物料衡算和热量衡算VIP免费

4500X103330X24=568.18kg3物料衡算和热量衡算3.1计算基准年产4500吨的二氯甲烷氯化吸收，年工作日330天，每天工作24小时，每小时产二氯甲烷：3.2物料衡算和热量衡算3.2.1反应器的物料衡算和热量衡算本反应为强放热反应，如不控制反应热并移走，温度会急剧升高，产生强烈的燃烧反应，是氯化物发生裂解反应。由此可以通过加入过量的甲烷得到循环气，以之作为稀释剂移走反应热。（一）计算依据（1）二氯甲烷产量为：568.18kg/h，即:6.69kmol/h;（2）原料组成含:Cl296%，CH495%；（3）进反应器的原料配比（摩尔比）：Cl2:CH4:循环气=1:0.68:3.0（4）出反应器的比例:CH2CI2:CHCI3=1:0.5（质量比）（CHCl3+CCl4）/CH2Cl2=0.38（摩尔比）；（5）操作压力:0.08MPa（表压）；（6）反应器进口气体温度25oC，出口温度420oCo（二）物料衡算*CH3CI*CH2CI2(ttg)''QHU-GIUffl。％』6寸HY%96GO§OEV~Nwmw、§OEV~ADHA寸QuA鼻寸HuOTU血§OE>lI-l8.9mHZwolml寸9£HAwolml卜8•寸卡XCN9「0+8m.CN+69.9+AHX趣巾wxuz+8m.CN+CNx69.9+Amux寸趣巾wxHz+寸xz9「0+mx8mz+zx69.9+AHX96z趣巾WI^Q-旺w_OE>lCN9「0H8m.CN—69.9X8P0ss^ou驱皿(虽E»)禺彳于^兰寸一七+^舌)fflci2：24.87x1.48=36.81kmol/h=824.49Nm3/h（纯）36.81/0.96=38.34kmol/h=865.82Nm3/h（含杂质）cH4：24.87kmol/h=557.09Nm3/h（纯）24.87/0.95=26.18kmol/h=585.79Nm3/h（含杂质）循环气流量：3x38.34=115.02kmol/h=2576.45Nms/h其中：CH3Cl:15.64kmol/hN2：38.34x4%＋26.18x3%=2.319kmol/hCO2：26.18x2%=0.524kmol/hCH4：115.02－15.64－2.319－0.524=96.54kmol/h进口气体总量：38.34＋26.18＋96.54=161.06kmol/h（2）反应器出口中各组分流量：CH3Cl：15.64kmol/hCH2Cl2：6.69kmol/hCHCl3：2.38kmol/hCCl4：0.162kmol/hHCl：36.81kmol/h循环气：115.02kmol/h出口气体总量：115.02＋36.81＋0.162＋2.38＋6.69=161.06kmol/h（3）出口气体中各组分的含量：CH3Cl：15.64/161.06x100%=9.65%CH2Cl2：6.69/161.06x100%=4.15%CHCl3：2.38/161.06x100%=1.48%CCl4：0.162/161.06x100%=0.10%HCl：36.81/161.06x100%=22.85%N2：2.319/161.06x100%=1.44%CO2：0.524/161.06x100%=0.33%CH4：96.54/161.06x100%=59.94%表3—1反应器物料平衡组分kmol/h反应器进口反应器出口组成%（mol）kg/hkmol/h组成%（mol）kg/hCH4121.4175.381942.5696.5459.941544.64Cl236.8122.852513.51CH3Cl15.649.65789.82CH2Cl26.694.15568.65CHCl32.381.48284.41CCl40.1620.1024.95HCl36.8122.851343.57N22.3191.44106.672.3191.44106.67CO20.5240.3323.070.5240.3323.06总计161.061004685.80161.061004685.80（三）热量衡算以25°C为基准温度由《氯碱工业理化常数手册》查得如下数据：表3—2反应物料标准摩尔生成焓4用/(kJ/mol)fm物质CH4输入Cl2CO2CH3ClCH2Cl2输出CHCl3cc—HCln(kmol24.8736.80.52415.646.692.380.16236.8)11△fHe-74.80-393.5-81.9-87.8-100-106.7-92.fm112663AfHm=5生成物n^fHme-5反应物nAfHme二-3-455x106kJ420工时，由《氯碱工业理化常数手册》查得如下数据:表3—3生成物的标准摩尔定压热容Ce/(J.K-i.mol-i)p,m物质cH3clcH2cl2cHcl3ccl4HclN2cO2n(kmol15.646.692.380.16236.812.3190.524)Cep,m66.0745.9788.2898.8829.9630.6552.27577△t=420・25=395°C输出焓辽输出H二刃C^At=1.093x106kJ输入焓：5输入H=0则放出的热量：Q放出=AfHm+I输出H+5输入H=-2.362门06kJ222.5°C时，由《氯碱工业理化常数手册》查得如下数据：表3—4循环气各物质的标准摩尔定压热容C°/（J.K-i.mol-i）p,m物质CH4CH3ClN2CO2n(kmol)96.5415.642.3190.524C0p,m49.6254.8330.8153.43循环气带出热量：Q带屮=刃C02=2.27x106kJ带出p,m考虑4%热损失，则2.362x106x（1-4%）=2.27则。放出=Q带出循环气能带走的热量恰好为反应气放出的热量，是反应温度保持在420C左右可以维持反应顺利进行。3.2.2空冷器的物料衡算和热量衡算由于气体温度太高，直接进入吸收器不利于氯化氢气体的吸收。因此，先用空冷器冷却降温，以保证吸收的顺利进行。（一）计算依据：进口气体温度为420C,组成和流量与反应器出口...