精细设备 第二章 例题幻灯片.pptVIP

* 取一定的时间间隔Δt=30min，计算不同 xA、Qt、 Gt及ΔQ、ΔG之值如下表 t（min） xA Qt（kJ） Gt（kg） Δt（min） ΔQ（kJ） ΔG（kg） 0 30 60 90 120 150 0 0.2793 0.4786 0.6217 0.7250 0.8000 0 141160 241900 314250 366460 404290 0 4220 7240 9400 10960 12090 0 30 30 30 30 30 0 141160 10074 72360 52210 37830 0 4220 3020 2160 1560 1130 * * * * 精细化工过程与设备 精细化工过程与设备 李素琼 第二章 釜式反应器 * 2.1 概述 2.2 间歇操作釜式反应器工艺计算 2.3 连续操作釜式反应器工艺计算 2.4 搅拌器 2.5 传热装置 * 例1：邻硝基氯苯连续氨化，然后分批还原生产邻苯二胺。已知氨化出料速率为0.83m3/h，还原操作时间为7h(不计受料时间)，求需要还原锅的个数与容积。设备装料系数取0.75。 计算示例 物料处理量FV一般由生产任务确定，辅助时间t0视实际操作情况而定，反应时间t可由动力学方程确定，也可由实验得到。由以上数据可求VR、V、m、Vm以及δ等 * 解：因氨化为连续操作，故至少需要2台还原釜交替进行受料和还原。 还原操作时间为7h，可取受料时间为8h，安排每班进行一次还原操作，则每批的操作时间为16h。 装料系数取0.75，于是需要设备的总容积为 取2台釜，每釜容积为8.85m3，采用标准容积为10m3的反应釜，后备能力为 * 例2：同例1，如果根据工厂的加工能力能够制造的最大容积的还原锅为6m3。问需用几个还原锅？ 解： 选用6 m3的锅，每锅受料体积为VR=0.75×6=4.5 m3，则 受料时间： 4.5/0.83=5.44h 操作周期： 5.44+8=13.44h 每天操作总批数： α=24X0.83/4.5=4.45 每锅每天操作批数： β=24/13.44=1.78 需要锅的个数： m=4.55/1.78=2.5 取用三个锅，生产能力后备系数为： δ=[（3-2.5）/2.5]×100%=20% * 例3：西维因农药中试车间取得以下数据： 用200升搪瓷锅做实验，每批操作可得西维因成品12.5Kg，操作周期为17小时。今需设计年产1000吨的西维因车间，求算需用搪瓷锅的数量与容积。年工作日取300天。 解： 每台锅每天操作批数： β=24/17=1.41 每天生产西维因农药数量： 1000×1000÷300=3330Kg（GD） 需要设备总容积: mVm=（3330/1.41）×200×10-3/12.5=37.8m3 取Va为10 m3的最大搪瓷锅4台。 δ=（4-3.78）/3.78×100%=5.82% * 例4：萘磺化反应器体积的计算。萘磺化生产2-萘磺酸，然后通过碱熔得2-萘酚。 已知2-萘酚的收率按萘计为75%，2-萘酚的纯度为99%，工业萘纯度为98.4%，密度为963kg/m3 。 磺化剂为98%硫酸，密度为1.84。萘与硫酸的摩尔比为1：1.07。每批磺化操作周期为3.67小时。 萘磺化釜的装料系数为0.7。年产2-萘酚4000t，年工作日330天。 * 根据生产任务，每小时需处理工业萘的体积为： 每小时需处理硫酸的体积为： 解： 每小时处理物料总体积为：FV=626+270=896L 反应器的体积为： 若采用2500L标准反应器两个，则反应器的生产能力后备系数为： 例5：以醋酸（A）和正丁醇（B）为原料在间歇反应器中生产醋酸丁酯（C），操作温度为100℃，每批进料1kmol的A和4.96kmol的B。已知反应速率 试求醋酸转化率xA分别为0.5、0.9、0.99时所需反应时间。 解：CH3COOH+C4H9OH→CH3COOC4H9+H2O A的初始浓度计算： 可求出，投料总体积为0.559m3 醋 酸 A 1kmol 60kg 0.062m3 正丁醇 B 4.96kmol 368kg 0.496m3 例6：间歇反应A+B→R+S，二级不可逆rA=kCACB， 等温恒容，k=1.0m3/(kmol.h)，处理量为2.0m3/h，A、B的初浓度均为1.0kmol/m3，每批辅时为0.5h，求反应体积为9.0m3时的A的转化率。 解：由 解上述方程得 得 又由 得 例题7：用间歇反应器进行乙酸和乙醇的酯化反应，每天生产乙酸乙酯12000kg，其化学反应式为 原料中反应组分的质量比为A：B：S=1：2：1.35，反应液的密度为10