化工工藝設(shè)計復習精簡課件2

1、1這個是去年韓效釗給的精簡版的PPT 我標注要考的地方去年是一定考了的，沒標注的不一定考沒考 印象里面就是 填空 和 計算 2第一章 緒 論 一、化工工藝設(shè)計的意義和作用一、化工工藝設(shè)計的意義和作用設(shè)設(shè) 計：計：在正式做某項工作之前，根據(jù)一定的 目的要求，預先制定方法、圖樣等?；すに囋O(shè)計：化工工藝設(shè)計： 是將一個化工系統(tǒng)（如一個化工廠、 化工車間等）全部用工程制圖的方法描繪成圖紙、表格及必要的文字說明。也就是把工藝流程、技術(shù)裝備轉(zhuǎn)化為工程語言的過程 。3四、化工廠概況四、化工廠概況1、化工廠結(jié)構(gòu)（1）人：人員配置；（2）財：資金（固定資產(chǎn)及流動資金）；（3）物：物資（機器設(shè)備、材料、儀表、運

2、輸工具等）；（4）產(chǎn)：生產(chǎn)（原料 產(chǎn)品）；（5）供：生產(chǎn)所需要財、物（原材料、保養(yǎng)維修工具等）；（6）銷：營銷（經(jīng)營銷售）；（7）管：管理（各環(huán)節(jié)和諧）；43、化工廠主要組成（1）生產(chǎn)部門：根據(jù)流程性質(zhì)劃分若干個車間等；（2）輔助部門：為正常生產(chǎn)提供保障的相關(guān)部門；（4）行政、生活部門：行政辦公、生活保障；（3）物流部門：供應(yīng)與銷售；5五、化工設(shè)計程序五、化工設(shè)計程序 基本建設(shè)：形成新的整體性固定資產(chǎn)的經(jīng)濟活動，稱為基本建設(shè)。 通常講的基建就是基本建設(shè)的簡稱。6 一個工程項目從設(shè)想到建成投產(chǎn)，這一階段稱為基本建設(shè)階段。 基本建設(shè)階段可以分為三個時期：投資決策時期，投資時期和生產(chǎn)時期。 投資決策

3、時期，主要是作好技術(shù)經(jīng)濟分析工作，以選擇最佳方案，確保項目建設(shè)順利進行和取得最佳經(jīng)濟效果。 投資時期，包括談判和訂立合同、設(shè)計、施工、試運轉(zhuǎn)等階段。 生產(chǎn)時期是正式投產(chǎn)后進行正常生產(chǎn)了。7基本建設(shè)工作的一般可被劃分為三個階段： 編制設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計、現(xiàn)場施工其中設(shè)計階段往往分兩步：初步設(shè)計、施工圖設(shè)計基本建設(shè)工作的全部程序常被劃分為四個階段： （1）編制設(shè)計任務(wù)書 （2）初步設(shè)計 （3）施工圖設(shè)計 （4）現(xiàn)場施工8 設(shè)計任務(wù)書包含下列內(nèi)容： （1）設(shè)計項目名稱； （2）生產(chǎn)規(guī)模（主要產(chǎn)品的產(chǎn)量和品種等）；產(chǎn)品方案：縱向產(chǎn)品組合、橫向產(chǎn)品組合、多種經(jīng)營。 （3）建廠地點和占地面積；建廠地點：布點

4、、選址、廠區(qū)位置9 （4）建設(shè)依據(jù)（水文、地質(zhì)資料，原料及燃料供應(yīng)，運輸條件，生活資料及勞動力資源等）； （5）主要協(xié)作關(guān)系（協(xié)作產(chǎn)品，資源綜合利用，水、電、蒸汽用量及規(guī)格要求，運輸條件等）；10 （6）主要技術(shù)經(jīng)濟指標（總投資、消耗定額、成本估算和總定員）；經(jīng)濟技術(shù)指標按其性質(zhì)可分為兩類：數(shù)量指標 它是計劃期內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營應(yīng)達到的數(shù)量目標，通常用絕對值表示。例如：工程項目、工程數(shù)量、建安工作量、勞動工資、固定資金、流動資金、物資設(shè)備數(shù)量、降低成本額等指標。質(zhì)量指標 它是計劃期內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營應(yīng)達到的工作質(zhì)量要求指標，通常用相對值表示。例如，勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品合格率、機械完好率、機械利用率、成本降

5、低率指標等?！皵?shù)量指標”與“質(zhì)量指標”是對企業(yè)經(jīng)營活動的量和質(zhì)兩個方面反映，是相互促進、相互制約的?！皵?shù)量指標”常常反映著工作質(zhì)量的變化，而“質(zhì)量指標”同樣也反映著工作數(shù)量的變化。例如，在增產(chǎn)不增人的情況下，產(chǎn)量的增長，必然反映著勞動生產(chǎn)率的提高和工程成本的降低。11 （7）三廢治理和綜合利用； （8）建設(shè)工程分期及建設(shè)速度； （9）設(shè)計單位分工，設(shè)計速度； （10）有關(guān)技術(shù)資料；12 A.工藝專業(yè)初步設(shè)計文件的內(nèi)容初步設(shè)計說明書概述 說明車間設(shè)計的規(guī)格、生產(chǎn)方法、流程特點及技術(shù)先進性、可靠性和經(jīng)濟合理性；車間內(nèi)三廢治理及環(huán)境保護的措施與實際效果；車間組成、生產(chǎn)制度等。13 原材料及產(chǎn)品（包括

6、中間產(chǎn)品）的主要技術(shù)規(guī)格； 車間危險性物料主要物性表 簡述生產(chǎn)流程，寫出主反應(yīng)和副反應(yīng)方程式，主要操作指標，說明產(chǎn)品及原料的貯存、運輸方式及其有關(guān)的安全措施和注意事項； 主要設(shè)備的選擇與計算； 原材料、動力（水、電、汽、氣）消耗定額及消耗量；14 成本估算（以表格形式表示）成本估算公式一覽表序號項 目計 算 方 法備 注1原料及輔助材料（元/年）每噸產(chǎn)品消耗原材料 單價 年產(chǎn)量可變成本2燃料及動力消耗（元/年）每噸產(chǎn)品的量 單價 年產(chǎn)量可變成本3人工費用（元/年）直接生產(chǎn)工人工資+附加費+獎勵工資直接生產(chǎn)工人工資=平均月工資 班數(shù) 每班人數(shù)12 附加費=工資總額 16% 獎勵工資=直接生產(chǎn)工人

7、工資 11%固定成本4車間經(jīng)費（元/年）車間折舊費+車間維修費+車間管理費車間折舊費=車間固定資產(chǎn)原值折舊率 車間維修費=車間固定資產(chǎn)原值（3% 6%） 車間管理費=車間固定資產(chǎn)原值 5%固定成本5副產(chǎn)品回收每噸產(chǎn)品的副產(chǎn)品量單價年產(chǎn)量可變成本6車間成本1+2+3+4-57企業(yè)管理費車間成本 （3% 6%）可變成本8工廠折舊費工廠固定資產(chǎn)總值 折舊率固定成本9工廠成本車間成本+企業(yè)管理費+工廠折舊費10銷售費用年銷售收入 銷售費用比例固定成本11總成本（銷售成本）工廠成本+銷售費用12經(jīng)營成本總成本-工廠折舊費-車間折舊費15 生產(chǎn)定員（表） 車間生產(chǎn)控制分析 三廢排放量及有害物質(zhì)含量（表）1

8、6 管道材料表 存在問題及解決意見 表格 設(shè)備一覽表 材料表設(shè)計中懸而未決或難于定論的問題，須向有關(guān)單位提出的建議和要求等。 圖紙 工藝流程圖 公用系統(tǒng)流程圖及平面圖 布置圖：設(shè)備布置圖、車間平面布置圖等173、施工圖設(shè)計、施工圖設(shè)計 A.施工圖設(shè)計的內(nèi)容 在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，完善流程圖設(shè)計和車間布置設(shè)計，進而完成管道布置設(shè)計和設(shè)備、管路的保溫及防腐設(shè)計。 施工圖設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)初步設(shè)計審批意見，解決初步設(shè)計階段待定的各種問題，并以其作為施工單位編制施工組織、施工設(shè)計、施工預算和進行施工的依據(jù)。 施工圖設(shè)計的內(nèi)容：文字說明、表格、圖紙 施工圖設(shè)計內(nèi)容主要部分是圖紙18六、化工生產(chǎn)車間工藝設(shè)計內(nèi)

9、容六、化工生產(chǎn)車間工藝設(shè)計內(nèi)容 化工生產(chǎn)車間（裝置）設(shè)計是化工企業(yè)設(shè)計的核心內(nèi)容。 1、生產(chǎn)方法的選擇生產(chǎn)方法即生產(chǎn)工藝路線 2、工藝流程設(shè)計 工藝流程設(shè)計：確定生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式，并以圖解的方式表示出整個生產(chǎn)過程的全貌。19 3、工藝計算化工車間工藝設(shè)計：定性 定量工藝計算 工藝計算是工藝設(shè)計的中心環(huán)節(jié)。工藝計算的內(nèi)容： 物料衡算、能量衡算、設(shè)備計算與選型 、管道計算 工藝計算所得的設(shè)計成果： 物料流程圖、主要設(shè)備總圖和必要部件圖、帶控制點的工藝流程圖。 20 4、車間布置設(shè)計 車間布置設(shè)計就是確定整個工藝流程中的全部設(shè)備在平面和空間中的具體位置，相應(yīng)地確定廠房或框架的結(jié)構(gòu)形

10、式。 5、化工管道設(shè)計 6、提供設(shè)計條件21第二章 工藝路線第一節(jié) 原料路線的選擇2.1.1 化學工業(yè)原料的多元化 所謂原料路線：就是制造產(chǎn)品選用什么做原料的問題。 化學工業(yè)原料多元化：同一產(chǎn)品可以由不同的原料制造，同一原料也可以制造出不同的產(chǎn)品。 氨氨氰酸氰酸石油、天然氣石油、天然氣H2CH4 , NH3H2NH3 +CONaCN煤炭、焦碳煤炭、焦碳石油化學工業(yè)非石油化學工業(yè)22 8、工藝專業(yè)的主要設(shè)計內(nèi)容工藝流程設(shè)計工藝管道及儀表流程圖工藝設(shè)備設(shè)計化工廠布置設(shè)計設(shè)備布置圖化工管路設(shè)計管道布置圖材料統(tǒng)計工藝路線設(shè)計物料衡算和能量衡算物料流程圖232.1.2 原料路線選擇的原則 （1）原料來源

11、的可靠性 原料數(shù)量和質(zhì)量的穩(wěn)定可靠地供應(yīng)是進行正常生產(chǎn)的基本條件。連續(xù)生產(chǎn)尤其重要。（2）盡可能選擇當?shù)鼗蚋浇脑?這樣既可以確保來源，又能減少運輸費用和貨運量。（3）經(jīng)濟性 是指采用不同的原料路線所造成的經(jīng)濟效果，而不是只看原料本身價格的高低。（4）資源利用的合理性 從國民經(jīng)濟角度來考察，要重視資源的耗竭成本，有限的資源要用來獲得好的經(jīng)濟效果。24第二節(jié) 工藝路線的選擇2.2.1 工藝路線選擇的重要性 所謂工藝路線，就是把原料加工成為產(chǎn)品的方法。包括工藝流程、生產(chǎn)方法、工藝設(shè)備和技術(shù)方案等。 2.2.2 工藝路線選擇的原則 （1）先進性 工藝路線首要條件是技術(shù)上可行和經(jīng)濟上合理。 25（2

12、）可靠性 工藝路線必須是經(jīng)過科學試驗與大生產(chǎn)的檢驗證實是可靠的技術(shù)，不能把沒有通過嚴格的科學鑒定的試驗性工藝技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)性企業(yè)中。 （3）經(jīng)濟性 投產(chǎn)后能否取得良好的經(jīng)濟效果。 26化工工藝路線的生命周期：（貌似考了） 新生期、成長期、成熟期、衰退期。新生期： 該期技術(shù)經(jīng)濟指標比較先進；若采用有望得到超過平均水平的效益； 該期技術(shù)往往剛剛工業(yè)化，還不完全成熟，選用它具有一定的風險。27 依賴物料衡算的后續(xù)設(shè)計工作： （1）確定設(shè)備的容量、套數(shù)和主要尺寸； （2）設(shè)計生產(chǎn)工藝流程草圖； （3）進行熱量衡算； （4）確定設(shè)備的材料； （5）計算化工管道。第一節(jié) 物料衡算28 （09級考）例：氨解

13、吸過程在30 和101kPa下進行?？諝夂桶彼哪柋葹?，進口空氣不含氨，氨水含氨0.1%（摩爾）。用一塊塔板，塔板默弗里氣相效率為75%。在30 時氨水體系的亨利常數(shù)為129kPa，求出口液相和氣相組成。（塔板效率是過程限制條件）*, 2, 2, 1*, 2, 1, 233333375. 0NHNHNHNHNHNHyyyyyy03, 1NHy空氣，%1 . 03, 3NHx氨水，3, 2 NHy空氣，3, 4 NHx氨水，*, 2, 3,333101129NHNHNHyxp空氣293、循環(huán)目的：維持操作，控制產(chǎn)品質(zhì)量，降低原料消耗，提高 原料利用率等典型的穩(wěn)定循環(huán)過程：工藝過程混合分離總進

14、料總產(chǎn)物新鮮原料凈產(chǎn)品循環(huán)流RIFOP 因為進料往往可以確知一部分或全部數(shù)據(jù)，一般按流程順序進行計算。30jFjPjFxFxPxFj,組分總轉(zhuǎn)化率jIjOjIxIxOxIj,組分單程轉(zhuǎn)化率工藝過程混合分離總進料總產(chǎn)物新鮮原料凈產(chǎn)品循環(huán)流RIFOP概念：PR循環(huán)比FR混合比31工藝過程混合分離總進料總產(chǎn)物新鮮原料凈產(chǎn)品循環(huán)流RIFOP的目的產(chǎn)物量新鮮原料理論上能生成凈產(chǎn)品中目的產(chǎn)物量組分總收率 j目的產(chǎn)物量總進料理論上能生成的總產(chǎn)物中目的產(chǎn)物量組分單程收率j323.1.4 物料衡算的方法和步驟結(jié)合實例說明：乙烯直接水合制乙醇過程1、畫出流程示意圖 RC水放空WWMF混合器反應(yīng)器洗滌塔常壓分離器原

15、料乙烯F水蒸氣EFCRPSPREWE乙烯粗乙醇332、寫出主、副化學反應(yīng)式OHHCOHHC52242主反應(yīng)：副反應(yīng)：OHCOHHC252242)(2聚合物42HnC23242HCHOCHOHHC343、確定計算任務(wù) 求循環(huán)物流組成、循環(huán)量、放空氣體量、C2H4總轉(zhuǎn)化率、乙醇的選擇性及總收率、生成1噸乙醇的乙烯消耗定額（乙醇水溶液蒸餾時損失乙醇2%）。354、收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)原料乙烯組成（體積分數(shù)）：乙烯96%，惰性物4%；進入反應(yīng)器的混合氣體（干基，體積分數(shù)）：C2H485%，惰性物13.98%，H21.02%；原料乙烯與水蒸氣的摩爾比為1:0.6；乙烯單程轉(zhuǎn)化率（摩爾）：5%(其中生產(chǎn)乙醇占95

16、%，生成乙醚、聚合物各占2%，生成乙醛占1%)；洗滌過程產(chǎn)物氣中C2H4溶解5%；常壓分離出的乙烯5%進入循環(huán)氣體中，95%作別用。 實驗數(shù)據(jù)、生產(chǎn)記錄、相關(guān)手冊等實驗數(shù)據(jù)、生產(chǎn)記錄、相關(guān)手冊等365、確定計算基準（09級考 貌似問的是有幾種基準？） 時間基準：指以一段時間間隔為計算基準。 時間基準：指以一段時間間隔為計算基準。如以1秒、1小時投料量或主要產(chǎn)品的產(chǎn)量為計算基準。 連續(xù)生產(chǎn)過程以時間基準計算比較方便；間歇生產(chǎn)過程以時間基準計算不太方便。 質(zhì)量基準：指以一定質(zhì)量的產(chǎn)品或原料為計算基準。 質(zhì)量基準：指以一定質(zhì)量的產(chǎn)品或原料為計算基準。如以1000Kg、1000Kmol投料量或主要產(chǎn)品

17、的產(chǎn)量為計算基準。 體積基準：指以一定體積的產(chǎn)品或原料為計算基準。 體積基準：指以一定體積的產(chǎn)品或原料為計算基準。多適合氣體物料。 干濕基準：指在計算中是否考慮物料中的水分。若不考慮物料中的水分，稱為干基。否則稱為濕基。 本題以本題以100mol100mol干燥混合氣為計算基準。干燥混合氣為計算基準。376、列式計算（09級考） 當已知原料量，欲求產(chǎn)品時，則順流程自前向后推算；反之，已知生產(chǎn)任務(wù)（年產(chǎn)量或每小時產(chǎn)量），欲求所需原料量，則逆流程由后向前推算。 本題已經(jīng)給出進入反應(yīng)器的混合氣體的組成及轉(zhuǎn)化率，因而可從反應(yīng)器開始，順流程由前向后推算。38RC水放空WWMF混合器反應(yīng)器洗滌塔常壓分離器

18、原料乙烯F水蒸氣EFCRPSPREWE乙烯粗乙醇混合氣組成（干基）：C2H4 85mol，惰性物 13.98mol， H2 1.02mol 反應(yīng)消耗的乙烯： 855%=4.25mol生成：乙醇4.2595%=4.04mol，乙醚4.252% 0.5=0.04mol 乙醛4.251% =0.04mol 氫氣4.251% =0.04mol 聚合物4.252% 1/n=0.085/n mol未反應(yīng)的乙烯： 85（1-5%）=80.75mol出口氫氣總量： 1.02+0.04=1.06mol 惰性組分量： 13.98mol 39RC水放空WWMF混合器反應(yīng)器洗滌塔常壓分離器原料乙烯F水蒸氣EFCRPS

19、PREWE乙烯粗乙醇氣體流出成分： C2H4 80.75（1-5%）=76.7mol，83.6% 惰性物 13.98mol，15.24%； H2 1.06mol,1.16%。 液體流出物： 乙醇 4.04mol， 乙醚 0.04mol 乙醛 0.04mol 乙烯 80.755%=4.04mol 聚合物4.252% 1/n=0.085/n mol40RC水放空WWMF混合器反應(yīng)器洗滌塔常壓分離器原料乙烯F水蒸氣EFCRPSPREWE乙烯粗乙醇粗乙醇： 乙醇 4.04mol， 乙 醚 0.04mol 乙醛 0.04mol 聚合物 0.085/n mol氣體流出成分：C2H4:4.04mol循環(huán)：4

20、.04 5%=0.20mol別用： 4.04 95%=3.84mol41RC水放空WWMF混合器反應(yīng)器洗滌塔常壓分離器原料乙烯F水蒸氣EFCRPSPREWE乙烯粗乙醇乙烯平衡：2 . 0%85100%60.83%96RCEF惰性物平衡：%98.13100%24.15%4RCEF加入的水蒸氣量=10.93 0.6=6.56molRC中氫氣量=88.881.16%=1.03molmolEF93.10molRC88.88解得：放空氣WmolH03. 003. 106. 12mol44. 0%24.1588.8898.13惰性物molHC4 . 2%6 .8388.887 .764242 反應(yīng)消耗的乙

21、烯量：mol25. 484. 34 . 296. 093.10乙烯的總轉(zhuǎn)化率：%5 .40%10096. 093.1025. 4理論上的乙醇量：乙醇乙烯molmol49.1096. 093.10乙醇的總收率：%5 .38%10049.1004. 4RC水放空WWMF混合器反應(yīng)器洗滌塔常壓分離器原料乙烯F水蒸氣EFCRPSPREWE乙烯粗乙醇43乙醇的選擇性： 在許多化學反應(yīng)中，不僅有生成目的產(chǎn)物的主反應(yīng)，還有生成副產(chǎn)物的副反應(yīng)存在，轉(zhuǎn)化了的原料中只有一部分生成目的產(chǎn)物。%100反應(yīng)掉的原料量生成目的產(chǎn)物的原料量選擇性 選擇性表示了在反應(yīng)過程中，主反應(yīng)在主副反應(yīng)競爭中所占的比例，反映了反應(yīng)向主反

22、應(yīng)方向進行的趨勢性。乙醇的選擇性：%3 .95%10024. 404. 4副反應(yīng)：OHHCOHHC52242主反應(yīng)：OHCOHHC252242)(2聚合物42HnC23242HCHOCHOHHC44消耗定額：生產(chǎn)1噸乙醇消耗的原料乙烯量乙醇水溶液蒸餾時損失乙醇2%所以每生產(chǎn)1噸乙醇產(chǎn)品實際需要生產(chǎn)出的乙醇量：噸02. 1%211需要的純乙烯量：kmol6 .5746%5 .38100002. 1需要的原料乙烯量：313444 .2296. 06 .57m457、整理計算結(jié)果 一般是列物料衡算表流入流出序號物料名稱數(shù)量（mol）序號物料名稱數(shù)量(mol)1原料乙烯其中：乙烯 惰性物10.9310

23、.49 0.441乙烯惰性物氫氣水蒸氣84.813.981.036.562循環(huán)物其中：乙烯 惰性物 氫氣88.8874.313.55 1.033水蒸汽 6.56合計106.37合計106.37 表1 混合器的物料衡算表468、繪制物料流程圖化工制圖已經(jīng)詳細介紹，這里就不再重復了。473.2.2 單元設(shè)備的熱量衡算（一）方法與步驟1、畫出單元設(shè)備的物料流向及變化示意圖1進H2進H1出H2出HQ48 在實際應(yīng)用中，熱平衡方程式常寫成以下形式：654321QQQQQQ；設(shè)備的熱量，所處理的各股物料帶入kJQ :1；，傳給設(shè)備和物料的熱量由加熱劑（或冷卻劑）kJQ :2；、熔解熱等，各種熱效應(yīng)如化學反

24、應(yīng)kJQ :3；的熱量，離開設(shè)備各股物料帶走kJQ :4；加熱設(shè)備消耗的熱量，kJQ :5。設(shè)備的熱損失，kJQ :6 體系吸熱為正，放熱為負；熱效應(yīng)如化學反應(yīng)放熱為正（被體系吸收），吸熱為負。493、搜集有關(guān)數(shù)據(jù) 物料量、工藝條件（溫度、壓力）、熱力學數(shù)據(jù)、其它物性數(shù)據(jù)等4、確定計算基準溫度 一般以273K(0)或298K(25)為計算基準溫度。另外還要確定基準相態(tài)。如273K水、273K冰。505、各種熱量的計算（考了）（1）各種物料帶入（出）的熱量Q1和Q4的計算ipiitcmQ；物料的質(zhì)量，kgmi:；物料的比熱容，)/(:KkgkJcpi。，溫度與基準溫度的差值物料進入或離開設(shè)備的K

25、ti:1 604 40)2560(111pcmQ取基準溫度為25 )2540(444pcmQ 工程上，常取0作為計算基準溫度，所以，很多書籍上直接把計算式寫為：ipiitcmQ51（2）過程熱效應(yīng)Q3的計算過程的熱效應(yīng)可以分為兩類：化學反應(yīng)熱和狀態(tài)熱主要從手冊上查取或從實際中獲取wcwhpwpttGCtGCQ5（3）加熱設(shè)備消耗的熱量 的計算5Q；設(shè)備各部件的質(zhì)量，kgG:；設(shè)備各部件的比熱容，)/(:0CkgkJCp衡溫度；設(shè)備各部件加熱后的平:wht衡溫度；設(shè)備各部件加熱前的平:wct對于連續(xù)操作的設(shè)備， 可以忽略不計。5Q52)(06ttFQwT（4）設(shè)備熱損失 的計算6Q；設(shè)備散熱表面

26、積，2:mF；傳熱系數(shù)，散熱表面對周圍介質(zhì)的)/(:2KhmkJT；設(shè)備壁的表面溫度，Ktw:；周圍介質(zhì)的溫度，Kt :0。過程的持續(xù)時間，h:53注意： 對于連續(xù)操作的設(shè)備，因為所有條件都不是時間的函數(shù)，只需要建立物料平衡和熱量平衡；但對于間歇操作的設(shè)備，還需要建立時間平衡。這是因為在間歇操作中，條件隨時間而改變，熱量負荷也是隨時間改變的。 如果整個過程為低溫，則熱平衡方程式的 為負值，表示冷量損失。6Q54（5）傳熱劑向設(shè)備傳入或傳出的熱量 的計算2Q 由加熱劑（或冷卻劑）傳給（帶走）設(shè)備和所處理物料的熱量 在大多數(shù)情況下為未知數(shù)，是在熱量衡算中待求取的數(shù)值。當 求出以后，就可進一步確定傳

27、熱劑種類、用量及設(shè)備所具備的傳熱面積。2Q2Q（6）列出熱量平衡表 參照物料平衡表格式55（7）傳熱劑用量的計算 加熱劑用量的計算常用的加熱劑：水蒸汽、煙道氣、電能、其它載熱體a.間接加熱時水蒸汽消耗量的計算0QIDmt0IpC2Q)(02IImQD因為0水的焓為0tCIQmpD21pCtIQmD2Ckgkcalkcal0,/,02IIQmDTCHptCIp056b.直接加熱時水蒸汽消耗量的計算IDm2Q0Q2QtCImIImQpDD02tCIQmpD2tIQmD2或。物最終溫度：被加熱流體或說混合)( Ctt0IpCDm57c.燃料消耗量的計算TTDQQm22QT：燃燒爐的熱效率；TTQ。：

28、燃料的發(fā)熱值，kgkJQT/58d.電能消耗量的計算kcalhkW8601理論EQhkWkcal:1:86028602QE理論，為若電熱設(shè)備的電功效率95. 085. 0:8602QEE理論kcalQ :259 冷卻劑消耗量的計算常用的冷卻劑：水、空氣、冷凍鹽水等0Q2Qint0pCWmoutt)/(0KkgkJttCoutinp內(nèi)平均比熱容，：冷卻劑在Kttoutin度，：冷卻劑的進、出口溫,inoutpWttcQm0260液態(tài)冷卻劑在換熱設(shè)備中氣化時：)/(0KkgkJttCoutinp內(nèi)平均比熱容，：冷卻劑在Kttoutin度，：冷卻劑的進、出口溫,outtVinoutpWHttcQm）

29、（020Q2Qint0pCWmouttkgkJtHouttVout/溫度下的汽化熱，：冷卻劑在61 例題： 20，2700kg/h苯與630kg/h氯氣（含空氣30kg/h）發(fā)生連續(xù)氯化反應(yīng)，氯化液溫度為80，組成為（m%）C6H6:68%、C6H5Cl:30%、C6H4Cl2:1%、HCl:1%，氣相經(jīng)回流冷凝器得30冷凝液循環(huán)使用，尾氣處理排放。求（1）氣相輸出物中苯與氯苯的量kg/h； （2）輸出的氯化液量kg/h； （3）需要通過回流冷凝器移走的熱量kcal/h。 忽略熱損失及尾氣中帶出的苯、Cl2全部參加反應(yīng)、氯化反應(yīng)氣相中不含C6H4Cl2。62氯化反應(yīng)器冷凝器Cl2 :600kg

30、/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣解：（1）畫流程示意圖 （2）寫反應(yīng)方程式5 .365 .112717856266HClClHCClHC731471427822246266HClClHCClHCm=?m苯=?m氯苯=?Q2=?C6H6 : 68%C6H5Cl : 30%C6H4Cl2 : 1% HCl : 1%8063CCHClCClCClHCCCClHCCCHCmolClkcalHmolkcalHCkgkcalCRVP000204460056006620080024. 080021. 020012. 08003 . 02 .315 .

31、880034. 0 ,30031. 02 .314 . 780043. 0 ,30041. 0/,/空氣2 （3）收集數(shù)據(jù)查相關(guān)化工手冊mmHgpmmHgpCSClHCSHC150,760:805666064 （4）確定計算基準 物料恒算基準：1小時 熱量恒算基準：0 （5）列式計算體系1體系 2體系3氯化反應(yīng)器冷凝器C6H6 : 68%C6H5Cl : 30%C6H4Cl2 : 1% HCl : 1%Cl2 :600kg/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣m=?m苯=?m氯苯=?Q2=?8065穩(wěn)流過程質(zhì)量守恒：輸入量=輸出量輸入量：hkg

32、hkmolkmolkghkgClhkmolkmolkghkgHC/30:,/45. 8)/(71)/(600:,/6 .34)/(78)/(2700:266空氣輸出量：hkg /30:空氣（液）（液）液665624666)/6 .34(HCClHCClHChkmolHC液）（氣（液）液HClClHCClHChkmolCl562462)/45. 8(氯化反應(yīng)器冷凝器C6H6 : 68%C6H5Cl : 30%C6H4Cl2 : 1% HCl : 1%Cl2 :600kg/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣體系1m=?m苯=?m氯苯=?Q2=?8

33、066hkmolnnClHCl/45. 8)(2輸入液）（氣hkgkmolkghkmol/425.308/5 .36/45. 8hkghkmolnHC/2053/33.2614715 .11230786878686 .34)(66氯化液hkghkmolnClHC/4 .906/06. 8)(56氯化液hkghkmolnClHC/6 .30/208. 0)(246氯化液hkg /2990%12990)()(氯化液氯化液HClHClmmhkgmHCl/30)(氯化液hkgmHCl/425.278)(尾氣氯化反應(yīng)器冷凝器C6H6 : 68%C6H5Cl : 30%C6H4Cl2 : 1% HCl :

34、 1%Cl2 :600kg/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣體系15 .365 .112717856266HClClHCClHC731471427822246266HClClHCClHCm=?m苯=?m氯苯=?Q2=?8067物料恒算無法進行，因為單程轉(zhuǎn)化率和選擇性均未知。熱量恒算：654321QQQQQQipiitcmQ1ipiiCtcm00基準為hkcal/14402012. 0600:氯氣hkcal/1442024. 030:空氣hkcal /221402041. 02700:苯體系 2C6H6 : 2053kg/hC6H5Cl :

35、906.4kg/hC6H4Cl2 : 30.6kg/h HCl : 30kg/h氯化反應(yīng)器冷凝器Cl2 :600kg/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣CkgkcalcCkgkcalcCl00/24. 0:/12. 0:2空氣CkgkcalcHC0/41. 0:66ClHCHC566680hkcal /2372400068ClHCHC5666ClHCHC5666C6H6 : 2053kg/hC6H5Cl : 906.4kg/hC6H4Cl2 : 30.6kg/h HCl : 30kg/h氯化反應(yīng)器冷凝器Cl2 :600kg/h,20 空氣 :

36、 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣5 .365 .112717856266HClClHCClHC731471427822246266HClClHCClHC體系 2CkgkcalcCkgkcalcCl00/24. 0:/12. 0:2空氣CkgkcalcHC0/41. 0:6680回流液：Siiipxp :拉烏爾定律mmHgpHC36.578760761. 066mmHgpClHC95.34150233. 0565 .1695.3436.57856665666ClHCHCClHCHCppnn6666669593041. 0781HCHCHCnnQCkgkcalc

37、CkgkcalcClHpCHpC00/31. 0:/41. 0:56666666564 .633031. 05 .1125 .161HCHCClHCnnQ664 .1022237241HCnQXi0.7610.2330.0060.000mmHgpmmHgpSClHCSHC150760566669C6H6 : 2053kg/hC6H5Cl : 906.4kg/hC6H4Cl2 : 30.6kg/h HCl : 30kg/h氯化反應(yīng)器冷凝器Cl2 :600kg/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣體系 2CkgkcalcCkgkcalcCl00/2

38、4. 0:/12. 0:2空氣CkgkcalcHC0/41. 0:66805 .16,665666HCClHCHCnnnipiitcmQ4CkgkcalocCkgkcalcCkgkcalcCkgkcalcpHClClHpCClHpCHpC0000/21.:/3 . 0:/34. 0:/43. 0:2465666hkcalQHC/706208043. 02053664氯化液：hkcalQClHC/246408034. 04 .906564hkcalQClHC/734803 . 06 .302464hkcalQHCl/5048021. 0304氣相：hkcalQHCl/54.46778021. 0

39、425.2784hkcalQ/5768024. 0304空氣6666666610083104 . 78043. 07834HCHCHCHCnnnQ666666567005 .16105 . 88034. 05 .165 .11234HCHCHCClHCnnnQmolkcalHmolkcalHClHVCHVC/5 . 8:/4 . 7:566666107831017784HCnQ703QC6H6 : 2053kg/hC6H5Cl : 906.4kg/hC6H4Cl2 : 30.6kg/h HCl : 30kg/h氯化反應(yīng)器冷凝器Cl2 :600kg/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2

40、700kg/h,20 30 HCl,空氣5 .365 .112717856266HClClHCClHC731471427822246266HClClHCClHC體系 2CkgkcalcCkgkcalcCl00/24. 0:/12. 0:2空氣CkgkcalcHC0/41. 0:6680hkcal /2640002 .3110716003431QQQ6666107831017782640004 .102223724HCHCnnhkgkmolnHC/14901 .1966hkgkmolnClHC/130157.QQQQQ000hkcalQ/3 .2112351冷凝器體系3

41、氯化反應(yīng)器C6H6 : 68%C6H5Cl : 30%C6H4Cl2 : 1% HCl : 1%Cl2 :600kg/h,20 空氣 : 30kg/hC6H6 :2700kg/h,20 30 HCl,空氣Q2=?80hkgmhkgmClHCHC/130:/1490:5666hkcalQ/215164hkcalQ/3 .1897193 .211235215162 若用溫度為10 的冷卻水逆流換熱，冷卻水的出口溫度為40，求冷卻水用量：inoutpWttcQm02hkg /6324)1040(13 .18971972工藝流程設(shè)計特點： 由淺入深，從定性到定量；開始早，完成晚。工藝流程設(shè)計過程：工藝

42、流程示意圖 工藝流程草圖 工藝流程圖工藝流程設(shè)計的主要內(nèi)容： （1）確定從原料到產(chǎn)品整個生產(chǎn)過程的具體組成、順序和組合方式； （2）繪制工藝流程圖73工藝流程設(shè)計應(yīng)解決好以下問題： （1）確定整個流程的組成 （2）確定每個過程或工序的組成 （3）確定操作條件 （4）確定控制方案 （5）合理利用原料及能量，計算出整個裝置的技術(shù)經(jīng)濟指標 生態(tài)工藝特點：低物耗、低能耗、低排放、高效率 （6）確定公用工程的配套設(shè)施74 （7）確定三廢的治理方法和綜合利用方案 （8）確定安全生產(chǎn)措施 循環(huán)經(jīng)濟也稱為資源閉環(huán)利用型經(jīng)濟，建立“資源生產(chǎn)產(chǎn)品消費廢棄物再資源化”的物質(zhì)的清潔閉環(huán)流動模式。 “資源生產(chǎn)產(chǎn)品消費廢

43、棄物治理達標排放”754.2 工藝流程設(shè)計方法4.2.1 充分做好準備工作4.2.2 確定生產(chǎn)線數(shù)目 一般產(chǎn)品的種類多、換產(chǎn)次數(shù)多，則采用幾條生產(chǎn)線。如一些精細化工產(chǎn)品。 對于生產(chǎn)規(guī)模較大、產(chǎn)品比較單一、設(shè)備價格昂貴、生產(chǎn)相對穩(wěn)定的流程多采用一條生產(chǎn)線。如合成尿素。764.2.3 操作方式（貌似考了）1、連續(xù)操作的優(yōu)點 （1）所需設(shè)備小，生產(chǎn)能力大，費用省，因而降低了基建投資，固定資產(chǎn)及維修費用；操作方式：連續(xù)操作、間歇操作、聯(lián)合操作 （2）操作穩(wěn)定，易于自動控制，提高生產(chǎn)能力； （3）產(chǎn)品均勻，因而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量； （4）有利于大規(guī)模生產(chǎn)。772、間歇操作常用于下列情況 （1）產(chǎn)量較小的貴

44、重產(chǎn)品，該種產(chǎn)品市場需要不穩(wěn)定；或者生產(chǎn)該種產(chǎn)品時，可在同一設(shè)備中進行幾個生產(chǎn)過程； （2）由于反應(yīng)速度過慢，需要較長的反應(yīng)時間，即需要物料在設(shè)備內(nèi)停留時間過長。3、聯(lián)合操作聯(lián)合操作=間歇操作+連續(xù)操作如合成氨：造氣（間歇操作） 其它（連續(xù)操作）氣柜784.2.4 確定主要生產(chǎn)過程及設(shè)備 一般是以反應(yīng)過程作為主要生產(chǎn)過程的核心加以研究，然后再逐個建立與之相關(guān)的生產(chǎn)過程及設(shè)備。 如制備硝化混酸實驗室：量筒、燒杯、攪拌棒工業(yè)上（間歇操作）： （1）首先要有混合器； （2）要有硫酸計量槽、硝酸計量槽； （3）工業(yè)上往往不是加水，而是用硝化后的廢酸來調(diào)節(jié)，那么要有廢酸計量槽；79 （4）因為外購，所以

45、要有硫酸貯槽、硝酸貯槽，另外還要有廢酸貯槽； （5）硫酸泵、硝酸泵、廢酸泵； （6）混酸貯槽。硫酸泵硝酸泵廢酸泵硫酸貯槽硝酸貯槽廢酸貯槽硫酸計量槽硝酸計量槽廢酸計量槽混合器混酸貯槽804.2.5 合理利用物料和能量（考了）合理利用物料（1）盡量提高原料的轉(zhuǎn)化率；采用先進技術(shù)、催化劑；（2）盡量提高總收率；對未轉(zhuǎn)化物料分離循環(huán)或回收；（3）三廢綜合利用。合理利用能量（1）充分利用熱能；合理設(shè)計（2）充分利用靜壓能。高壓物料進入低壓設(shè)備，利用位能 輸送物料814.2.6 合理確定操作條件4.2.7 流程生產(chǎn)能力的彈性和設(shè)備設(shè)計4.2.8 控制系統(tǒng)的確定82公用工程公用工程換熱網(wǎng)絡(luò)換熱網(wǎng)絡(luò)分離與在循

46、環(huán)系統(tǒng)分離與在循環(huán)系統(tǒng)4.2.9 工藝流程的逐步完善與簡化（09級考） 化工過程設(shè)計的“洋蔥”模型：反應(yīng)器反應(yīng)器化工過程設(shè)計方法：（1）建立一個不可簡化的流程（2）建立并優(yōu)化一個可簡化的流程83PI4.4 化工典型設(shè)備的自控流程：4.4.1 泵的流量自控離心泵、容積式泵、真空泵等 （A）泵的入口和出口均需設(shè)置切斷閥； （B）為了防止離心泵未啟動時物料的倒流，在其出口處應(yīng)安裝止回閥； （C）在泵的出口處應(yīng)安裝壓力表，以便觀察其工作壓力； （D）泵出口管線的管徑一般與泵的管口一致或放大一檔，以減小阻力； （F）泵體與泵的切斷閥前后的管線都應(yīng)設(shè)置放凈閥，并將排出物送往合適的排放系統(tǒng)。切斷閥切斷閥止回

47、閥止回閥壓力表壓力表放凈閥放凈閥離心泵離心泵84（B）調(diào)節(jié)傳熱面積TRC401方式：調(diào)節(jié)滯留在換熱器 內(nèi)冷凝液量的大小。要求：有較大的傳熱面積余量。特點：傳熱量的變化比較緩和，可以防止局部過熱。優(yōu)點：對熱敏性介質(zhì)有好處。蒸汽凝液1185第五章 化工設(shè)備的選型和設(shè)計計算5.1 概述設(shè)備計算與選型的目的： 決定工藝設(shè)備的類型、規(guī)格、主要尺寸和臺數(shù)。設(shè)備設(shè)計一般分兩個階段：第一階段：物料恒算之后第二階段：熱量恒算之后容積型的設(shè)備技術(shù)型的設(shè)備計量和貯存設(shè)備等換熱器等865.2 設(shè)備設(shè)計與選型的基本要求1、技術(shù)經(jīng)濟指標（1）生產(chǎn)能力 是指設(shè)備單位體積（或單位質(zhì)量或單位面積）上單位時間內(nèi)能完成的生產(chǎn)任務(wù)。

48、 設(shè)備的生產(chǎn)能力與流程設(shè)計的能力年產(chǎn)1.584萬噸)/(2)/(24)/(330)/(15840hTdhadaT設(shè)備生產(chǎn)能力4(T/h)不相適應(yīng)87（2）消耗系數(shù) 指生產(chǎn)單位質(zhì)量或單位體積產(chǎn)品消耗的原料和能量，其中包括原材料、燃料、蒸汽、水、電等。（3）設(shè)備價格88（4）設(shè)備管理費用 設(shè)備管理包含設(shè)備的使用、維護和檢修。 設(shè)備管理涉及到的費用有：人工費、材料費。 在保證設(shè)備質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提下優(yōu)先選擇管理費用低的設(shè)備。（5）產(chǎn)品總成本2、設(shè)備結(jié)構(gòu)要求895.3 設(shè)備設(shè)計的基本內(nèi)容設(shè)備設(shè)計的基本內(nèi)容：定型（或標準）設(shè)備設(shè)備的選擇 如：輸送流體的定型設(shè)備很多，具體工藝中應(yīng)該選擇哪一種？非定型（非

49、標準）設(shè)備的工藝計算與設(shè)計 如：貯存設(shè)備有多種多樣，具體工藝中應(yīng)該是多大，什么形狀？90 除了滿足設(shè)備設(shè)計與選型的基本要求外，還要注意以下事項： （1）根據(jù)操作方式、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期確定設(shè)備臺數(shù)； 動設(shè)備要考慮其負荷和操作條件； 靜設(shè)備要嚴格計算特征參數(shù)再選型。 （2）要注意備品（件）的供應(yīng)情況； 生產(chǎn)能力和操作條件若與生產(chǎn)實際不完全適應(yīng)時，應(yīng)偏高一級選擇。916、泵的臺數(shù)和備用率確定 泵的臺數(shù)，考慮一開一備是合理的，但如為大型泵，一開一備的配置并不經(jīng)濟，這種情況下可設(shè)兩臺較小的泵供正常操作使用，另設(shè)一臺同樣大小的泵作備用。 一般來說，一些重要崗位的泵、高溫操作或其它苛刻條件下使用的泵，均應(yīng)

50、設(shè)備用泵，備用率一般取100%，而其它情況下連續(xù)操作的泵，可考慮用50%的備用率。在連續(xù)操作的大型裝置中使用的泵應(yīng)考慮較大的備用率。 溶劑油泵總臺數(shù)為2臺，正常生產(chǎn)1臺，備用1臺。925.3.2 貯罐的選型和設(shè)計 化工生產(chǎn)中需要貯存的有原料、中間產(chǎn)品、成品、副產(chǎn)品以及廢液和廢氣等。介紹貯罐設(shè)計的一般程序：1、匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)2、選擇貯罐的材料3、確定貯罐的型式方式上：敞口、密封狀態(tài)上：常壓、高壓不受天氣影響的固體物料：露天存放大量液體：圓柱形或球形儲槽易液化的氣體：高壓鋼瓶934、貯罐存貯量的確定原料儲罐 指導思想：是不因為原料供應(yīng)市場的變化而影響正常生產(chǎn)；在保證正常生產(chǎn)的前提下減少存儲量。

51、全廠性原料庫房儲罐一般以能維持13個月的生產(chǎn)量為宜。 若貨源充足、運輸周期又短時則存儲量可少些。 車間的原料儲罐一般考慮至少半個月的用量，因為車間成本核算常常是逐月進行的，因而儲罐存儲量一般不主張超過1個月。94中間儲罐 指導思想：不因為前面工序臨時停產(chǎn)而影響正常生產(chǎn)；在保證正常生產(chǎn)的前提下減少存儲量。 對于連續(xù)化生產(chǎn)視情況儲存幾小時至幾天的用量，而對間歇生產(chǎn)過程，至少應(yīng)考慮存儲一個班的生產(chǎn)用量。成品儲罐 指導思想：不因為短期停產(chǎn)而引起本產(chǎn)品銷售市場的波動。 液體產(chǎn)品儲罐常按至少儲存一周的產(chǎn)品產(chǎn)量設(shè)計。955、貯罐臺數(shù)和尺寸的確定 用需要貯存的物料總體積除以初步確定的貯罐適宜容積所得的數(shù)值經(jīng)圓

52、整后就是所需的臺數(shù)。96貯存設(shè)備比較經(jīng)濟的高徑比為：H:D=2:14:1 貯存設(shè)備適宜容積的計算公式：nGV3:mV 適宜容積，hmG3:物料流量，h存儲時間，:設(shè)備臺數(shù):n溢出的安全系數(shù)）裝料系數(shù)（是防止物料:1一般存放氣體的容器：。際物料性質(zhì)和裝置而定存放液體的容器要視實9 . 08 . 0一般儲罐取85. 07 . 0攪拌反應(yīng)器取6 . 04 . 0的反應(yīng)設(shè)備取對于沸騰操作或易發(fā)泡7 . 06 . 0計量槽取97 例：年產(chǎn)100%醋酸乙酯1500t/a生產(chǎn)車間，原料乙醇貯槽的設(shè)計。一年生產(chǎn)328天。已知乙醇純度為95%。解：1、選擇圓柱形貯槽2、計算確定總存儲量OHHCOOCCHOHHC

53、COOHCHSOH25235234260468818x%100/24/328/1000/1500dhadtkgathkg /55.190hkgx/61.99hkg /105%95乙醇hLGLkg/63.129/81. 0%95乙醇983、確定存儲時間 乙醇屬于中間產(chǎn)品，只需保證車間生產(chǎn)正常，存儲量不需很大。一般只需幾天時間。 本例題可取3個晝夜。4、計算確定容積及臺數(shù)nGV9 . 0可取膜，且貯槽沒有攪拌。乙醇為液體，不產(chǎn)生泡)(4 .109 . 03/24/10/63.129333mnnddhLmhLV99nV4 .1032257. 1244DDDHDVnD4 .1057. 13224 .3

54、114. 3421mSmSmHmDn表底22224 .357 .1754. 377. 135 . 12mSmSmSmSmHmDn表表底底可見，選擇n=1，D=2m，H=4m較適宜1:2:DH取100 （09級考 原題）例：鄰-硝基氯苯連續(xù)氨化，然后再分批操作法用Na2S還原鄰硝基苯胺制取鄰苯二胺。已知每小時氨化出料為0.83m3，還原工序操作周期為7小時（不包括受料時間）。如果工廠能夠制造的最大容積的還原釜為6m3。問需用幾個還原釜？后備系數(shù)多大？并用圖表示操作程序。解：選用6m3還原釜35 . 475. 06mV釜每釜受料體積hhmm43. 5/83. 05 . 433每釜受料時間h43.1

55、2743. 5操作周期1013392.1924/83. 0mhhm每天需還原的物料量3369. 85 . 443.1224mmhh每釜每天還原的物料量（個）釜，需還原釜的個數(shù)3 . 2/69. 8/92.1933dmdm（個）3n%4 .30%1003 . 23 . 23后備系數(shù)102024681012 14161820222402受料受料還原還原受料受料還原還原受料受料還原還原受料受料還原還原第一個釜第一個釜第二個釜第二個釜第三個釜第三個釜h29.16343. 5第一個釜第一個釜受料受料第二個釜第二個釜操作程序圖：單位操作程序圖：單位 hh43. 5受料受料第三第三1035.3.3.4 釜式

56、反應(yīng)器的設(shè)計（1） 確定反應(yīng)釜的操作方式 根據(jù)工藝流程的特點，確定反應(yīng)釜是連續(xù)操作還是間歇操作（即分批式操作）。 間歇操作是原料一次裝入反應(yīng)釜，然后在釜內(nèi)進行反應(yīng)，經(jīng)過一定時間后，達到要求的反應(yīng)程度便卸出全部物料，接著是清洗反應(yīng)釜，繼而進行下一批原料的裝入、反應(yīng)和卸料，即一批一批地反應(yīng)，所以這種反應(yīng)釜又叫分批式反應(yīng)釜或間歇反應(yīng)釜。 連續(xù)操作是連續(xù)地將原料加入反應(yīng)器，反應(yīng)后的物料也連續(xù)地流出反應(yīng)器，所使用的反應(yīng)釜叫連續(xù)釜。104（2） 匯總設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括物料流量，反應(yīng)時間，操作壓力，操作溫度，投料比，轉(zhuǎn)化率，收率，物料的物性數(shù)據(jù)等。（3）計算反應(yīng)釜的體積a.連續(xù)釜 連續(xù)釜反應(yīng)體積

57、計算公式為：tQVr0；反應(yīng)釜有效體積，3mVr；或、體積流量，反應(yīng)器入口液體物料的hmmsmQ3330min?；?、平均停留時間，空時，即物料在釜內(nèi)的hstmin105有關(guān)。度，起始和最終轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物濃度，反應(yīng)溫t的值可按下式求出：程式，若已知反應(yīng)的動力學方tAfAfARxCt0或AfAfARCCt0；的濃度，組分反應(yīng)釜入口液體中關(guān)鍵LmolACA/0；的濃度，組分反應(yīng)釜出口液體中關(guān)鍵LmolACAf/的轉(zhuǎn)化率；組分反應(yīng)釜出口液體中關(guān)鍵AxAf等的反應(yīng)速率反應(yīng)溫度和反應(yīng)濃度下)(,sLmolRAf106b.間歇釜 間歇釜反應(yīng)體積計算公式為：00ttQVr；反應(yīng)釜有效體積，3mVr等；原料液體

58、體積，的單位時間需要處理的按照生產(chǎn)能力計算出來smQ30?；颉⒎磻?yīng)時間，hstmin等。降溫等時間之和，、裝料、清洗、升溫、輔助生產(chǎn)時間，是卸料st 0AfxAAAdxRCt001；的濃度，反應(yīng)開始時關(guān)鍵組分LmolACA/0最終轉(zhuǎn)化率；Afx等，不同溫度下的反應(yīng)速率不同濃度（轉(zhuǎn)化率）、sLmolRA107 無論是連續(xù)釜還是間歇釜，都應(yīng)考慮釜的裝料系數(shù)，一般來說，對于處于沸騰狀態(tài)或會起泡的液體物料，應(yīng)取小些的系數(shù)如0.40.6 ，而對于不起泡或不處于沸騰狀態(tài)的液體，可取0.70.85。 108例 在連續(xù)釜中用己二酸和己二醇在70下進行縮聚反應(yīng)生產(chǎn)醇酸樹脂，反應(yīng)以H2SO4為催化劑，其動力學方程

59、式如下： RA=KCA2 （A指己二酸） 70，k=1.9710-3L/(molmin )，己二酸的起始濃度（CA0=4 mol/L），每天處理己二酸2400kg，要求己二酸的轉(zhuǎn)化率達到80%，求反應(yīng)釜的體積。 解：（1）計算連續(xù)反應(yīng)釜的空時 22021AfAAAfxkCkCRhxkCxRxCtAfAoAfAfAfA42min2538)1 (20109 （2）計算反應(yīng)釜進口液體的體積流量 己二酸的摩爾流量為 hmolFA/68414624100024000己二酸的分子量146hLCFQAA/1714684000 （3）計算反應(yīng)釜的體積 反應(yīng)釜的有效體積為 30182. 7718242171mL

60、tQVr取裝料系數(shù)0.75，則反應(yīng)釜實際體積為 331058. 975. 0182. 7mm圓整為，110例 在間歇釜中用己二酸和己二醇在70下進行縮聚反應(yīng)生產(chǎn)醇酸樹脂，反應(yīng)以H2SO4為催化劑，其動力學方程式如下： RA=KCA2 （A指己二酸） 70，k=1.9710-3L/(molmin )，己二酸的起始濃度（CA0=4 mol/L），每天處理己二酸2400kg，要求己二酸的轉(zhuǎn)化率達到80%，每批操作的輔助生產(chǎn)時間t0=1h，求間歇釜的體積。 解：（1）計算制取每批產(chǎn)品需要的反應(yīng)時間 AAAxCC102201AAAxkCRhmimxCxkdxRCtAfAAfxAAAAf5 . 85101