Q2----加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量 K——总传热面积? t——反应时间 tm----平均推动力 5.2 常用热力学数据计：
1. 比热容：
液体的比热容由《药厂反应设备及车间工艺设计》（蒋作良） P208表6-4求液体的比热容和P209公式6-17求固体化合物的比热容。计算如下： ①求双酚A的比热容(M =157.56g/mol)：
C=( 1/ 157.56)×(6×7.535+4×9.628+1×25.953+1×25.953+2×16.74) = 1. 07KJ/(Kg.0C )
CP= 168.4288×10-3KJ/ mo1.0C ②求NaOH的比热容 (M=39.995 g/mol)： C= (1/ 39.995)×(25.953+16.74+ 9.628) = 1.308KJ/(Kg.0C )
CP = 52.321×10-3 KJ/mo1.0C
③求苯的比热容 (M=117.16 g/mol):
C= (1/117.16)×(8×7.535+7×9.628+1×25.953) = 1.730KJ/Kg.0C)
CP= 202.73×10-3KJ/ mo1.0C
④求环氧氯丙烷的比热容 (M=46 g/mol)： C= (1/46)×(41.7+ 28.3+ 44) = 2.478KJ/(Kg.0C )
Cp= 113.99×10-3KJ/mol .OC
⑤求水的比热容 (M=18 g/mol)： C=40184KJ/(Kg.OC)
⑥求甲苯的比热容(M=49 g/mol) C= (1/49)×(1×25.953+1×7.535+1×25.953) = 1.213 KJ/mol .OC
CP =39.44 41×10-3 KJ/ mo1.0C 2. 汽化热： 查《化工原理》（陈敏恒）附录可得： ① 苯： 1gH=202Kcal/mol=845.73Kj/Kg ② 水： 1gH=539 Kcal/mol=2256.69 Kj/Kg ③ 甲苯： 1gH=363 Kj/Kg 3.溶解热和反应热：
由于这两种过程热计算较为复杂，故把它放在后面根据具体需要进行计算。
5.3缩合工段热量衡算：
1 反应岗位：
过程中需要滴加苯，在半小时内滴加完毕。加温至30度时，关闭冷冻节门，搅拌反应4小时。缩合工段反应岗位的温度变化过程如下：
温 度
70 oC oC保持50 oC2h
水降温
25 oC 保持温度反应2h 20 oC
25oC 时间 h
解 5—1 反应温度变化图
如上图所示络合反应中温度的变化分为五个阶段，其中在50oC-25 oC这一段
要用冰盐水降温，由于冰盐水的制迨成本较高，所以应回收利用，这里把其用量作为计算重点，所以进行计算。
初始温度为 50oC，末态温度为 25 oC，故Q3=0 (1)求Q1：
对于环氧氯丙烷：QI?A =(96.908+35.12)×2.434×(-25+50)=61105.57KJ 对于氢氧化钠：QlB =180.89×l.308×(-25+50)=5916.23 KJ 对于双酚 A：QlC =126.63×l.074×(-25+50)=3400.02 KJ 对于苯：QID =103.37×l.730×(-25+50)=4470.75 KJ
对于水：QIE= (86.14+0.38+0.26+2.15+482.60)×4.184×(-25+50) = 59782.04 KJ
Q1=- QI?A +QI?B+I?C +QI?D +QI?E =134674. 61 KJ (2)求Q4.,Q5，Q6：
因为末态温度与基准温度相同
所以Q4=0，Q5=Q6=0(与环境温度相差不大) (3)求Q2：
O2=-Q1=-13467.61 KJ (4)求冰盐水的用量： 取 Q2的绝对值，则：
W=Q2/ C (Tk-Th)
取冰盐水的平均比热容:C=4.0 KJ/(Kg.OC), Tk =0℃ , Th -10℃ 则每天消耗的冰盐水：
W=134674.61KJ/{4.0×[0-(-10)]}=3366.87 Kg 1. 保温反应 2h阶段：
基准温度为 25℃，初态温度和末态温度均为 25℃ 又因为 Q5+Q6=5%(Q4+Q5+Q6)，所以Q5=0，Q6=0 (1)标准燃烧热与生成热的换算：qf0+qc0 =∑nqc0 求qf 0（标准生成热KJ/mol） A.求双酚A的q c X=11.5 ∑a=390.2 ∑b=215.37
q c=390.2+11.5×215.37=2866.96KJ/mol
B.环氧氯丙烷的q c X=19.5 q c=20.51+19.5×218.3=4277.36KJ/mol （2）求Q3：
反应方程式如下：
Cp52.321 168.4288 153.629 238.6258 59.4441 75.6 单位：10-3 KJ/ mo1.0C
qr0 =77.53-（-52.321-168.428-153.629+238.625+59.441+75.60）×5×10-3 =77.526KJ/mol
Q3=77.526×126.63×1000×95%/157.5=59214.36KJ （3）求Q2:
Q2=Q4+Q5+Q6+Q1-Q3=-59214.36KJ (4)球冰盐水的用量：
取Q2的绝对值，则：
W=Q2/C(Tk-Th) (4-14) 取冰盐水的平均比热容：C=4.0 KJ/ （Kg.0C），Tk?=00C ，Th=100C 则每天消耗的盐水：
W=59214.36KJ/{4.0[0-(-10)]}=1480.36Kg
第6章设备选型 6.1计算条件确定
6.1.1 操作工时与生产周期的确定：
工段 工序
缩合
备料投料（环氧氯丙烷、双酚A 1.00 自然升温 0.5 保温 2.00
回收过量环氧氯丙烷 0.50 操作工时（h）
处理
降温 0.50 苯回收 2.00 环氧树脂回收 0.50 处理产品 0.75
6.1.2 日生产批次和反应釜个数的确定：
根据所给年产量确定每天生产的吨数，由于日产量较大应采用一日多批量生产，若采用多个反应釜进行生产，设备成本将大大提高，在节省开支及时间等因素的考虑下，应采用间歇式操作，每天生产1批每批2个流程，采用2套反应设备。 6.2 缩合工段反应岗位的设备选型： 1.物料体积计算：
各纯物质体积计算列表：
表 6—2 缩合工段反应岗位物料体积表 物质 质量 m (kg) 密度 (kg/l) 体积v （l)
双酚A 8395.62 1.195 7025.62 NaOH 3529.81 2.15 1641.77
环氧氯丙烷 8825.21 1.18 7478.99 苯 4060.52 0.88 4614.23 则每批物料的总体积为：
Vd =（7025.62+1641.77+7478.99+4614.23）/9=20760.61/9=2306.73L 2.反应釜的选型：
由物料衡算求出每天需处理的物料体积后，即可进行计算反应釜的实际容积，公式如下： nVT =Vd（ /） /24 （6-1） 式中:
Vd -----每天需处理的物料体积； VT-----反应釜的容积； ------反应釜的装料系数；
------每批操作需要的反应时间； / -----每批操作需要的辅助时间； n-------反应釜应安装的个数；
------反应釜生产能力的后备系数。
计算时，在反应釜的容积VT 和台数n这两个变量中必须先确定一个，由于台数一般不会很多，通常可以用几个不同的n值来算出相应的VT值，然后再决定采用哪一组n和VT 值比较合适。
在本次设计中由于产量不大，因此设定： / =24 ，n=1；其中，取1.1，取0.75 根据公式nVT =Vd（ /） /24 得出: VT =(2306.73×24×1.1/（24×0.75×1） =3075.64L
查《化工工艺设计手册》（下）：
选取公式容积为3000L搪玻璃开式搅拌容器，其中重要参数为A=9.3m2，另外选取六叶直叶圆盘涡轮搅拌器。
3.校核传热面积：
由于缩合反应釜是采用夹套冷却，且选用冰盐水作为冷却介质，所以传热系数计算如下： ①求釜侧传热膜系数 1：
1 =0.73( /D)(nd2 )0.65(CP / )0.33( / w)0.24 (6-2) 式中：
1——釜侧传热膜系数W/ (m2.K)； D----搅拌釜的直径m； d——搅拌器的直径 m； n——搅拌器的转速rps； ——液体的密度kg/ m2； Cp——液体的比热J/ (kg.K)； ——液体的导热系数W/ (m.K)； μ——液体在釜内温度时的粘度 Pa. S; w——液体在壁温时的粘度Pa. s；
在此计算中个，各参量如下：D=1600mm=1.6m； d= 800mm=0.8m； n= 80r/min= 80/60rps；
=（969.08+18.89+126.63+103.37+526.96+35.12)/2053.76 =0.95Kg/m2
查《化工原理》(陈敏恒)可得到各组分Cp。代入公式：
=80% 乙醇+20% 水=0.172×80%+0.599×20%=0.2574W/（m.K）
μ=80% 乙醇+20% 水 =1.15×80%+1.005×20%=1.121mPa=1.121×10-3Pa.S 取 / w =1，把各系数代入公式中得：
1 =0.73( /D)(nd2 )0.65(CP / )0.33( / w)0.24
1 = 0.73(0.2574÷1.6)(80/60×0.802×950/1.210)0.65×(2670×1.121×10-3/0.2647)0.33 =1480.24W/(m2.K)
② 求夹套侧传热膜系数 2：
De=D1-DN=1600-1450=150mm=0.15m （5-4） 则Re=Deu /
其中： -----水在夹套内的流速m/s：
Re=0.15×0.02×1050/8×10-4=3937.5﹥3600
所以接下式计算：
2=9300（ 0.8/De0.2）=9300×（0.020.8÷0.150.2）=594.41W/( m2.K) ③求传热系数K；
搪玻璃釜的釜壁分两部分，一部分为铸铁层，另一部分为镀上去的搪瓷层, 其参数如下：
铸铁层厚度为 20mm， =62.8W/ (m.K)
查《化工工艺设计手册》(第三版，下册)：
搪玻璃设备玻璃层厚度一般为 0.8--2.Onnn，取 1. 0mm 查《化工工程手册》(第二版，上卷)：
搪瓷导热系数：0.87一1.l6W/ (m.K)。取0.9 W/ (m.K) 则 K = 1/ ( 1/ 1+ 1/ 2+∑ / )
= 1/(1/1480.24+1/594.41+0.O2/62. 8+0.001/0.9)