【《邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产工艺计算案例》1300字】

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产工艺计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u3045邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产工艺计算案例 1171651.1.1设计生产能力 136651.1.2一级酯化物流衡算 1224621.1.3二级酯化物料衡算 2316791.1.4酯化工段物料衡结果 3187041.2.1预热器显热计算 4180621.2.2反应釜热量的衡算 41.1物料衡算1.1.1设计生产能力根据设计任务，DOP的年生产能力为10万吨/年，工作日为330天。此规模采用连续操作运行比较合理的。一天生产DOP的量每小时生产的量含量规格每小时要得到的纯的DOP量设产品整个过程的损失量则每小时生产纯DOP量生产中的主要原料苯酐、异辛醇，DOP和水的分子量分别为：QUOTE12.563÷（1－5%苯酐：148.12；异辛醇：130.0；DOP：390.3；H2O：181.1.2一级酯化物流衡算根据一级酯化反应式：二级酯化反应式：第一步酯化反应以后的转化率为，第二步的转化率为.一小时一级酯化反应釜进釜苯酐的量：根据，苯酐：异辛醇=1:2.3的投料比异辛醇的投入量为QUOTE34.052×2.3=78.320kmol将一部分异辛醇作为载水剂和水同时从釜中取出。异辛醇通过冷凝器冷却后，在反应釜中回流。测得的回流比为2.5。将回流的异辛醇的量设置为kmol，然后将异辛醇的量从釜中取出。异辛醇的量为2.5kmol，以下解回流辛醇量：总异辛醇的量：QUOTE(78.320+X)kmol出釜的异辛醇量：2.5=78.320－34.052+QUOTE2.5X=78.320-34.052+X，所以求得回流异辛醇量为，总异辛醇量为QUOTE78.320+29.512=107.832kmol出釜的异辛醇量：QUOTE2.5×29.512=73.78kmol，单酸酯的量：QUOTE107.832-73.78=34.052kmol1.1.3二级酯化物料衡算二级酯化段釜1物料计算如下：进釜异辛醇量单酸酯的量出第一釜的转化率DOP的物质的量异辛醇物质的量单酸酯的量氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量，N2：QUOTE34.052 －17.809=16.243kmol氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量占总量0.03%，约为0.4kmol产生的水的物质的量n水=34.052×0.523=17.809kmolQUOTEn水=34.052×0.523根据以上一级酯化过程分析，将一部分异辛醇作为载水剂和水同时从釜中取出。异辛醇通过冷凝器冷却后，在反应釜中回流。经测定QUOTEnB：n水=2.5:1所以QUOTEnB=17.809×2.5=44.523,转化为摩尔流量：根据理想气体状态方程(1.1)：pV=nRT(1.1)每小时将有：=m³排出反应釜。1.1.4酯化工段物料衡结果表3-1一级酯化段计算结果表表3-2二级酯化段第1釜物料计算结果表1.2热量衡算表3-3相关热力学数据注：A表示苯酐；B表示异辛醇；C表示邻苯二甲酸一辛酯1.2.1预热器显热计算预热器使用1.9兆帕的蒸汽将原料预热至150摄氏度，根据恒压热的计算公式(1.2)：(1.2)QA=nAQUOTECCP,m,AQUOTEΔΔT=34.052×269.4×[(150-30)+271.15]=1.974×106QUOTEkJkJQB=nBQUOTECCP,m,BQUOTEΔΔT=107.832×315.5×(120+271.15)=14.736×106QUOTEkJkJ1.2.2反应釜热量的衡算以一级酯化反应釜为例：连续釜式反应器可看成为一敞开物系，根据热力学第一定律，其热力学衡算式可表达为：QUOTE∆H=q式中——反应焓变，单位QUOTE——QUOTEq——系统与环境的热，单位QUOTEkJ由于反应在恒定T的条件下进行所以可以认为参与反应的各项物质与系的焓变为零；反应焓变如下：利用摩尔定压热容Cp,mQUOTECp,m，可以计算系统发生单纯的PVT变化过程的∆HQUOTE∆H；(1.3)由公式(1.3)系统的焓变如下：∆H1==－34.052×269.4×(421.15－404.75)=－0.169×106kJ/h由于在恒温恒压下进行，∆H2=0∆H3==－34.052×269.4×(404.75－298.15)=－0.978×106kJ/h∆H4==－107.832×311.5×(421.15-298.15)=－4.199×106kJ/h=34.052(－1120.6+672.6+371.2)=－0.255×104kJ/h∆H6==－34.052×491.5×(421.15－298.15)=－2.101×106kJ/h反应过程中每小时会放出7.473×106kJ/h的热量，要注意反应必须在恒温的条件下进行，所以需要通过一定流量的冷却水在夹套中冲一次。由于反应在200℃的温度以下进行，热流体和冷流体(循环水)进出口的温度变为：热流体进入换热器的温度为190℃、出口温度为70℃；冷流体的进口温度为25℃、出口温度60℃；表3-4入冷凝器的气体的比热容组分氮气2-EH生产热565.095691761.954180861.0804组成20.77817.8090.4027比热容0.7460.7961.7322.2254.1824.50560℃200℃60℃200℃60℃200℃，根据公式(1.4)，(1.4)QUOTEQUOTE、、=(2701.14×1.97×130)+(320.562×4.34×130)+(5.638×0.771×130)=691761.954+180861.0804+565.095=873188.13kJ/h表3-5异辛醇及水的相关热力学数据Q2=20.778×61.99×1000+17.809×40.69×1000=1288028.22+72