中北大学2015届毕业设计说明书
F3环己烷/环己烯F7DMAC环己烯分离塔环己烷F8DMAC/环己烯F9
图3-4环己烯分离塔物料流程
F7=2.5?F1=2.5?67124.16=167810.4kg/h，分离净化过程中，环己烯损失了0.5%。
表3.7环己烯分离塔的物料衡算
输入
F3
组成 苯 环己烷 环己烯 总计 总计
m,% 0.31 15.23 84.46 100
m,kg/h 32.49 1571.13 8712.12 10315.74
组成
F7 m,kg/h
组成 苯
F8 m,% 2.02
m,kg/h 32.49
组成 输出
F9 m,%
m,kg/h 167810.4 8701.05 7.86 176519.31
DMAC 167810.4 总计
167810.4
DMAC 95.08
4.91 0.01 100
环己烷 97.29 1563.27 环己烯 环己烯 总计 总计
0.69 100
11.07 1606.83
环己烷 总计
178126.14kg/h 178126.14kg/h
3.5.4环己烯回收塔的设计依据
环己烯回收塔物料流程简图，如图3-5所示。
环己烯回收塔环己烯F10F11
F9DMAC/环己烯DMAC图3-5环己烯回收塔物料流程
分离净化过程中，环己烯损失了0.5%。 F10=8701.05?99.5%+7.86=8665.57kg/h， F11=167810.4+8701.05?0.5%=167853.74kg/h。
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表3.8环己烯回收塔的物料衡算
输入 F9
组成 DMAC 环己烯 环己烷 总计
m,% 95.08 4.91 0.01 100
m,kg/h 167810.4 8701.05 7.86 176519.3
1
总计
176519.31kg/h
总计
176519.31kg/h
组成 环己烷 环己烯 总计
F10 m,% 0.092 99.908 100
m,kg/h 7.86 8657.71 8665.57
组成 DMAC 环己烯 总计 输出
F11 m,% 99.974 0.0006 100
m,kg/h 167810.4
43.34 167853.7
4
3.6环己烯水合反应釜 （1）相关技术指标
①环己烯与水的体积比为2:5，②催化剂在水相中的质量浓度为12% 。 （2）苯部分加氢反映的工艺控制参数
表3.9环己烯水合反应釜的工艺控制参数
压力/Mpa 0.5
温度/℃ 120
搅拌r/min
43
时间min
4
转化率/％ 0.27
选择性/％
99
（3）设计依据
环己烯水合反应釜物料流程简图，如图3-6所示。
未反应的环己烯环己烯水催化剂环己烯水合釜未反应的水环己醇杂质催化剂F11
图3-6环己烯水合反应釜物料流程
'（4）由产物环己醇的质量流量G3=10411.99kg/h，环己烯水合反应生成环己醇的选择性
为0.99可知：
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OH+H2OG5G3cat.G3'
M: 82.14 18.01 100.16
G5=
10411.99?82.14=8625kg/h
100.16?99%①因为环己烯的转化率为0.27，所以环己烯的质量流量：mene=②未反应的环己烯循环回反应釜的质量流量
mrE=31944.45-8625=23319.45kg/h
?③消耗水的质量流量为mxH2O104411.99?18.01?1872.20kg/h
100.168625=31944.45kg/h 0.27④环己烯与水的体积比为2:5，mene=31944.45kg/h，
VH2O5mene31944.45kg/h3m/h? 所以VH2O=98.48m3/h Vene===39.39，3Vene2?ene811kg/m33msH2O=98.48m/h?1000kg/m=98480kg/h
⑤未反应的水循环回反应釜的质量流量mrH2O=94840-1872.20=96607.8kg/h ⑥催化剂在水相中的质量浓度为12% ，m催=98480?0.12=11817.6kg/h
⑦根据物料守恒杂质质量流量m杂=m输入-m输出：m杂=130424.45-130339.24=85.21kg/h
表3.10环己烯水合反应釜物料衡算
输入
组分 环己烯 水 催化剂 总计
质量，kg/h 31944.45 98480 11817.6 142242.05
摩尔, kmol/h 388.902 5471.111
组分 环己烯 水 环己醇 杂质 催化剂 总计
输出 质量，kg/h 23319.45 96607.8 10411.99 85.21 11817.6 142242.05
摩尔, kmol/h 283.899 5367.1 103.954
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3.6.1水合反应沉降器的物料衡算
水合反应沉降器的物料衡算的流程简图如图3-7所示。
气相杂质F1来自水合反应器沉降器油相水相/催化剂F2F3
图3-7水合反应沉降器的物料衡算流程 表3.11水合反应沉降器的物料衡算
输入 F1
组成 环己烯 水 环己醇 气体杂质 催化剂 总计 总计
m,% 16.39 67.92 7.32 0.06 8.31 100
m,kg/h 23319.45 96607.8 10411.99 85.21 11817.6 142742.05
组成 环己烯 水 环己醇 气体杂质 催化剂 总计 总计
F2 m,% 60.13 2.49 26.72 0.22 10.44 100
m,kg/h 23319.45 966.078 10359.93 85.21 4049.1 38779.768
组成 水 环己醇
催化剂 总计 输出
F3 m,% 92.44 0.05 7.51 100
m,kg/h 95641.722 52.06 7768.5 103462.282
142242.05kg/h 142242.05kg/h
3.6.2环己醇分离塔的物料衡算
环己醇分离塔的物料衡算的流程简图如图3-8所示。
环己醇分离塔环己烯/水/杂质F4F2来自沉降器环己醇/催化剂F5
图3-8环己醇分离塔的物料衡算的流程
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表3.12环己醇分离塔的物料衡算
输入 F2
组成 环己烯 水 环己醇 气体杂质 催化剂 总计 总计
m,% 60.13 2.49 26.72 0.22 10.44 100
m,kg/h 23319.45 966.078 10359.93 85.21 4049.1 38779.768
组成 环己烯 水 气体杂质
总计 总计
F4 m,% 96.35 3.31 0.34 100
m,kg/h 23319.45 799.011
85.21 24203.671
组成 水 环己醇 催化剂 总计 输出
F5 m,% 1.14 71.08 27.78 100
m,kg/h 167.067 10359.93
4049.1 14576.097
38779.768kg/h 38779.768kg/h
3.6.3环己醇精制塔的物料衡算
环己醇精制塔的物料衡算的流程简图如图3-9所示。
环己醇精制塔环己醇xD=99.5÷F5环己醇/催化剂催化剂/环己醇xW=0.5?
图3-9环己醇精制塔的物料衡算 表3.12环己醇精制塔的物料衡算
输入 F5
组成 环己醇 催化剂 总计 总计
m,% 71.90 28.1 100
m,kg/h 10359.93 4049.1 14409.03
组成 环己醇 总计 总计
F7
m,kg/h 10308.13
10308.13
组成 环己醇 催化剂 总计 输出
F8 m,% 1.26 98.74
m,kg/h 51.8 4049.1 4100.9
14409.03kg/h 14409.03kg/h
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