冰凉夏日环己烷绿色催化氧化法生产环己酮工程设计能量

衡算目 能量衡算的依据及必备条 能量守恒方 能量衡算基 流程简图及说 能量衡算总体思 能量衡算过程及衡算结 环己烷氧化反应系统衡 己二酸萃取系统衡 皂化系统衡 环己烷一塔分离系统衡 环己烷二塔分离系统衡 环己酮分离系统衡 环己醇分离系统衡 环己醇脱氢反应系统衡 计算结果汇 参考文 能量衡算概衡算目能量衡算的依据及必备条1s的流量为基准。另外，能量衡算的有关物料的热力学数据可从能量守恒方EiEi

（1-EiisE积s进出系统的能量Ei包括进出物流所具有的能量Giei 传递的各股热量Q和功Ws即 GieiQWE iss

vigZ

1-i 在能量衡算过程中，由于物流的焓流量非常大，故常用物流的焓流量ss代替物流所具有的能量Giei,iHiQWE （1-iiHi

n H (T298K （1-5 i其中：nii的物质的量，mol；mii质量流量，kg； ii i物料i的标准生成焓，kJ/mol；C是物料i的定压比热容,kJ/kg·K-1。物料i的n、mi的i i能量衡算基30024物料流量取单位时间（1s）的流量,25流程简图及说⑥⑧⑥⑧123①②③⑤⑨867541-1品环己酮；⑨－X油；⑩－氢气1-1。整个流程分为5个氧化釜，2个分解釜，该系统作为整体进行能量衡算。能量衡算过能量衡算总体能量衡算过程及衡算结环己烷氧化反应系统1个空气预热器（E0104）、1（E0101）、5个氧化釜（R0101－R0105）、1（E0102）、1个尾气冷却器（E0103）、1（E0105）2个分解釜(R0106－R0107)2－1125℃，1油、x油2- 1：125℃新鲜原料和45℃环己烷一塔塔顶回流液进入氧化系统后，先与氧化反1502588.65142150902尾气通过尾气冷凝器，把85％的环己烷冷凝下来，剩下的尾气经冷却器冷却到25125℃、15起回流入混合槽。进口物料的组分含量和相关的物性数据如表2-1所示（进料杂质和轻质油2-1ＮＯH(298K /(kJmol1----00/(kJkg1K1----00H依式（1-5）

nif

miCi

H451.8156.341.91538.0244318298)－69178kJH0.045－156.34)1.9150.0038318298)6.8898kJ环己烷H43.187156.341.8433.63471298298

H0.039(49)1.7261.4207(298298)H00.7341.4207(298298)H00.681.1784(298298)入112-22－21ＮＯH(298K /(kJmol100/(kJkg1K100Hi/0依式（1-5）

nif

miCi

(T298K，分别计算

H00.7341.4207(298298)H00.680.0148(298298)所以，进口物料总的焓流量为:H出1000kJ222-32－32水H(298K /(kJmol1-------/(kJkg1K1-------Hi/依式（1-5）

nif

miCi

(T298K，分别计算环己烷H452.79156.342.14638.03536329865484kJ环己酮H18.16285.122.0421.782363298)-4941.3kJ环己醇H21.37349.62.5482.41363298)-7071.8kJ水H17.81285.94.2080.32363298杂质H0.039491.8830.0036(363298有机酸H3.93991.852.430.574363298X油H0.0122H654842－42－4器器器器器/(kJkg1K1-rw/(kJkg1----Q依QmCpT或Qmrw，分别计算各换热器的换热量

Q22.59910.71142

Q332.05(304)Q44.80752.17(25Q543.13192.2961s时间内作功为：88KW，所以，W788氧化系统与环境传递的热量Q1s3078.8kJ己二酸萃取系统衡己二酸萃取槽（V0103）2－22：2：1：水90℃90℃0.4g/g-66.2K/mol1s3.93mol,而己二酸占90%，80%计算。

0.41360.40.32kg，所以需要加入水：1.0340.32Q166.22.8296187.538kJ搅拌器作功为：W34kW1Q2AT(tTt0)70.215.1(9025)1JQAT(tTt0Tt90℃。 90℃左右的出口混合液的C2.17kJkgK1 可以当作4.2kJkgK1解得，T=91.4℃91.4℃22312-52－51水H(298K /(kJmol1-/(kJkg1K1-H(4)12-72－71H(298K /(kJmol1------/(kJkg1K1------Hi/22-82－82水H(298K /(kJmol1--/(kJkg1K1--Hi/H皂化系统V01062—32：90℃氢氧化钠溶液91.4℃91.490253.9319080%)3.9390180%)其它有机酸为：1.10040.707410～11kcal/mol10.5kcal/mol,即1.8078mol由式：QAT(tTt0)R0108V0105QAT(tTt0)V0106Q2100.11kJ。由此可知，水洗分离器中物料的焓变为－100.11kJ1、22-9112－91、2H(298K /(kJmol1-------/(kJkg1K1-------Hi/81℃。1、22-102－101、2水H(298K /(kJmol1------/(kJkg1K1------Hi/(3)12－1032-112－113水H(298K /(kJmol1-/(kJkg1K1-59℃。3、42-122－123、4(苯水H(298K /(kJmol1------/(kJkg1K1------Hi/Hi/环己烷一塔分离系统衡算P0202B）2-4所示：XX2—5959℃的液体混合后，82℃80℃，塔顶产物45℃100℃，部分产物经再沸器加热返回塔内，2-132－13H(298K /(kJmol1-----/(kJkg1K1-----Hi/12-142－141H(298K /(kJmol1---/(kJkg1K1---Hi/22-152－152H(298K /(kJmol1-----/(kJkg1K1-----Hi/2－162－16/(kJkg1K1--rw/(kJkg1--Q三个泵热量衡算（P0202Ａ、P0202B和 .48－(－27966)－(－69194)＝2226.48kJ环己烷二塔分离系统衡却器（E0205）、二塔冷凝器（E0206Ａ和E0206Ｂ）和二塔再沸器（E0207Ａ和2-5XX10080℃60℃，59℃135℃22-15。12-162－161mfH(298Kmf

- - -/(kJmol1/(kJkg1K1---Hi/

-22-172－172mfH(298Kmf

- - - - -/(kJmol1/(kJkg1K1-----Hi/

-2－182－18/(kJkg1K1--rw/(kJkg1---Q环己烷二塔损失的热量为：△Q＝- 环己酮分离系统衡算却器（E0301）、酮塔冷凝器（E0302A和E0302A）,环己酮冷却器（E0303）和酮塔再沸器（E0304A和E0304Ｂ）。环己酮精馏塔系统的组分及温度情2—6所示：X环己酮、X油135℃的烷二塔塔底出料与135℃的脱氢反应器回流的液体混合后进入环己10470℃，45℃125℃，部分经酮塔再沸器回流入塔内，另一部分流出系统外。2-192－19mfH(298Kmf

- - - - -/(kJmol1/(kJkg1K1-----Hi/

-12-20轻质 环己 mfH(298Kmf- - - -/(kJmol1 /(kJkg1K1----Hi/

-22-212－212mfH(298Kmf

- - -/(kJmol1/(kJkg1K1---Hi/

-2－222－22/(kJkg1K1--rw/(kJkg1-----Q-环己醇分离系统衡算（1）环己醇精馏塔系统包括：环己醇精馏塔（T0302）环己醇精馏塔系统的物料组分及温度如图2--环己酮、环己醇、X油XX2--塔进料冷却器冷却到110℃后，流入环己酮蒸馏塔，塔顶为75℃，塔顶产物被醇22-21。12-232－231mfH(298Kmf

- - -/(kJmol1/(kJkg1K1---Hi/

22-24表2－24出口2焓流量表 mfH(298Kmf

- -/(kJmol1/(kJkg1K1--Hi/

-2－252－25/(kJkg1K1--rw/(kJkg1---Q-环己醇精馏塔损失的热量为：△Q＝-7560.4-304.63-(-7949.9)-(-7.3423)=92.21kJ环己醇脱氢反应系统衡R0301）及反应气体冷凝器（E031