年產40000噸苯酐(安定)的車間工藝設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 10 00 ( 8 4 01 2 94 2 24 79 )14814 58 /iinmHMC H C C O OMk J k g? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ???酮 6． 馬來酸酐： 比熱容利用 Missenard 法估算 [14]： /iipC nc M?? 式中 ， M －化合物的摩爾質量， /kg kmol ； in －分子中 i種基團的個數(shù)； ic － i種基團的摩爾熱容， / ( )kJ kmol?℃ 。 通過參考文獻 [14]知， CH??的摩爾熱容為 / ( )kJ kmol?℃ ， CO??酮的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， O??的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ 2 ( ) ( ) 2 ( ) /( 2 2 ) / 98 / ( )pC C H O C O Mk J k g? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ???酮℃ 標準生成熱： 0 /fq kJ mol? 汽化熱利用基團貢獻法估算： 年產 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設計 17 通過參考文獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， CO??酮的基團貢獻值為 /kJ mol ， O??的基團貢獻值為 /kJ mol 1000 ( )1000 [ 2 ( ) 2 ( ) ( ) ]1000 ( 2 2 )98 /iinvHMC H C O OMk J k g? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ???酮 熔化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， CO??酮的基團貢獻值為 /kJ mol ， O??的基團貢獻值為 /kJ mol 1000 ( )1000 [ 2 ( ) 2 ( ) ( ) ]1000 ( 2 2 )98 /iinmHMC H C O OMk J k g? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???酮 7． 苯甲酸： 比熱容： 1 .2 0 3 / (pC kJ kg??℃ ) 標準生成熱： 0 /fq kJ mol? 汽化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， C??的基團貢獻值為 /kJ mol ， COOH? 的基團貢獻值為 /kJ mol 1000 ( )1000 [ 5 ( ) ( ) ( ) ]1000 ( 5 )122 /iinvHMC H C C O O HMk J k g? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ??? 熔化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文 獻 [14]知， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ， C??的基團貢獻值為 /kJ mol ， COOH? 的基團貢獻值為 /kJ mol 年產 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設計 18 1000 ( )1000 [ 5 ( ) ( ) ( ) ]1000 ( 5 )122 /iinmHMC H C C O O HMk J k g? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? 8． 檸糠酐： 比熱容利用 Missenard 法估算： 通過參考文獻 [14]知， C??的摩爾熱容為 / ( )kJ kmol?℃ ， 3CH? 的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， O??的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， CH??的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ ， CO??酮的摩爾熱容 / ( )kJ kmol?℃ 3( ) ( ) ( ) ( ) ( ) /( 2 ) / 112 / ( )pC C C H C H O C O Mk J k g? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ???酮℃ 標準燃燒熱利用卡拉奇法估算 [14]： 0 1 0 9 .0 7cq n K? ? ?? 其中 ， n －化合物燃燒時的電子轉移數(shù)； ?－取代基和鍵的校正值 /kJ mol ； K－分子中同樣取代基的數(shù)目； 0cq －標準燃燒熱 /kJ mol 。 通過參考文獻 [14]知，羧酸酐的 ? 值為 ，核環(huán)上的雙鍵的 ? 值為 0 1 0 9 . 0 7 9 2 2 7 . 2 4 1 . 9 2 0 3 2 . 3 6 /cq k J m o l? ? ? ? ? ? 標準生成熱用公式 0 0 0f c ceq q nq? ?? 轉 換， 其中， 0ceq －元素的標準燃燒熱， /kJ mol ； n －化合物中同種元素的原子數(shù)； 0fq ， 0cq －分別為同一化合物的標準生成熱和燃燒熱。 通過參考文獻 [14]知， C 原子的元素的標準燃燒熱 /kJ mol ,H 原子的元素的標準燃燒熱 /kJ mol 0 5 3 9 5 . 1 5 4 1 4 3 . 1 5 2 0 3 2 . 3 6 5 1 5 . 9 9 /fq k J m o l? ? ? ? ? ? 年產 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設計 19 汽化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文獻 [14]知， C??的基團貢獻值為 /kJ mol ， 3CH? 的基團貢獻值為 /kJ mol ， O??的基團貢獻值為 /kJ mol ， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ，CO??酮的基團貢獻值為 /kJ mol 310 00 ( 15 .30 )10 00 [ 15 .30 ( ) ( ) 2 ( ) ( ) ( ) ]10 00 ( 15 .30 44 59 2 45 82 73 )11236 86 /iinvHMC H C C O O C HMk J k g? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???酮 熔化熱利用基團貢獻法估算： 通過參考文獻 [14]知， C??的基團貢獻值為 /kJ mol ， 3CH? 的基團貢獻值為 /kJ mol ， O??的基團貢獻值為 /kJ mol ， CH??的基團貢獻值為 /kJ mol ，CO??酮的基團貢獻值為 /kJ mol 310 00 ( 0. 88 )10 00 [ 0. 88 ( ) ( ) 2 ( ) ( ) ( ) ]10 00 ( 0. 88 1. 10 1 2. 39 4 2 3. 62 4 5. 87 9 0. 90 8 )11214 8. 66 1 /iinmHMCH C CO O CHMk J k g? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ???酮 關于熱量衡算的具體計算 在本次計算中，對反應釜進行熱量衡算。 由該反應工藝要求可知，該反應過程可以分二個階段進行熱量衡算：升溫至 360℃ 的預熱階段， 360℃ 380℃ 之間的反應階段（以 kg/h 為基準）。 熱平衡式： 2 4 5 6 3 1Q Q Q Q Q Q? ? ? ? ? 假設： 265 %10 Q ?? ； 基準溫度為 25℃ 。 熱平衡式可寫成： 2 4 2 3 110%Q Q Q Q Q? ? ? ? 即 4 3 12 Q ??? 年產 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設計 20 預熱階段的熱量衡算（ 1Q ） 由生產工藝知，該階段是在 0t = 25℃ 的情況下，將 4700kg 鄰二甲苯， 44650kg 空氣通過換熱器預熱到 360℃ ，以達到反應所需的溫度。 由公式 1 4 0( ) ( )i p i pQ Q G C t t Q? ? ?? 可得。 05 6 66()4 7 0 0 1 .7 5 6 .4 4 7 0 0 3 4 7 4 7 0 0 1 .2 5 7 1 4 4 .49 .8 5 4 1 0 1 .6 3 1 1 0 1 .2 7 4 1 03 .8 9 1 0 /PpQ G C t t Qk J h? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???鄰 二 甲 苯 鄰 二 甲 苯 鄰 二 甲 苯（ 1 4 4 2 5 ） （ 360 ） 00666( ) ( )4 4 6 5 0 2 1 % 0 .9 1 9 ( 3 6 0 2 5 ) 4 4 6 5 0 7 9 % 1 .0 3 9 ( 3 6 0 2 5 )2 .8 8 7 1 0 1 2 .2 7 7 1 01 5 .1 6 4 1 0 /ppQ G C t t G C t tk J h? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???空 氣 氧 氣 氧 氣 氮 氣 氧 氣 則 16663 .8 9 1 0 1 5 .1 6 4 1 01 9 .0 5 4 1 0 /Q Q Qk J h??? ? ? ???鄰 二 甲 苯 空 氣 反應階段的熱量衡算（ 3Q ） 該過程為預熱到 360℃ 的鄰二甲苯和空氣混合均勻后，通過裝有催化劑的固定床反應器，在 360℃ 380℃ 之間迅速反應。 反應 1： 0 0 0 0 01 33 3 3 0 /f f f f fq q q q qk J m ol? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??苯 酐 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯 011610001 0 0 0 5 6 5 8 .4 6 1 1 6 6 .4 7 81484 4 .5 9 8 1 0 /rfGQqMk J h??????苯 酐苯 酐 反應 2： 0 0 0 0 0 021544215469 .8 4 241 .82 6 4 393 .5 1 0 19. 12299 44 /f f f f ffq q q q q qk J m ol? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??順 酐 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯二 氧 化 碳 年產 40000 噸苯酐 (安定 )的車間工藝設計 21 022610001 0 0 0 3 6 5 .0 6 2 9 9 2 .0 4 4981 1 .1 4 6 1 0 /rfGQqMk J h??????順 酐順 酐 反應 3： 0 0 0 0 0 03132 5 2 22132 385 .2 5 241 .82 6 2 393 .5 1 0 2 19. 12272 5 /f f f f ffq q q q q qk J m ol? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??苯 甲 酸 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯二 氧 化 碳 033610001 0 0 0 2 4 .3 4 2 7 2 8 .3 51220 .5 4 4 1 0 /rfGQqMk J h??????苯 甲 酸苯 甲 酸 反應 4： 0 0 0 0 0 04 3 3 65 1 5 . 9 9 3 2 4 1 . 8 2 6 3 3 9 3 . 5 1 6 0 1 9 . 12 4 0 2 . 8 9 8 /f f f f ffq q q q q qk J m o l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??檸 糠 酐 水 氧 氣 鄰 二 甲 苯二 氧 化 碳 044610001 0 0 0 2 1 .2 9 2 4 0 2 .8 9 81120 .4 5 7 1 0 /rfGQqMk J h??????檸 糠 酐檸 糠 酐 則 1 2 3 466( 4 4 .5 9 8 1 1 .1 4 6 0 .5 4 4 0 .4 5 7 ) 1 05 6 .7 4 5 1 0 /r r r r rQ Q Q Q Qk J h? ? ? ?? ? ? ? ??? 因為 0pQ? 所以