环氧乙烷 2927.84 环氧乙烷 116.24
催化剂 2.96 催化剂 2.96
十二醇聚氧乙烯(9)醚 4132.20
总计 4412.96 总计 4412.96
3.2 热量衡算
热量衡算是在热量平衡的基础上进行的。
热平衡方程:Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6
Q1:各股物料带入热量
Q2:加热剂(或冷却剂)传给设备和物料的热量
Q3:各种热效应,如反应热、溶解热
Q4:各股物料带走的热量
Q5:消耗在加热设备的热量
Q6:设备的热损失
本工艺按三个主要过程进行热量衡算:
乙氧化反应 酯化反应 磺化反应
计算基准:以298K(25℃)为基准温度,进料温度为288K(25℃)
比热容的计算:
查《化工数据导引》[7]知25℃ 时 ,
表3.4 Missenard法基团贡献值3.2.1 乙氧化反应的热量衡算
十二醇比热容:2.24 kJ/㎏•K
环氧乙烷比热容:2.24 kJ/㎏•K
十二醇聚氧乙烯(9)醚比热容:2.08 kJ/㎏•K
各种物料带入的热量Q1的计算。
计算公式:
Q=mCpΔt
其中: m——物料的质量㎏;
Cp——比热容kJ/mol•℃;
Δt——物料温度变化。
Q1 =2.24×(288-298)×1482.16+2927.84×(288-298)×2.24
=-22.4×(1482.16+2927.84)
=-98784.00KJ
各种物料带出的热量Q4的计算
Q4 =2.24×(398-298)×(202.96+116.24)+4132.20×2.08×(398-298)
=71500.80+859497.60
=930998.40 KJ
各种热效应的计算
十二醇标准摩尔生成焓:-443.1KJ/mol
环氧乙烷标准摩尔生成焓:-52.7 KJ/mol
十二醇聚氧乙烯(9)醚标准摩尔生成焓:-917.4 KJ/mol
Q3 =-917.4-[-443.1+(-52.7×9)]=0
加热剂传给设备和物料的热量的计算
Q2=Q4-Q1-Q3
=930998.40-(-98784.00)
=1029781.80KJ
消耗在加热设备的热量和设备的热损失忽略不计
加热剂的用量
以水蒸汽做为加热介质,水蒸汽的进口温度为150℃,出口温度为130℃热水。150 ℃饱和水蒸气的压力是476.24(绝压)KPa,汽化热:
△H=2118.5 kJ/kg
150℃的水蒸气降低到130℃时所放出的热量是:
q1=Cp×△t=4.2×(150-130)=84 kJ
所需水蒸汽的质量为:
m=1029781.80/(84+2118.5)=467.56㎏
3.2.2 酯化反应的热量衡算
琥珀酸酐比热容:1.43 kJ/mol•℃
十二醇聚氧乙烯(9)醚琥珀酸单脂比热容:2 kJ/㎏•K
十二醇聚氧乙烯(9)醚琥珀酸单脂磺酸酸钠比热容:1.84 kJ/㎏•K
各种物料带入的热量Q1的计算。
计算公式:
Q=mCpΔt
其中: m——物料的质量㎏;
Cp——比热容kJ/mol•℃;
Δt-物料温度变化
Q1=4133.38×2.08×(288-298)+723.84×1.43×(288-298)
=-85974.30-10350.92
=-96325.22KJ
各种物料带出的热量Q4的计算。
Q4=82.66×2.08×(398-288)+41.76×1.43×(398-288)+4732.80×2×(398-288)
=18912.6+6568.84+1041216.00
=1066697.44KJ
各种热效应的计算
酯化反应热:-42.03 kJ/㎏
Q3=-42.03×4732.80
=-198919.58kJ
加热剂传给设备和物料的热量的计算。 年产1600吨十二醇聚氧乙烯醚琥珀酸单脂磺酸钠生产车间设计(7):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_9165.html