【正文】 丁辛醇裝置設(shè)計(jì)年運(yùn)行時(shí)間為 8000 小時(shí)，其中 5360小時(shí)生產(chǎn) 2— 乙基己醇， 2451 小時(shí)生產(chǎn)丁醇，剩余 189 小時(shí)為生產(chǎn)切換時(shí)間，預(yù)計(jì)每年進(jìn)行 7 次切換，每次平均 27 小時(shí)。 (8040) = kJ/h=179。 +179。 +179。 178。 (4095) = kJ/h=179。 +179。 +179。 178。 106 kJ/h。 106） =179。 106 kJ/h (7)由熱平衡方程式 Δ H= Q1+ Q2 所以 Q1=Δ H Q2=179。（ 179。 106 =179。 179。 + = KJ/h=179。 + = KJ/h=179。 + =179。 ）179。 (T2T1) （ 212） =（ 179。（ 2995） = kJ/h Δ H1 C3H8 =∑ n178。 178。 ）179。 178。 K) 6 萬噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 所以 =(Cp1+Cp2)/2=1/2(+)=(kmol178。 298/106 = Kcal/(kmol178。 =+179。 K) = kJ/(kmol178。 368/179。 106 C3H8 95℃ Cp176。 = a + bT + cT2 表 215 a、 b、 c的值 a B179。 K) 求： C3H8 的 Cp176。 K) = kJ/(kmol178。 2932/104+179。 =+179。 K) =(kmol178。 3682/104+179。 =+179。 K) 所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)= (kmol178。 2983/106 = K cal/(kmol178。 298/179。 K) 25℃ Cp176。 3683/106 = K cal/(kmol178。 368/179。 T3/106 95℃ Cp176。 T/179。 106 2 個(gè) CH3 1 個(gè) CH 1 個(gè) CHO 合計(jì) 所以： Cp176。 102 c179。 T2/179。 nBal=+179。 104 d179。 = K cal/ mol= kJ/kmol (3)Δ H3 由于 nBal、 iBal 熱容不能直接查到，所以由 RihaniDoraiswamy 法查得 ,如下表 表 213 a、 b、 c、 d的值 nBal 官能團(tuán) a b179。 () 1179。 H2Δ H298.176。 f） reactant =Δ H298.176。 () = K cal/ mol= kJ/kmol Δ H298 reac C3H8=∑（ niΔ H298.176。 () 1179。 iBal =1179。 CO+Δ H298.176。 C） prod =Δ H298.176。 = K cal/ mol= kJ/kmol Δ H293 reac iBal =∑（ niΔ H293.176。 () 1179。 CO =1179。 H2Δ H298.176。 f） reactant =Δ H298.176。（ 2995） = kJ/h (2)反應(yīng)熱 Δ H2 由于查到的數(shù)據(jù)為 nBal 和 C3H8 在 25℃， 1atm 下的生成熱， iBal 查到的數(shù)據(jù)為 20℃， 1atm 下的燃燒熱，所以： Δ H298 reac nBal=∑（ niΔ H298.176。 +179。 178。 ）179。 +179。 178。 ）179。 +179。 178。 K) 所以 Cp=+=(kmol178。 K) = kJ/(kmol178。 298/179。 K) 25℃ Cp176。 368/106 = K cal/(k mol178。 =+179。 103 c179。 = a + bT + cT2 （ 26） 表 212 求 Cp176。 K)= kJ/(kmol178。： Tr CO = T/Tc= )2595(21273???= Pr CO = P/Pc= = 查圖得 Cp Cp176。 K)=0. 460 kJ/(kmol178。： Tr CO = T/Tc= )2595(21273???= Pr CO = P/Pc= = 查圖得 Cp Cp176。 K) 所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)=(kmol178。 298/106 = K cal/(kmol178。 =+179。 K) = kJ/(kmol178。 368/179。 106 H2 95℃ Cp176。 = a + bT + cT2 （ 25） 表 211 H2的 a、 b、 c的值 a b179。 K) 求 H2 的 Cp176。 K) 所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)= kJ/(kmol178。 298/106 = K cal/(kmol178。 =+179。 K) = kJ/(kmol178。 368/179。 = a + bT + cT2 （ 24） 95℃ Cp176。 K) 求： CO 的 Cp176。＝ K cal/(kmol178。 106 kJ/h 3. OXO 反應(yīng)器： 因?yàn)榉磻?yīng)溫度為 95℃，且已知 25℃下的反應(yīng)數(shù)據(jù)，所以假設(shè)如下熱力學(xué)途徑： 圖 23 熱力學(xué)途徑 （ 1）Δ H1 求： CO 的 Cp Cp176。 K) 同理求得 Q H2= KJ/h 所以 Q 總 = Q H2+Q CO=+= KJ/h=179。 179。 += KJ/(K mol178。 K) 所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)=29 KJ/(K mol178。 363/106 = K cal/(K mol178。 K) 90℃ Cp =+179。 313/106 = K cal/(K mol178。 =+179。 103 c179。： Cp176。 K)= K J/(K mol178。： Tr CO = T/Tc= )9040(21273???= Pr CO =P/Pc= = 查表得 Cp Cp176。 Cp176。則： n H2=100 ?? = K mol/h n H2=100 1?? = K mol/h 6 萬噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 40℃， 下進(jìn)入系統(tǒng)。 106 CO H2 C3H6 C3H8 熱量計(jì)算 據(jù)物料衡算，凈化后合成氣設(shè)為 100 K mol/h 進(jìn)入， H2:CO = :，由于凈化所除去的雜質(zhì)量過小，所以忽略不計(jì)。 a b179。 物料表 表 24 反應(yīng)器進(jìn)口物料表 反應(yīng)器進(jìn)口 物質(zhì) C3H6 H2 CO C3H8 雜質(zhì) K mol/h 49 % mol 32 表 25 反應(yīng)器出口物料表 反應(yīng)器出口 物質(zhì) nBal iBal C3H8 H2 雜質(zhì) K mol/h % mol 生成熱和燃燒熱 表 26 生成熱和燃燒熱表 1 atm,25℃下 生成熱 Δ H/ Kcal/mol 1 atm,25℃下 燃燒熱 Δ H/ Kcal/mol CO,g iBal,g H2,g H2,g nBal,g CO,g C3H8 C3H6 6 萬噸丁辛醇設(shè)計(jì)說明書 _畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) C3H6 臨界溫度，臨界壓力 表 27 臨界溫度和臨界壓力表 臨界溫度 tc/℃ 臨界壓力 pc/atm CO H2 C3H6 nBal 253 C3H8 各 鍵的Δ T、Δ P 表 28 各鍵的Δ T和Δ P表 Δ T Δ P CHO CH CH3 氣體熱容 Cp176。 熱量衡算及所需媒質(zhì)的量 熱平衡式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6； （ 21） 式中 Q1—處理物料時(shí)需要的熱量 kJ； Q2—加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號(hào)規(guī)定加熱劑加 入熱量為 “＋”，冷卻劑吸收熱量為“－” ） kJ； Q3— 過程的熱效應(yīng)（符號(hào)規(guī)定放熱為“＋”，過程吸熱為“－”， 注意： Q 與熱焓符號(hào)相反，即 Q=－ ? H。 (4) 確定節(jié)能措施 為充分利用余熱，降低總能量消耗所采用的相應(yīng)措 施。 (2) 確定熱量或冷量 如蒸發(fā)、蒸餾、冷凝、冷卻、閃蒸等所需要的熱量或冷量。前者可從物料衡算中求得，后者則依據(jù)能量守衡定律，利用能量傳遞和轉(zhuǎn)化的規(guī)律，通過平衡計(jì)算求得，這樣的化工計(jì)算稱為能量衡算 [5]。若有化學(xué)反應(yīng)，則不僅兼有“三傳”（動(dòng)量傳遞，熱量傳遞，質(zhì)量傳遞），還具有“一反”（化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱效應(yīng) — 吸收或放熱）。經(jīng)歷各種化學(xué)變化和物理變化，進(jìn)行著物質(zhì)的生產(chǎn)。 105 數(shù)量級(jí)，故忽略計(jì)算。 95% = Kmol/h 其中含 C3H8 的量 = – = Kmol/h C3H8 = + = Kmol/h 、副產(chǎn)物的量 n nbal = Kmol/h， n ibal = Kmol/h， n C3H8 = Kmol/h， 表 22 反應(yīng)器進(jìn)口物料平衡表 組分 K mol/h %(mol) 分子量 Kg/h %(wt) C3H6 H2 2 CO 49 C3H8 雜質(zhì) 28 合計(jì) 100 100 表 23 反應(yīng)器進(jìn)口物料平衡表 組分 K mol/h %(mol) 分子量 Kg/h %(wt) nBal iBal C3H8 H2 2 忽略 雜質(zhì) 28 合計(jì) 100 100 其中： CH4+Ar+N2，所以分子量取平均值，為 28 便于計(jì)算。 物料計(jì)算：計(jì)算基準(zhǔn)取 100Kmol/h 進(jìn)口合成氣進(jìn)入反應(yīng)器。 涉及到的反應(yīng)有： CH2 CH=CH2 +CO+H2 090 ~110 .Rh TPPC MPa g???????? ， CH3 CH2 CH2 CHO CH3 CH=CH2 +CO+H2 090 ~110 .Rh TPPC MPa g???????? ， （ CH3 ） 2 CHCHO CH3 CH=CH2 +H2 ??? CH3 CH2 CH3 上述三個(gè)反應(yīng)，正丁醛是目的產(chǎn)物，而異丁醛是副產(chǎn)物，在選擇的反應(yīng)條件下，正丁醛 /異丁醛生成的比率為 10： 1。一年的工作日按 330 天計(jì)算，每天工作 24 小時(shí)