年产1万吨异丁酸生产车间工艺设计热量衡算.doc

4 热量衡算 4.1 各物质热力学参数 表4.1 物质热力学参数 物质 甲酸(l) -254.2 -425.1 131.84 99.04 甲酸(g) -300.5 -378.7 -350.9 248.99 45.68 丙酮(l) -1861.5 -248.1 -155.2 200.0 126.6 丙酮(g) -1820.7 -217.3 -152.8 295.46 74.52 异丁醛(l) 2500.0 -247.4 167.0 异丁醛(g) -253.5 -215.8 -121.6 331.21 异丁酸(l) -2183.5 -533.84 182.1 异丁酸(g) -2241.8 -475.7 异丁醇(l) -2675.88 -327.31 -162.72 226.4 176.7 异丁醇(g) -2728.22 -274.97 -150.0 361.59 108.03 异丙醇(l) -2021.12 -302.71 -168.78 192.80 143.8 异丙醇(g) -2068.65 -255.18 -159.8 322.58 85.56 甲酸异丙酯(l) -2217.1 -484 甲酸异丙酯(g) -2254.6 -488 水(l) -285.830 -237.129 69.91 75.291 水(g) -241.818 -228.572 188.825 33.577 氧气 0 0 0 205.138 29.355 4.2 各工段的热量衡算 4.2.1 汽化工序 4.2.1.1 计算条件 （1）流程示意图 （2）衡算数据 流股1为持续水蒸气，用于将异丁醇汽化，温度高于107.9℃，流率为0.013× 流股2为纯异丁醇： =30. 流股3为汽化后的异丁醇30.426吨 出料水份量：2.463× 4.2.1.2 计算过程 对于有传热要求的设备，其热平衡方程式为： 式中：Q1—物料带入设备的热量 kJ Q2—过程热效应 kJ Q3—物料离开设备所带走的热量 kJ Q4—加热或冷却设备所消耗的热量 kJ Q5—设备向环境散失的热量 kJ （1）Q1的计算（物料带入设备的热量） （以0℃为基准） = 1 \* GB3 ① Cp 计算 Cp的计算可以通过热熔温度关联式来计算，则所得各物质的Cp值见下表： 表4.2 物质的Cp值一览表 单位：J / (mol·K) 温度 A （水蒸气） B （异丁醇） 25℃ 176.7 120℃ 34.5 = 2 \* GB3 ② 各物质的Q1： Q1-A=2.463× Q1-B=4.105× Q1=Q1-A+Q1-B=33.4× （2）Q2的计算（过程热效应） 汽化器中无化学反应，故无反应热，即Q2=0J （3）Q3的计算 气体异丁醇的Cp=108.03 J∕(mol·K) Q水=Q1-A=33.4× Q异丁醇=4.105× Q3=Q水+Q异丁醇=33.4× （4）Q4+Q5的计算 由热平衡方程式可得： 即Q4+Q5=Q1+Q2-Q3 由以上数据可得Q4+Q5=249.6× = 4.2.2 反应工序 4.2.2.1 计算条件 （1）流程示意图 （2）衡算数据 流股1为汽化后的异丁醇量30.426吨，含水量：0.030× 流股2 为参与反应的氧气量9.469× 通入流率为 0.395× 流股3为反应器出来的混合液，其中 = 1 \* GB3 ① 水：(4.105×105+0.030× = 2 \* GB3 ② 异丁酸的量：3.659×105mol = 3 \* GB3 ③ 丙酮的量：0.287×105mol = 4 \* GB3 ④ 甲酸的量：0.164×105mol = 5 \* GB3 ⑤ 异丙醇的量：0.123×105mol = 6 \* GB3 ⑥ CO2的量：0.123×105mol = 7 \* GB3 ⑦ 甲酸异丙酯的量：0.123×105mol = 8 \* GB3 ⑧ 剩余异丁醇的量：4.105×105×2%=0. = 9 \* GB3 ⑨ 剩余异丁醛的量：4.470×105×10%=0. 4.2.2.2 计算过程 （1）