化工设计物料计算 一、设计规模计算 年产量:6500 吨/年 年工作日:300 天 产品(一硝基甲苯)流量: 6500 × 1000300 × 24= 902.78 kg/h 产品纯度:99.5% 车间总产(收)率:90% 生产硝基甲苯的实际量: 902.780.9× 0.995 = 998.07 kg/h 一硝基甲苯的相对分子质量: M = 12.01 × 7 + 14.01 + 16 × 2 + 7 = 137.08 kg/kmol 一硝基甲苯摩尔流量: n = 998.07137.08 = 7.28 kmol/h 甲苯相对分子质量:M = 12.01 × 7 + 8 = 92.07 kg/kmol 硝酸相对分子质量:M = 1 + 14.01 + 16 × 3 = 63.02 kg/kmol 硝酸相对分子质量:M = 14.01 + 1 + 16 × 3 = 63.02 kg/kmol 水相对分子质量:M = 1.01 × 2 + 16 = 18.02 kg/kmol N2O5相对分子质量:M = 14.01 × 2 + 16 × 5 = 108.02 kg/kmol 二硝基甲苯相对分子质量: M = 12.01 × 7 + 14.01 × 2 + 16 × 4 + 6 = 182.09 kg/kmol 二硝基甲苯酚相对分子质量: M = 12.01 × 7 + 14.01 × 2 + 16 × 5 + 6 = 198.09 kg/kmol NO2相对分子质量:M = 14.01 + 16 × 2 = 46.01 kg/kmol H2相对分子质量:M = 2 kg/kmol 二、物料进料情况 需要纯甲苯的量:7.28 × 92.07 = 670.27 kg/h 工业甲苯的量:670.27 0.98⁄= 683.95 kg/h(甲苯纯度为 98%) 所以,工业甲苯 683.95 kg/h中:甲苯 670.27 kg/h,H2O 13.68 kg/h 硝酸与甲苯体积比为:1.01:1,且硝酸占混酸的 27%。 需要硝酸的量:7.28 × 1.01 × 63.02 = 463.20 kg/h 需要混酸的量:463.20 0.27⁄= 1715.56 kg/h 因为混酸中,硫酸占 56%,水占 17% H2SO4 960.71 kg/h 混酸量 1715.56 kg/h HNO3 463.20 kg/h H2O 291.65 kg/h 三、三个硝化釜釜内情况 1.1 号硝化釜 (1)釜内反映情况 主反应(甲苯转化率:84%): 甲苯转化量:670.27 × 0.84 = 563.03 kg/h HNO3消耗量:7.28 × 0.84 × 63.02 = 385.38 kg/h 硝基甲苯生成量:7.28 × 0.84 × 137.08 = 838.27 kg/h H2O的生成量:7.28 × 0.84 × 18.02 = 110.2 kg/h 副反应(甲苯转化率:1%,其中反应②:③=7:3): ① HNO3消耗量:463.2 × 0.01 = 4.63 kg/h N2O5生成量:(4.63 63.02)⁄× 108.02 × 0.5 = 3.97 kg/h H2O生成量:(...