【正文】 0 07 2 0 0 101 7 ???? ?? 進料組成： Fx = 366/10302/90 302/90 ? = 釜 底 組成： ???Wx 釜頂組成： 9 5 6 6/53 0 2/95 3 0 2/95 ???Dx 對全 釜 進行物料衡算 FWD FxWxDxFWD ?? ?? 代入數(shù)據(jù)得： D=蒸餾 釜 物料衡算表 進料 F 釜 頂采出 D 釜 底采出 W 組分 kmol/h ㎏ /h mol% kmol/h ㎏ /h mol% kmol/h ㎏ /h mol% C20H30O2 87 74 9 9 228 65 6 C20H30O6 93 8 6 4.2 572 94 94 總量 8 12 100 5 100 8 100 蒸餾 釜體積計算 根據(jù)工廠經(jīng)驗，蒸餾釜的生產(chǎn)時間為 10h，非生產(chǎn)時間為 2h 查得 松香的相對分子質量為 t=10+2=12h 33 mtFMV R ??????? ? 由 裝配系數(shù)采用 ， 則 33 mmVV R ???? ，圓整到 7m3 KA100L 反應釜的 物料衡算 計算原始數(shù)據(jù) 17 ：年產(chǎn) 10000 噸 KA100L 樹脂 ： 99%富馬酸， 95%季戊四醇，松香 ： N2 % , CO2 % , C(CH2OH)4 % , HOOCCH=CHCOOH % , C19H29COOH % ：本設計采用 計算 ：按 5%計算 ：反應溫度為 280℃ ，反應壓力常壓 7200 小時計，富馬酸松香的轉化率為 80% 富馬酸、季戊四醇等主要的物化性能 （ 1）富馬酸的性能參數(shù)： 白色結晶粉末 , 有水果酸味，溶于水，微溶于冷水、乙醚、苯，易溶于熱水，溶于乙醇。 富馬酸性能一覽表 序號 項目名稱 單位 常數(shù) 1 分子量 2 比重（ 20℃ ） 3 熔點 ℃ 4 粘度 Kgm1s1 5 沸點 ℃ 290 6 折射率 （ 2） 季戊四醇的性能參數(shù)：白色或淡黃色結晶粉末，溶于水，稍溶于乙醇，不溶于苯、乙醚和石油醚等。 季戊四醇 性能一覽表 序號 項目名稱 單位 常數(shù) 1 分子量 2 比重（ 20℃ ） 3 熔點 ℃ 262 4 沸點 ℃ 276 5 折射率 6 粘度 Kgm1s1 反應器的物料衡算 18 化學反應方程式 OHROHCHCC O O HR 24242 4O O C RCH)(4 ???? ???? ）（催化劑 為便于表達 ，設 A 為富馬酸松香， B 為單季戊四醇， C 為 KA100L 1. KA100L 的產(chǎn)量： hK m o lhK m o lFC /6 5 3 ???? ?? 2. 富馬酸松香的流量： hK m o lhK m o lFA /2 8 30 ???? ??? 查化學化工物性手冊知 280℃ 時 ΡB0=1046 ㎏／ m3 3. 單季戊四醇的初始濃度： Lmo lLmo lCB /??? ρ 4. 單季戊四醇的流量： hK m o lhK m o lF /1 . 7 1/ 0 07 2 0 0 101 0 0 0 0 30B ???? ?? ： F= FB0 + FA0 = （ + ） Kmol /h = 物料衡算表 名稱 富馬酸松香 單季戊四醇 KA100L 流量 Kmol/h 根據(jù) 2B0BB0 ??? C CCx 解得： CB2 = mol/L t=18h,非生產(chǎn)時間 t/= 則反應體積為 3/0BB0R . 6 9 11 . 7 1FV mttC ????? ）（ 根據(jù)裝料系數(shù)為 ，故： mVR ??? 要求每釜體積小于 5 m3 則需要一個間歇反應釜。釜體積為 m3，圓整，取實際體積 5 m3 19 . 蒸餾釜 的熱量衡算 各 物料的進料、釜頂、釜底的溫度 進料溫度 160℃ 釜頂溫度 250℃ 釜底溫度 220℃ 查 各物料的 比熱得 各物料的比熱計算數(shù)據(jù) 表 物料 A B 103 C 106 C20H30O2 C20H30O6 采用 導熱油作為 加熱介質 ， 公式 *PC /R=A+BT+CT2 則算得各物料的 *pC *pC 數(shù)據(jù)表 物料 Cp* J （ mol k） 1 C20H30O2 C20H30O6 則總個過程共需熱量 Q 吸 = ? （ *PC m△ T） = 90+ 60+ 90+ 60 = 106 KJ/h 假設 Q 損 =10%Q 放 則： Q 放 = 吸 求得 m= 106kg/h Q 放 =mr 則 冷卻介質冷循環(huán)油的量為 m： 20 m= 67 104 8 ????rQ 吸 Kg/h 21 3 設備設計 與選型 蒸餾釜 的 設計 蒸餾釜 筒體 內(nèi)徑 Di，高度 H 的確定，封頭選擇 （ 1） 容器 內(nèi)徑 Di的確定 根據(jù) 生產(chǎn) 要求的 容器 體積， 在 H/Di=—— 的范圍內(nèi)，選擇 H/Di=，則：Di=3i4 DHVπ = 3 74 ?? ≈ 蒸餾釜 內(nèi)徑的估算值應圓整到公稱直徑 Dg 系列，故可取 2020 mm 。封頭取相同內(nèi)徑，其直邊高度 ho 由附表 12（文獻 2） 初選 ho=40 mm 。 （ 2）筒體高度 H 當 Dg=2020 mm ， ho= 40 mm 時，由參考文獻 2 附表 12 可查得橢圓形封頭的容積為 V 封 = m3 查得筒體 1 米高的容積 V1 米 = m3 H = 米封1VVV? = ? = 取 H = 2020 mm 于是 H/Di= 2020/2020 = （ 3）選取橢圓封頭，其公稱直徑為 2020mm，曲面高度為 500mm，直邊高度為 40mm，容積為 ，內(nèi)表面積為 夾套內(nèi)徑、高度及夾套封頭內(nèi)徑 （ 1）夾套內(nèi)徑：根據(jù)筒體的內(nèi)徑標準，經(jīng)計算查取，選取 DN=2200 的夾套。夾套封頭也采用橢圓形并與夾套筒體取相同直徑 。 （ 2） 夾套高度 H2： 由 H2 ≥ 米封η1VVV? ,式中 η為裝料系數(shù)， η= ，代入上式： H2= －? = ?。?H2 = 1600 mm 。 經(jīng)校核，傳熱面積滿足要求。 （ 3）設備容積 V 總 = V 筒 + V 封 = 2+2 = 設備容積滿足要求。 22 （ 4）設備材料 根據(jù)設備 的工作條件，可選擇 Q235— A 作為釜體及夾套材料，由文獻 2 附表 6查得所選材料許用應力為： [σ]250 = 94 MPa 設備的壁厚計算 蒸餾釜 容器 壁厚計算 （ 1）內(nèi)壓設計計算 根據(jù)工作條件，可選取 P= 為設計內(nèi)壓。 根據(jù)參考文獻 2 式（ 1012）筒體的設計厚度：