3.9 T301循环丙烯洗涤塔的物料衡算
T301的液位50%，体积11m3 丙烯密度 0.52g/cm3 则回流的液相丙烯：11*0.5*0.52*103=2860kg 进料：D301→T301 PP粉： 1960.37kg 丙烯：14387.66kg
F301→T301 丙烯：4305.63kg
损失丙烯0.5%，损失19.125*1000*0.5%=95.625kg/h
则回收至D302的丙烯14387.66+1914.402-2860-95.625=13346.437kg 小闪线内随回流丙烯到F301的PP 1960.37kg
D301丙烯 回收丙烯 T301 损失丙烯 F301丙烯
图3.6 T301物料平衡图 表3-6 T301物料衡算表
输入
物料名称 丙烯（D301） PP(D301) 丙烯（F301）
输出
损失丙烯 回收丙烯 PP(F301) 回流丙烯
物料质量（kg）
总量（kg） 18262.432
14387.66 1960.37
1914.402 95.625
18262.432
13346.437 1960.37
2860
3.10 D501汽蒸罐的物料衡算
纯净自F301来的聚合物低压蒸气气体S501T501粉末D502含3%wt的冷凝水
图3.7 D501物料平衡图
进料： PP 19603.71kg，丙烯153kg，水蒸汽：27005.3kg （计算） 损失PP粉：19.125*1000*0.1%=19.125kg
则从D501→D502： PP粉 19603.71-19.125=19584.585kg PP粉夹带水分19584.585*3%=587.538kg D501→T501 PP粉：19.125kg 丙烯: 153kg
水蒸气：27005.3-587.538=26417.762kg
表3-7 D501物料平衡表
输入
物料名称 PP 丙烯 水蒸气
输出
损失PP PP粉 损失丙烯 水蒸气 PP粉夹带水分
物料质量（kg）
总量（kg） 19756.71
19603.71
153 27005.3 19.125
27005.3 19756.71
19584.585
153
26417.762 587.538
27005.3
3.11 T501水洗塔的物料衡算
D501→T501 PP粉：19.125kg 丙烯: 153kg
水蒸汽：27005.3-703.7=26301.6kg
还有少量的油、HCl等 出料：塔底：PP粉 19.125kg 水蒸汽 26301.6kg
少量 HCl
塔顶：丙烯153kg进入尾气回收系统 油排至油桶
3.12 D502干燥塔的物料衡算
进料：湿PP粉 19584.585+587.538=20171.123(kg) 热氮气 478.42kg 出料：
塔底：干PP粉末 19584.585kg 少量水分19584.585*0.02%=3.92 kg 氮气带走的水分为587.585-3.92=583.665kg 塔顶：湿氮气：478.42+583.665=????kg
自D501来的聚丙烯湿氮气S502干燥洗涤塔T502粉末D507氮气料仓D801A/B
图3.8 D502物料平衡图
3.13 造粒
PP粉19584.585损失0.1%为19584.585*0.1%=19.585kg 在聚合过程中催化剂和氢气全用来生产成品PP,损失的忽略不记 得成品PP粉：(19584.585+3.8952+8.385)- 19.585=19577.28kg=19.58t 则年生产PP:19.58*8000=15.66t
第四章 热量衡算
热量衡算是指根据能量守恒定律对设备在操作过程中传入热量或传出热量的平衡计算[12]。连续操作过程热量衡算的内容主要是计算正常操作时的传热速率，为设备传热面积、传热介质流量、工艺管径等的计算及控制方案的选择提供依据。
在化工过程中，各种热量之间的转换关系可以用热平衡方程表示：
∑Q=∑H出 - ∑H进
其中 ∑Q------设备或系统与外界环境交换热量之和，通常包括热损失，kJ；
∑H出------离开设备或系统各股物料的焓之和，kJ； ∑H进------进入设备或系统各股物料的焓之和，kJ；
4.1 计算依据
丙烯聚合热：2172.95kJ/kgPP
表4-1 水的比热
℃ Kcal/(kg*℃)
℃ Kcal/(kg*℃)
℃ Kcal/(kg*℃)
℃ Kcal/(kg*℃)
℃ Kcal/kg
20 1．93
50 2750 50 1．64 25 0．685 20 0.999
30 0.997
表4-2 液相丙烯比热
50 0．800
表4-3 气相丙烯比热
60 1．643 表4-4 聚丙烯比热
70 2．23
表4-5 丙烯汽化潜热
60 2350
76 1700 80 2．246
105 2．526
76 1．647
20 1．633
60 0．810
70 0．910
70 1.00
80 1.002
4.2 R200小环管的热量衡算
预聚生成PP：64.92kg 丙烯聚合热：2172.95kJ/kgPP
输入热量：
20℃的丙烯带入热量Q1 =CP*m*△t=3000*0.685*4.2*20=172620kJ PR的反应热Q2=2172.95*64.92=141067.914kJ 输出热量：
预聚物带走热量Q3= CP*m*△t=64.92*1.93*20=2505.912 kJ
未反应丙烯带走热量Q4= CP*m*△t=(3000-64.92)*0.685*4.2*20=168884.5 kJ
通过通冷却水移走聚合反应生成热，设备向外界环境散热的热量可忽略不计，则冷却水带走的热量为Q5：
Q5=Q1+Q2-Q3
=64.92*0.685*4.2*20+2172.95*64.92-64.92*1.93*20 =3735.497+141067.914-2505.912 =142297.499kJ
夹套水进口温度范围是9.5～10.5℃,本设计取10℃，出口温度取15℃ 因为 Q=m*△t*C水 得 m水=Q5/（C水*△t） 所以 m水=142297.499/(4.2*5)=6776.07kg
液相本体法聚丙烯聚合釜夹套传热的总传热系数为：K=δ*e-0.809C K—总传热系数，ω/m2k
δ—丙烯转化率为零时的传热系数，ω/m2k C—丙烯转化率（C=64.92/3000=0.02164）
对于碳钢材质的聚合釜δ可取560～698ω/m2k，取δ=600ω/m2k 则K= 600*e（ -0.809*0.02164）=589.587ω/m2k 传热方式：夹套式换热为主 反应温度：20℃→ 20℃ 冷却水 ： 10℃ →15℃
平均温差[i]△tm=（△t1-△t2）/㏑（△t1/△t2） 则△t={(20-10)-(20-15)} /㏑{(20-10)-(20-15)}=7.214℃ 1ω=3.6kJ/h
传热面积[10]A=Q/（K.△tm） 则A= A=Q5/（K.△tm）
=(142297.499/3.6)/( 589.587*7.214)m=39527.083/4253.28=9.29m2
表4-6 R200热量衡算表