【正文】 上段催化劑 B 裝填高度 :H1=1200mm, 下端催化劑 A 裝填高度 :H2=1600mm。 設(shè)備向四周散失的熱量 消耗在加熱設(shè)備各個部件上的熱量 表 反應(yīng)器熱量衡算表 進(jìn)入的熱量 輸出的熱量 kcal/mol kcal/mol k c a l / m o k c a l / h2 3 4 6 0 5 .8 8 26430 .2 6 2 71 3 8 8 . 9 0( P A )Q ??????k c a l / m o l7 0 / h4 3 2 3 .0 1 k c a3 7 00 .2 44 8 . 6 8)(Q ?????? 順酐m o l3 .9 0 7 k c a l /a l / h1 7 2 5 2 . 5 1 k c3700 .2 41 9 4 .2 6)( C OQ 2 ??????k c a l / m o l8 5 c a l / h1 2 3 9 4 5 . 0 3 56 4 31 . 0 4 71 8 4 . 1 1( C O )Q ??????k c a l / m o c a l / h1 5 3 7 7 3 . 6 8 43700 . 4 )(HQ 2 ??????k c a l / m o l3 6 k c a l / h1 8 2 4 2 9 2 . 1 76 4 30 . 9 4 0 1 5)(OQ 2 ??????k c a l / m o / h7 7 3 . 0 0 4 k c a3700 .2 )(Q ?????? 苯甲酸k c a l / m o c a l / h9 3 9 0 4 1 4 . 4 3 9 8 8)(Q 2 ?????? Nk c a l/m o l6 1 ?? ? ??k c a l / m o 2 9 5 2 Ι Ι ΙΙ321ΙΙ ??????????k c a l / m o %)( 8 . 1 65%)Q( 21Ι Ι Ι ??????????Q1Q2Q?Q??Q???Q???Q 39 部分設(shè)備的選型及計(jì)算 反應(yīng)器 表 反應(yīng)器設(shè)計(jì)依據(jù) 規(guī)格名稱 參數(shù) 反應(yīng)器 C101 反應(yīng)壓力（ MPA） 進(jìn)口溫度（ ℃ ） 160 反應(yīng)溫度 出口溫度（ ℃ ） 370 熱點(diǎn)溫度（ ℃ ） 平均反應(yīng)溫度（ ℃ ） 430 反應(yīng)器進(jìn)口鄰二甲苯含量 20g/Nm3 反應(yīng)器出口鄰二甲苯含量 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式 列管式固定床反應(yīng)器 反應(yīng)器列管規(guī)格 Φ 30 ； L=3400mm 測溫管規(guī)格 Φ 30 ； L=3400mm 催化劑 Φ 8 ； h=6mm拉西環(huán) 測溫管中心裝有Φ 10 mm 熱電偶套管 ,內(nèi)裝有 24 點(diǎn)熱電偶。 在反應(yīng)釜中 ， 產(chǎn)物在 370℃的條件下離開反應(yīng)釜 。 其中： 綜上所述 : 主反應(yīng) : 副反應(yīng) : 108HC 28CO O5H2?? f , 2 9 8 KBr , 2 9 8 K ΔHγΔH5 7 .6 2 2 5AγΔA BB ?? ?/ m o l5 0 4 .8 6 k c a l0 .06 .54 .555 7 .8 082 6 .4 2 ??????????0 .1 6 4 7BγΔB BB ??? ?4BB 101 .2 0 7 2CγΔC ??? ?8BB 102 1 9 ???? ?)( 38247 0 32 9 87 0 32 9 8 P ??? ????? ??70329848342 ]4 53 [ 5T ?? ??????kcal/m ????? 703298 Pr , 298Kr , 703K dTΔCΔHΔHk c a l / m o 5 2 0 4 . 8 6 ?????3824 . 1 6 4 7 T5 7 . 6 2 2 5 ??? ??????f,298KΔH32P Δ T DΔ C TΔ B TΔAΔC ?????/m o l2 6 3 .3 8 k calΔH mr, ??k c a l/m o l3 8 2 5ΔH mr 1 , ??k c a l/m o 1 91ΔH mr 2 , ??k c a l/m o mr 3 , ?? 37 OX + 空氣 t1 = 430℃ , p = OX +空氣 t2 = 25℃ , p = 在溫度 T = 430℃ ， 壓力 p= ,處于混合狀 態(tài)的反應(yīng)物完全反應(yīng)生 成處于混合狀態(tài)下的產(chǎn)物的摩爾反應(yīng)焓為 : = + + 反應(yīng)熱 =( )=( + + ) 反應(yīng)產(chǎn)物由設(shè)備中帶出的熱量 可用公式計(jì)算 式中 G— 物料的重量 (kJ)； ? c— 物料的比熱容 (kJ/kg 其中： )( 703298703298 P 3825?? ?? ??????70 329 848352 ]4 53 18T[ T ?? ??????108HC 324 OHC 24CO O4H2?? f , 2 9 8 KBr , 2 9 8 K ΔHγΔH32P Δ T DΔ C TΔ B TΔAΔC ?????7 .50 .04 .545 7 .8 049 4 .0 5 1 1 2 .4 3 ????l/? BB ???????????? ?0 .0 1 2 8 3BγΔB BB ?? ?5BB 104 6 ????? ?8BB 105 6 ???? ?3824 105 6 6 1 2 8 8 6 TTT ?? ??????????? 703298 Pr , 2 9 8 Kr , 7 0 3 K dTΔCΔHΔH?? ?? ?????? 703298 3824703298 P )(70 329 848352 ]4 83T[ T ?? ??????/ m ol26 8k c a 57 726 4dTΔCΔHΔH 7 0 32 9 8 Pr , 2 9 8 Kr , 7 0 3 K ??????? ?f,298KΔH 35 （ 2） + + 同理可得： 該反應(yīng)器的定性溫度為 430 ℃ ， 即 703 K。 過程的熱效應(yīng) ： 表 個物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（ KfH298,? ） 物質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 KfH298,? 鄰二甲苯 苯酐 順苯 表 各物質(zhì)的恒壓摩爾熱容 (Cp) 物質(zhì) A B C D k c a l / m o c a l / h7 1 9 2 4 2 . 6 7 51600 . 2 3 8 82 8 . 8 06 5 3 . 6 3Q 1 ??????空氣k c a l / m o l / h7 7 8 8 6 . 4 3 k c1600 . 4 1 5 61 1 7 1 . 3 0Q X1O ??????k c a l / m o 1X1O1 ???? ?? 空氣CO2COOH22O2Q( c a l / m o l )DTCTBTAC 32P ???? 33 101 105 108 106 106 109 101 104 108 104 106 109 102 106 109 102 105 109 102 105 108 103 106 109 主反應(yīng)： + + KfH298,? 同理可得： =+ 105T2+ 108T3 該反應(yīng)器的定性溫度為 430℃，即 703K。 原料從常溫加熱到 160℃。 所處理的物料帶到設(shè)備中去的熱量 所處理的物料帶到設(shè)備中去的熱量 可用公式 tcGQ1 ???? 計(jì)算 ， 式中 G— 物料的重量 (kg)?? 2OXO?苯酐順酐苯甲酸?ΙΙΙΙΙΙ321 ?????1Q2Q3QΙQΙΙQΙΙΙQ1Q1Q 32 c— 物料的比熱容 (kJ/kg 全車間物料衡算 原料進(jìn)料量的計(jì)算 由生產(chǎn)規(guī)模 :1萬噸 /年 ,一年按 300 天計(jì)算可知鄰苯二甲酸酐的產(chǎn)量為 : hkg / 1010000 3 ??? 26 鄰二甲苯在空氣中氧化制苯酐的反應(yīng)方程式 : 主反應(yīng) : 鄰二甲苯 苯酐 96 54 x x x 可知純鄰二甲苯的消耗量為 :x=原料中鄰二甲苯含量為 95%,假設(shè)原料中含二甲苯 5%,為方便設(shè)計(jì)計(jì)算 . 假設(shè)原料中 5%的二甲苯不參加反應(yīng) ， 原料中均為二甲苯 ， 摩爾質(zhì)量?。? ∵鄰二甲苯投料量為 179。蒸餾塔 K201 塔釜餾出物送入精餾塔 K202， 純度比較高的 PA產(chǎn)品從精餾塔塔頂采出 ， 精餾塔塔釜產(chǎn)物送回 B221A。 蒸餾工段 主要設(shè)備為蒸餾塔 K201 和精餾塔 K202，蒸餾塔和精餾塔中除去的主要成分為順酐 MA，苯甲酸 BAC， CA 以及苯酚等，其除去的總含量為進(jìn)料量的 1% 左 右。不凝性氣體進(jìn)入洗滌塔 B115 進(jìn)行洗滌 ， 回收順酐 MA。用導(dǎo)熱油進(jìn)行冷卻和熱熔 ， 共分三段進(jìn)行 ， 冷凝時間為 168 分鐘 ， 熱熔 35 分鐘 ， 重冷凝 7 分