【《乙酸乙酯（EA）生产热量衡算计算过程案例》2100字】

乙酸乙酯（EA）生产热量衡算计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u16970乙酸乙酯（EA）生产热量衡算计算过程案例 138821.1基本数据 1292511.2一步缩合釜热量衡算 227451.3二步缩合釜热量衡算 3243941.4单效蒸发器的热量衡算 377251.5冷凝器的热量衡算 4103501.6脱乙醛塔的热量衡算 5324771.6.1再沸器的热负荷 5322951.6.2冷凝器的冷凝量 545941.7脱乙醇塔的热量衡算 654461.7.1再沸器的热负荷 6133411.8脱重组分精馏塔的热量衡算 7282421.8.1再沸器的热负荷 720401.8.2冷凝器的冷凝量 71.1基本数据热量衡算所需要的物性数据可查表3-1至3-3。表3-1气体热容温度关系式系数[16,17,18]物质×103×105×108×1011乙醇4.3960.6285.546-7.0242.685乙醛4.3790.0741.740-4.4771.641水4.395-4.1861.405-1.5640.632乙酸乙酯10.228-14.94811.033-15.7365.999表3-2液体热容温度关联式系数物质AB×102C×104D×106乙醇59.34236.358-12.1641.8030乙醛45.05644.853-16.6072.7000水92.053-1.9953-2.11030.53469乙酸乙酯65.83284.097-26.9981.6631表3-3物质的沸点及正常沸点下的蒸发焓物质沸点/℃（）蒸发焓/KJ·mol-1乙醇78.438.93乙醛20.825.20乙酸乙酯77.0632.32水10040.73乙缩醛102.735.831.2一步缩合釜热量衡算1（乙酸乙酯）=×=×（-2581.627）=-7.628×104kJ/h2(乙醇)=× =-1.806×104kJ/h3（乙醇铝）= =-6.07×103kJ/h主=0.869×0.992××+0.869×0.992×+0.869×0.992××（乙酸乙酯）=-1.77×107kJ/h副=0.869×（1-0.992）××+×108×（10-25）+×（乙缩醛）+×=-1.10×105kJ/h则反应釜需要承受的热量为：Q=-（1（乙酸乙酯）+2(乙醇）+3（乙醇铝）+主+副）=1.81×107kJ/h用-5℃的冷冻盐水对反应放出的热进行冷却,进口温度为-5℃,出口温度为5℃。冷冻盐水的比热容为：。单位时间内需要冷冻的量为：W==9.53×105kg/h。1.3二步缩合釜热量衡算主=×+×+×（乙酸乙酯）=-5.07×106kJ/h副=×+×108×（10-25）+×（乙缩醛）+×=-5.43×104kJ/h二步缩合反应器所承受的热量为Q=-（主+副）=5.12×106kJ/h同样用-5℃的冷冻盐水对反应放出的热进行冷却,进口温度为-5℃,出口温度为5℃。冷冻盐水的比热容为：。单位时间内需要冷冻的量为：W==1.28×105kg/h。1.4单效蒸发器的热量衡算此蒸发器的蒸发温度为90℃，有少量的水占用，因此热量较小，可忽略不计，假设单效蒸发器的热量损失为1%。所以进料流股中原料由10℃上升至90℃需要吸收的热量为：乙酸乙酯：=307.621kmol/h的乙酸乙酯被蒸发需要的热量为：Q1=307.621×[++（乙酸乙酯）]=1.74×106kJ/h乙醛：=8.707kmol/h的乙醛被蒸发，需要吸收的热量为：Q2=8.707×[++（乙醛）]=2.33×105kJ/h乙醇：=11.223kmol/h的乙醇被蒸发，需要吸收的热量：Q3=11.223×[++（乙醇）]=8.607×104kJ/h乙缩醛：=4.656kmol/h的乙缩醛被蒸发，需要吸收的热量为：Q4=4.656×[+(乙缩醛）]=4.039×104kJ/h蒸发器总共需要外界提供的热量为：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=4.099×106kJ/h单效蒸发器需外界提供热量，该热源为100℃的饱和水蒸气，热源进口为100℃的水蒸气，出口为100℃的热水。100℃下的饱和蒸气的压力为1.0bar,汽化潜热r=2257.6[19]。则单位时间内需要饱和水蒸气的质量为：W==1815.64kg/h1.5冷凝器的热量衡算将90℃的蒸气冷凝到饱和进料温度，脱乙醛精馏塔饱和进料温度为20.8℃。307.621kmol的乙酯从90℃蒸气冷凝到20.8℃的液体放热为：1=307.621×[+(-（乙酸乙酯）)+]=-1.171×106kJ/h；8.707kmol的乙醛从90℃蒸气冷凝到20.8℃的液体放热为：2=8.707×[+(-（乙醛）)]=-4.464×103kJ/h；11.223kmol的乙醇从90℃蒸气冷凝到20.8℃的液体放热为：3=11.223×[+(-（乙醇）)+]=-7.319×104kJ/h；4.656kmol的乙缩醛从90℃蒸气冷凝到20.8℃的液体放热为：4=4.656×[+(-(乙缩醛）)]=-1.496×104kJ/h；则冷凝总共放出热量为：：。冷凝器仍采用冷却盐水，将一反应器和二反应器的出口盐水用作该冷凝器的进口冷却盐水。并将该冷凝器的出口盐水温度控制在10℃。则单位时间内需要5℃下冷冻盐水的质量为:W==1.643×105kg/h1.6脱乙醛塔的热量衡算由后面的计算可知，回流比Rmin=1.5，R=2Rmin=3;则上升蒸汽流量：V=(R+1)×D=4×381.09=1532.36kg/h1.6.1再沸器的热负荷（1）塔顶上升混合气带出的热量塔顶回流液温度为20.8℃，与进料的温度相同，塔顶温度为26.2℃，塔顶上升气带出的热量为：QD=×[+(乙缩醛]=8.79×105kJ/h塔釜残液带出的热量塔釜温度为77.2℃，进料液温度为20.8℃，则塔釜残液带出的热量为：QW=307.621×+8.707×+11.223×+4.656×=2.98×106kJ/h侧线出料带出的热量QC=8.707×+4.656×+11.223×+8.707×=1.556×104kJ/h则再沸器的热负荷为：Q1=QD+QW+QC=1.87×106kJ/h。加热介质采用1.0bar下的饱和水蒸气，冷却水为100℃的水，则需水蒸气的量为：W==1714.21kg/h。1.6.2冷凝器的冷凝量Q2=×[+(-(乙缩醛）)]=7.80×104kJ/h该冷凝器采用进口温度为-5℃，出口温度为5℃的冷冻盐水，则需冰冻盐水的质量为：W==1.95×104kg/h。1.7脱乙醇塔的热量衡算由后面的计算可知，回流比则上升蒸汽流量：V=(R+1)×D=4×18.80=75.2kmol/h。1.7.1再沸器的热负荷（1）塔顶上升混合气带出的热量塔顶回流液温度为77.2℃，与进料的温度相同，塔顶温度76.3℃，则塔顶上升气带出的热量为：QD=8.707×[+（乙酸乙酯）]+11.223×（乙醇）=5.09×105kJ/h（2）塔釜残液带出的热量塔釜温度为78.2℃，进料液温度为77.2℃，则塔釜残液带出的热量为：QW=307.621×=5.20×104kJ/h则脱乙醇塔所承受的热负荷：Q1=QD+QW=5.61×105kJ/h采用100℃的饱和水蒸气对再沸器进行加热，则需饱和水蒸气的质量为：W==248.49kg/h。1.7.2冷凝器的冷凝量Q2=8.707×[+(-（乙酸乙酯）)]+11.223×[(-（乙醇))+]=-0.785×106kJ/h用10℃下的盐水进行冷却，冷凝器冷却水的进口温度为10℃，出口温度为20℃，则单位时间内需10℃盐水的质量为：W==1.96×104kg/h。1.8脱重组分精馏塔的热量衡算1.8.1再沸器的热负荷（1）塔顶上升混合气带出的热量在塔顶回流液温度为78.2℃，与进料的温度相同，塔顶温度83℃，则塔顶上升气带出的热量为：QD=307.621×[+（乙酸乙酯）]=7.82×106kJ/h（2）塔釜残液带出的热量塔釜温度为110℃，进料液温度为78.2℃，则塔釜残液带出的热量为：QW=4.656×=2.41×103kJ/h则再沸器的热负荷