 1812＝2027142 cal/mol39。4Q?④反應(yīng) 2 中生成水是放熱反應(yīng)，消耗的熱量＝ kJ/mol= cal/mol總反應(yīng)熱為：＝???反 應(yīng) 物生 成 物 Q＝100(2027142 )757362200640150＝96962 cal/mol?所以 25℃時(shí)每釜料反應(yīng)熱：= 96962＝ kcal2H反應(yīng)時(shí)在 140℃下進(jìn)行的，假設(shè)反應(yīng)經(jīng)歷如下歷程：正丁醇(g) 苯酐140℃DBP H2O140℃正丁醇(l) 苯酐25℃DBP H2O25℃1H?23?由《化工手冊》可查得：正丁醇： ℃；?pC?kgcal/H2O(l)： ℃；67H2O(g)： ℃；?l/DBP ： ℃54kc計(jì)算如下： = =(25200)＝ kcal1?2201QdtCmp??（包括 DBP 吸熱，水汽化熱及吸熱）3 dTCmdTqTHppp ????? ? ?)250(.691).97(4).( ?????＝ kcal故 ＝ ＝ ＝ kcal?123H?則總反應(yīng)熱為：= = kcal?Q第五章 能量衡算23 反應(yīng)釜總吸熱＝ – ＝ kcal39。Q????由于設(shè)備自身吸熱與 相比較小，正常生產(chǎn)后其設(shè)備是處于高溫下的，吸熱更少，39。Q因而在此只考慮熱損失 5%，則反應(yīng)釜實(shí)際吸熱： ＝ ＝()= kcal吸 39。 熱載體供熱 ,故給熱速率： = kcal/sQ??吸放 ??TQq吸查得聯(lián)苯熱容： ℃?pC?kgcal/聯(lián)苯進(jìn)口溫度 240℃，出口溫度 210℃，則 240 210 = 30℃??t則聯(lián)苯流量： kg/s＝3600 = 1116 kg/??tGp 水洗釜（V0204） 熱量衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 產(chǎn)品進(jìn)釜溫度： 170℃ 出釜溫度： 60℃ 水進(jìn)釜溫度： 25℃ 出釜溫度： 60℃正丁醇： ℃；??kgcal/水： ℃28產(chǎn)品降溫放熱：正丁醇： )1706( ????dTmQp水： ??CP故總放熱為：= = kcal12?放 冷卻水用量查得該溫度下水熱容： = ℃pC?kgcal/＝ kcalQ??吸 放廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：7200 噸/年鄰苯二甲酸二丁酯工藝設(shè)計(jì)24由 可得水用量為：tmcQp??吸 )2560(97..48)2560(97. ??????實(shí)際吸熱： ＝ ＝＝ kcal吸 39。 蒸餾塔（R0202 ） 物料吸熱（1） 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 加料方式： 泡點(diǎn)進(jìn)料 原料液溫度： 50 ℃混合液汽化的溫度： ℃由《化工手冊》及《化工原理》上冊查得各物料熱容及潛熱如下：正丁醇 ： ℃；?pC?kgcal/水(l)： ℃； 972P水(g)： ℃；.3?l/水汽化潛熱： 蒸餾塔的溫度由 50℃升至 ℃（包括物料液體升溫及汽化熱升溫）時(shí)，各物料的吸熱量：正丁醇： )( ??????dtCmQp水： ＝2 dtCmqp??54250 = ? ?)(.9)(???＝ kcal物料總吸熱： ????Q 蒸餾塔總吸熱 39。由于設(shè)備自身吸熱與 相比較小，正常生產(chǎn)后其設(shè)備是處于高溫下的，吸熱更少，39。因而在此只考慮熱損失 5%，則蒸發(fā)器實(shí)際吸熱：＝ ＝＝ kcalQ吸 39。第五章 能量衡算25 加熱蒸汽供熱加熱蒸汽給熱速率： ＝ kcal/??TQq吸由《化工原理》上冊查得加熱蒸汽的熱容： ℃?pC?kgcal/加熱蒸汽進(jìn)口溫度 ℃，出口溫度 117℃，則 117 = ℃??t則加熱蒸汽流量為： kg/???tCqGp＝3600 ＝3566 kg/h 冷凝器冷卻水的用量在操作過程中一般用冷凝的方法將二次蒸汽不斷地移出，否則蒸汽與沸騰溶液趨于平衡，使蒸發(fā)過程無法進(jìn)行。若將二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝熱的操作稱為單效蒸發(fā)。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是采用單效蒸發(fā)，所以必須進(jìn)行冷凝器冷卻水用量的估算：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 二次蒸汽溫度： ℃ 二次蒸汽被冷凝后的溫度： 80℃ 冷卻水溫度： 25℃冷卻水用于冷凝后的溫度： 45℃需要蒸發(fā)的水的質(zhì)量： kg水(g)： ℃；水汽化潛熱： ；01.?PC?kgcal/ ?qkgcal/水(l)： ℃；22水降溫放熱：＝QdtCmqdtmpp???? = = kcal? ?)108().(.67 ?????故總放熱為： ?放 冷卻水用量由《化工原理》上冊可以查得在 25℃溫度下水熱容： = ℃pC?kgcal/＝ kcalQ??吸 放由 可得水用量為：tmcp?吸廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：7200 噸/年鄰苯二甲酸二丁酯工藝設(shè)計(jì)26 )254()254(???????Qm 全裝置熱量平衡表 總熱量平衡表 ( )1??hkJ入 方 出 方名稱 熱量 名稱 熱量物料總吸熱 總反應(yīng)熱 應(yīng)釜 聯(lián)苯供熱 損失熱 水洗釜冷卻水吸熱 水洗釜總放熱 損失熱 加熱蒸汽供熱 總吸熱 蒸餾塔 冷凝水吸熱 總放熱 共計(jì) 共計(jì) 第六章