PAGE8對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)的物料衡算和熱量衡算計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11499對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)的物料衡算和熱量衡算計(jì)算案例 16061物料衡算 1143981.1目的和意義 1121331.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和條件 234021.3反應(yīng)釜內(nèi)物料衡算 216512（1）加氫催化 215199（2）中和過(guò)程的物料衡算 323472（3）酸化過(guò)程的物料衡算 47331（4）離心過(guò)程的物料衡算 513826（5）干燥過(guò)程的物料衡算 6203312熱量衡算 792332.1熱量衡算的意義 7285512.2熱量衡算依據(jù) 7321492.3熱量衡算計(jì)算 813693以每批處理物料1.3333t為熱量衡算處理基準(zhǔn)，溫度設(shè)定為25℃ 81物料衡算1.1目的和意義工藝流程圖只能看到原始物料流經(jīng)的管道和設(shè)備,沒(méi)有具體量的表述。在實(shí)際操作中，物料在會(huì)設(shè)備中產(chǎn)生殘余、損失消耗。物料衡算是為了確定進(jìn)出各設(shè)備的物料組成，各物料質(zhì)量和各組分的含量。也是為后來(lái)計(jì)算能量衡算，原始物料消耗，設(shè)備選型，管道路線設(shè)計(jì)等提供依據(jù)。1.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和條件年產(chǎn)量：1200噸年工作日：300天每天工作：24小時(shí)收率:95%生產(chǎn)周期：8小時(shí)每批生產(chǎn)量：1200噸/（300天×3）=1.3333噸1.3反應(yīng)釜內(nèi)物料衡算對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)是間歇式操作，每次生產(chǎn)結(jié)束，系統(tǒng)內(nèi)的物料會(huì)完全排出，所以系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有積累量。故物料衡算為其中：QUOTEΣG進(jìn)表示進(jìn)入的物料質(zhì)量；QUOTEΣG出表示離開的物料質(zhì)量；QUOTEΣG損表示損耗的物料質(zhì)量。加氫催化最終產(chǎn)物每批產(chǎn)出量G=1200噸/（300×3）批=1.3333噸/批收率95%，每批對(duì)硝基苯甲酸的投入量：QUOTE1.3333t95%×0.8204=1.7107tQUOTEn對(duì)硝基苯甲酸：n氫氣n每批催化劑Pd/c的量：QUOTEG3=1.7107t×3%=0.0513t根據(jù)對(duì)硝基苯甲酸計(jì)算轉(zhuǎn)化率：98%對(duì)硝基苯甲酸的剩余量:氫氣的剩余量：生成的水的量：此過(guò)程的物料變化如下：圖2-1加氫過(guò)程的物料衡算中和過(guò)程的物料衡算對(duì)氨基苯甲酸的輸入量：對(duì)硝基苯甲酸的輸入量：水的輸入量：氫氧化鈉的輸入量：=+對(duì)氨基苯甲酸鈉的輸出量：=對(duì)硝基苯甲酸鈉的輸出量：水的輸出量:=此過(guò)程的物料變化如下：圖2-2加氫氧化鈉過(guò)程的物料衡算酸化過(guò)程的物料衡算對(duì)氨基苯甲酸鈉的輸入量：=1.5963t對(duì)硝基苯甲酸鈉的輸入量：=0.0387t水的輸入量：=8.3314t10%的HCl的加入量：=（+）÷10%=3.7392t溶解度約為0.3g（每100g水），溶解度約為0.02g（每100g水）.固體對(duì)氨基苯甲酸的輸出量：=-（8.3314+3.7392×0.9）×0.003=1.3403t固體對(duì)硝基苯甲酸的輸出量：=-（8.3314+3.7392×0.9）×0.002=0.0108t對(duì)氨基苯甲酸溶液的輸出量：對(duì)硝基苯甲酸溶液的輸出量：水的輸出量：=8.3314+3.7392×0.9=11.6967tNaCl的輸出量：=+=0.5993t此過(guò)程的物料變化如下：圖2-3酸化過(guò)程物料變化離心過(guò)程的物料衡算固體對(duì)氨基苯甲酸的輸入量：1.3403t固體對(duì)硝基苯甲酸的輸入量：0.0108t水的輸入量：11.6967t氯化鈉溶液輸入量：0.5993t對(duì)氨基苯甲酸溶液輸入量：0.0351t對(duì)硝基苯甲酸溶液輸入量：0.0234t加入洗滌水的量=固體質(zhì)量：1.3511t濕潤(rùn)對(duì)氨基苯甲酸的輸出量：濕潤(rùn)對(duì)硝基苯甲酸的輸出量：濕固水的輸出量：對(duì)氨基苯甲酸溶液輸出量：0.0351t對(duì)硝基苯甲酸溶液輸出量：0.0234t水的輸入量：11.6967t氯化鈉溶液輸出量：0.5993t此過(guò)程的物料變化如下：圖2-4離心過(guò)程中物料變化干燥過(guò)程的物料衡算干燥損失5%濕潤(rùn)對(duì)氨基苯甲酸的輸入量濕潤(rùn)對(duì)硝基苯甲酸的輸入量：水的輸入量：對(duì)氨基苯甲酸的損失量：對(duì)硝基苯甲酸的損失量：產(chǎn)品對(duì)氨基苯甲酸的輸出量：產(chǎn)品對(duì)硝基苯甲酸的輸出量：水的發(fā)揮量：此過(guò)程的物料變化如下：圖2-5干燥過(guò)程中物料變化2熱量衡算2.1熱量衡算的意義熱量衡算是為了確定設(shè)備的熱負(fù)荷，然后根據(jù)設(shè)備的熱負(fù)荷、物料的性質(zhì)和工藝要求，選擇傳熱面、計(jì)算傳熱面積、確定設(shè)備的主要工藝尺寸。2.2熱量衡算依據(jù)熱量衡算依據(jù)能量守恒定律，數(shù)學(xué)表述是：（3-1）2.3熱量衡算計(jì)算以每批處理物料1.3333t為熱量衡算處理基準(zhǔn)，溫度設(shè)定為25℃（１）和的計(jì)算KJ(3-2)——物質(zhì)的平均比熱容，——物質(zhì)的溫度，℃在文獻(xiàn)[10]得，物質(zhì)在25℃的比熱容：對(duì)硝基苯甲酸氫氣根據(jù)書中原子熱容的計(jì)算方法[12]算得Pd/c催化劑的比熱容，如下：催化劑Pd/c氫氧化鈉鹽酸=（++）×(3-3)=（1.7107××2.2039+0.0820××2.343+0.0513××1.9292+8.1954××2.4023+8.3314××2.4023)×298.15=1.3048×KJ假設(shè)各物質(zhì)的比熱容不隨溫度變化，那么對(duì)氨基苯甲酸=2.2218KJ/(Kg·K)水=4.18KJ/(Kg·K)氯化鈉＝1.822KJ/(Kg·K)(3-4)=（++++）×=(0.0107××2.2039+1.3336××2.2218+13.0478××4.18+0.5993××1.822+0.0234××2.2039+0.0351××2.2218+0.0513××1.9292)×363.15=2.1370×KJ（2）因?yàn)椴捎瞄g歇釜反應(yīng)器是分批生產(chǎn)的，所以忽略不計(jì)。（3）=(3-5)其中，是物理變化過(guò)程的熱效應(yīng)，此處不考慮所以忽略不計(jì)。=（1000/）(3-6)其中：——標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)熱,KJ/mol——物質(zhì)質(zhì)量,kg——分子量的計(jì)算如下：=生成物-反應(yīng)物(3-7)從文獻(xiàn)[1