第三章 物料衡算和热量衡算
2.1.6工艺流程设计参数
原料厂外运输损失率% 0.1 原料厂内运输损失率% 0.1 产品厂里储运损失率% 0.1 产率% 99.7
2.2工艺计算
2.2.1物料衡算
1）：物料衡算的原理?方法?步骤 (1):原理
对于连续稳定过程,物料衡算的方程是: ΣMλ=ΣM出 (2-1) 即: 初始输入量=最终输出量 对不连续过程,物料衡算的方程为:
ΣMλ=ΣM出+M累积 即:初始输入量+生成输入量=最终输出量+消耗量(2)：方法
本设计属于间歇式反应,采用第二种计算方法 (3)：步骤:
(2-2)
a:收集数据:
①:原理,产品规格?
②:过程单位时间的物流量? ③:有关消耗定额?
④:有关转化率?选择性?单程收率?
b:画物料流程图,确定衡算对象,根据题目要求它可以是总物料某个组分某个元素等;
c:确定衡算范围,根据题目要求它可以是一个系统一个车间某个设备,某个设备的局部等;
d:确定衡算基准: 根据题目要求它可以是单位质量单位时间等; e:列出输入输出物料平衡表; 2）：物料衡算过程 (1):收集数据
表2-1 原料性质
原料名称
密度(Kg/m3)
摩尔质量(g/mol)
沸点(℃)
含量(%)
比热容
kJ/(kg.℃)
4，4 -二氨基-苯磺酰苯胺 263 90 0.98
苯胺 1027 93
4
184.99 2.07
H酸 319 83.5
亚硝酸钠 2.168 69 320 98
第三章 物料衡算和热量衡算
盐酸 1149 36.5 31 2.55
氢氧化钠 1150 40 30
碳酸钠 98
(2):确定单位时间内物流量: 已知: 50000t/a 年工作天数:365-(t1+t2)
选择不连续工作制度: t1=52+1+1+2+3=59(其中对于工厂,星期六照常上班,故只有星期天休息,一年52周共52天,再加上劳动节1天,元旦1天,国庆节2天,春节3天)
t1---设备大?中?小修及正常检修总天数,反应釜取6天/年? 故年工作天数=365-(52+7+6)=300d/a
∴酸性染料日产量:5000 t/a÷300d/a=166.7t/d (3):由已知消耗定额(以每吨产品计)
消耗定额是指生产每吨合格产品需要的原料?辅料及试剂等的消耗量?
表2-2 消耗定额
原料名称
消耗量
4，4 -二氨基-苯磺酰苯胺（质量分数 ≥90%）
苯胺（质量分数 ≥99%）
326kg/t
115kg/t
H酸（质量分数 ≥83.5%） 437kg/t
亚硝酸钠（质量分数 ≥98%） 166kg/t
盐酸（质量分数 30%） 1000kg/t
氢氧化钠溶液（质量分数 30%） 碳酸钠（质量分数 ≥98%） 元明粉（折100%） OP-10 Y-2试剂 尿素 氯化钠 水 (4):原料日净耗量:
4，4 -二氨基-苯磺酰苯胺： 326苯胺： 115H酸： 亚硝酸钠： 166盐酸： 1000氢氧化钠： 210碳酸钠： 321 元明粉： 85 OP-10： Y-2 试剂： 尿素： 10 氯化钠： 210kg/t
321 kg/t
85 kg/t
10 kg/t
8 kg/t
10kg/t
1000 kg/t
6500kg/t
kg/t×166.7t/d=54344.2kg/d kg/t×166.7t/d=19170.5kg/d 437kg/t×166.7t/d=72834.9kg/d kg/t×166.7t/d=27672.2kg/d kg/t×166.7t/d=166700kg/d kg/t×166.7t/d=35007kg/d kg/t×166.7t/d=53510.7kg/d kg/t×166.7t/d=14169.5kg/d 10 kg/t×166.7t/d=1667kg/d 8 kg/t×166.7t/d=1333.6kg/d kg/t×166.7t/d=1667kg/d 1000 kg/t×166.7t/d=166700kg/d
第三章 物料衡算和热量衡算
水： 6500 kg/t×166.7t/d=1000200kg/d 原料年净耗量:
4，4 -二氨基-苯磺酰苯胺： 54344.2kg/d÷1000kg/t×300d/a=16303.26t/a 苯胺： 19170.5kg/d÷1000kg/t×300d/a=5751.2t/a H酸： 72834.9kg/t÷1000kg/t×300d/a=21850.5t/a 亚硝酸钠： 27672.2 kg/t÷1000kg/t×300d/a=8301.7t/a 盐酸： 166700 kg/t÷1000kg/t×300d/a=50010t/a 氢氧化钠： 35007Kg/d÷1000kg/t×300d/a=10502.1t/a 碳酸钠： 53510.7 kg/t÷1000kg/t×300d/a=16053.2t/a 元明粉： 14169.5 kg/t÷1000kg/t×300d/a=4250.8t/a OP-10： 1667 kg/t÷1000kg/t×300d/a=500.1t/a Y-2 试剂： 1333.6kg/t÷1000kg/t×300d/a=400.08t/a 尿素： 1667 kg/t÷1000kg/t×300d/a=500.1t/a 氯化钠： 166700 kg/t÷1000kg/t×300d/a=50010t/a 水： 1000200 kg/t÷1000kg/t×300d/a=300060t/a 原料在厂内贮存及运输损失率为1%,则酸性染料工厂的原料年入厂量： 4，4 -二氨基-苯磺酰苯胺： 16303.26t/a÷(1-0.01)=167983.091 t/a 苯胺： 5751.2t/a÷(1-0.01)= 5809.293t/a H酸： 21850.5t/a÷(1-0.01)=22071.2 t/a 亚硝酸钠： 8301.7 t/a÷(1-0.01)= 8385.556t/a