淮海工学院二〇〇九届本科毕业设计(论文) 第 21 页 共 47 页
A=Qbλ△t
式中:
b——搪玻璃壁厚,m; λ——搪玻璃传热系数。 Q取最大热量272534kJ/h
272534×1.5×10-3A==1.06m23.556×(150-42) A'=1.15A=1.15×1.06=1.22m2 ⑥蒸汽计算
Q=Q1+4Q2=70244+4×272534=1160380kJ
W=1160380Q=×18=547.22kg/h△H38169
最大蒸汽流量由Q2计算
W1=Q2272534=×18=128.52kg/h△H38169
4.6 脱醇塔顶冷凝器
①上升气量 正丁醇401.68kg/h
冷冻水由0℃升至10℃,物料由42℃降至10℃,平均温度26℃。 ②换热面积估算
Q=n·△H+n·Cp△t
401.68401.68Q=50208×+×179.912×(42-10)7474=303785kJ/h 加上5%热损失,取Q=318974kJ/h
△tm=(42-10)-(10-0)42-10ln10-0=18.91℃
A=QK△t=318974=11.52m21464.4×18.91
取A'=1.15A=1.15×11.52=13.25m2 ③冷冻水最大流量
淮海工学院二〇〇九届本科毕业设计(论文) 第 22 页 共 47 页
Q318974==423.54kmol/h=7624kg/hW=Cp△t75.312×10
4.7 乙酰化釜
①物料量
柠檬酸三丁酯:1248.09kg 其余按醋酸计算为:764.85kg ②升温假设
物料由室温(25℃)在1小时内升至85℃,然后在85℃下反应2h,反应过程有50%的醋酸汽化。
③第一阶段:升温吸热
温度由25℃升至85℃,平均温度55℃。
Q1=△t∑Cpini
1248.09Q1=(85-25)×(687.674×360+135.481×=243920kJ/h加上5%热损失,取Q1=256116kJ/h ④反应吸热
Q2'=∑△Hini
764.85)60
1248.09764.85Q2'25328×=401792kJ×69329×50%+=36060
加上5%热损失,Q2'=421882kJ 以每小时计Q2=210941kJ/h ⑤乙酰化釜传热面积估算 Q取最大值Q1=256116kJ/h
△tm=(150-25)-(150-85)ln150-25150-85=91.75℃
A=256116=3.12m2895.376×91.75
取A'=1.15A=1.15×3.12=3.59m2
淮海工学院二〇〇九届本科毕业设计(论文) 第 23 页 共 47 页
⑥加热所需蒸汽量
Q=Q1+Q2'=256116+210941=467057kJ/h
W=Q467057=×18=220.26kg/h△H38169
蒸汽最大流量由Q1计算,则
W1=Q1△H=256116×18=120.78kg/h38169
4.8 乙酰化釜冷凝器
①物料量
有50%的醋酸汽化,即:764.85×0.5=382.43kg 每小时汽化量,即:382.43/0.25=1529.72kg/h ②传热面积估算 Q=K·A·△tm
冷却水由25℃升至35℃,物料由85℃降至40℃,平均温度62.5℃。
△tm=(85-35)-(40-25)ln85-3540-25=29.07℃
Q=n·△H+n·Cp△t
1529.72Q=25328×1529.72+×135.481×(85-40)6060=801182kJ/h 加上5%热损失,Q=841241kJ/h
A=841241=19.76m21464.4×29.07
取A'=1.15A=1.15×19.76=22.72m2 ③冷却水最大流量
W=841241=1117.00kmol/h=20106kg/h75.312×(35-25)
4.9 脱酸塔釜
①物料量 醋酸:207.60kg
淮海工学院二〇〇九届本科毕业设计(论文) 第 24 页 共 47 页
醋酸酐:282.334kg
其余按乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)计算为:1523kg
设升温时间为1小时,操作时间为4小时,回流比R=1.5,则上升气体中: 醋酸酐为:282.34×2.5/4=176.46kg/h 醋酸为:207.60×2.5/4=129.75kg/h
脱醋酸为减压操作,绝压2666Pa,醋酸酐的沸点为47℃,醋酸的沸点为29℃,取平均值38℃作为计算依据。
②升温假设
物料由室温(25℃)在1小时内升温至38℃,然后在38℃下,脱除全部的醋酸酐和醋酸。
③升温过程吸热
Q=△t∑Cpini
282.34711.28×1523)207.60Q=(38-25)×××+(133.88840260+135.481102=48130kJ/h 加上5%热损失,取Q1=50537kJ/h
④汽化过程吸热
Q2=∑△Hini
.46129.75×26694Q2=45606×176102+60=136624kJ/h
加上5%热损失,Q2=143455kJ/h ⑤换热面积估算
Q取最大热量143455kJ/h,则
△t=(150-25)+(150-38)2=118.5℃
A=QK△t=143455=1.35m2895.376×118.5
取A'=1.15A=1.15×1.35=1.55m2 ⑥蒸汽量计算
Q=Q1+4Q2=50537+4×143455=624357kJ
淮海工学院二〇〇九届本科毕业设计(论文) 第 25 页 共 47 页
W=Q=624357×18=294.44kg/h△H38169
蒸汽最大流量由Q2计算,则
Q2143455W1==×18=67.65kg/h△H38169
4.10 脱酸酐塔顶冷凝器
①上升气体中 醋酸酐:176.46kg/h 醋酸:129.75kg/h
冷冻水由0℃升至10℃;物料由38℃降至12℃,平均温度26℃。 ②换热面积估算
Q=∑ni(△Hi+Cpi△t)
129.75176.46)26694+133.888×26)×+(×Q=×(45606+196.6482660102=152997kJ/h
加上5%热损失,取Q=160647kJ/h
△tm=(38-10)-(12-0)38-10ln12-0=18.88℃
A=QK△t=160647=5.81m21464.4×18.88
取A'=1.15A=1.15×5.81=6.68m2 ③冷冻水最大流量
W=Q160647==213.31kmol/h=3839.58kg/hCp△t75.312×10
4.11 热量衡算结果汇总
热量衡算结果汇总见表11。
表11 热量衡算结果汇总表