湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
⑴ 石墨冷却器： 已知表：
表16 已知量表
进料 CH≡CH HCl O2 H2O Σ
质量/kg 3595.566 5451.421 1.9136 2.7612 9051.6618
出料 CH≡CH HCl O2 H2O 40%盐酸
Σ
质量/kg 3595.566 5450.869 1.9332 1.9136 1.38 9051.6618
进料温度：25℃，出料温度：-13℃ 25℃为计算基准 C 乙炔=1.352 kJ(kg·℃)-1 C 水蒸气=1.8837 kJ(kg·℃)-1 C 氯化氢=0.8581 kJ(kg·℃)-1 C 氧气=0.653 kJ(kg·℃)-1 C 水（l）=4.175 kJ(kg·℃)-1 C 水（冷凝热）= -2229.4636 kJ(kg·℃)-1 C40%盐酸=3214 kJ(kg·℃)-1 计算：
Q1：进料温度25℃，则Q1=0
Q3：HCl溶于水放出的热以及水气液化放出的热
生成40%盐酸时，HCl的水溶液的生成热：3544kcal·kmol-1=148351.84 kJ·kmol-1。[4] 则HCl溶于水放出的热量为：148351.84??5451.421?5450.869?/36.5?2243.568kJ 水液化放出的热：Q?2229.4636?0.046?102.55kJ ∴Q3=2243.568+102.5=2346.118kJ ∴Q4=Q乙炔＋Q氯化氢 ＋Q氧气＋Q水蒸气＋Q盐酸
=1.352×3595.566×（-13-25）＋0.8581×5450.869×（-13-25）＋0.653×1.9136×（-13-25）＋1.88837×1.9332×（-13-25）＋3214×1.38×（-13-25） = -184725.799-17774.7060-47.484-138.380-168542.16 = -531200.883 kJ
Q2:5%Q2=Q5
∵Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5
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∴0＋Q2＋2346.118=-531200.883＋5%Q2 ∴Q2= -561628.422 kJ Q5= -28081.421 kJ
表17 石墨冷却器热量衡算表
项目 CH≡CH HCl O2 H2O 冷凝热 盐水吸热
Σ
入方/kJ 0 0 0 0 2346.118 -561628.422 -559282.304
项目 CH≡CH HCl O2 H2O 盐酸 损失 Σ
出方/kJ -184725.799 -177747.060 -47.484 -138.380 -16854.216 -28081.421 -559282.304
⑵ 石墨预热器 已知表
表18 已知量表
出料/出料 CH≡CH HCl O2 H2O Σ
质量/kg 3595.566 5449.951 1.9136 0.3866 9047.8168
进料温度：-13℃，出料温度：75℃ 以-13℃计算为基准 C 乙炔=1.80 kJ(kg·℃)-1 C 水(g)=1.884 kJ(kg·℃)-1 C 氯化氢=0.858 kJ(kg·℃)-1 C =0.236 kJ(kg·℃)-1 计算：
Q1：进料温度-15℃，则Q1=0 Q3=0
Q4 =Q 乙炔＋Q氯化氢 ＋Q氧气＋Q水(g)
= 1.8×3595.566×（75＋13）＋0.858×5449.951×（75＋13）＋1.884×0.3866×（75＋13）＋0.988×1.9136×（75＋13）
=569537.654＋411493.100＋64.095＋166.376 =981261.225 kJ
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Q2:5%Q2=Q5
∵Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5
∴0＋Q2＋0=981261.225＋5%Q2 ∴Q2=1032906.553 kJ Q5=51645.328 kJ
表19 石墨预热器热量衡算表
项目 入方/kJ 项目 出方/kJ CH≡CH 0 CH≡CH 569537.654 HCl 0 HCl 411493.100 O2 0 O2 166.376 H2O 0 H2O 64.095 蒸汽加热
1032906.553 损失 51645.328 Σ
1032906.553
Σ
1032906.553
⑶ 转化器： 已知表
表20 已知量表
进料 质量/kg 出料 质量/kg CH≡CH 3595.566 CH2=CHCl 8211.028 HCl 5449.951 CH≡CH 179.778 O2 1.9136 HCl 654.7106 H2O 0.3866 O2 1.9136 H2O 0.3866 Σ
9047.8168
Σ
9047.8168
根据：此处热损失率为：1.5%
进口温度：75℃，出口：110℃，以75℃为计算标准。 C 乙炔=1.894kJ(kg·℃)-1 C 水 (g)=1.907 kJ(kg·℃)-1 C 氯化氢=0.872 kJ(kg·℃)-1 C 氧气=0.242 kJ(kg·℃)-1 C 氯乙烯=0.8502 kJ(kg·℃)-1 计算：
Q1：进料温度75℃，则Q1=0 Q3=124.8×131.376×103=16395724.8 kJ
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Q4 =Q 氯乙烯＋Q 乙炔＋Q氯化氢 ＋Q水(g)＋Q氧气
=0.8502×8211.028×（110-75）＋1.894×179.778×（110-75）
＋0.872×654.7106×（110-75）＋1.907×0.3866×（110-75）＋0.242×1.9136×（110-75） =244335.560＋11917.484＋19981.768＋2.580＋16.208
=258253.600 kJ
Q2:1.5%Q2=Q5
∵Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5
∴0＋Q2＋16395724.8=258253.600＋1.5%Q2 ∴Q2=-16383219.49 kJ Q5=-245748.2924 kJ
表21 转化器热量衡算表
项目 入方/kJ 项目 出方/kJ CH≡CH 0 CH2=CHCl 244335.560 HCl 0 CH≡CH 11917.484 O2 0 HCl 19981.768 H2O 0 O2 16.208 反应热 16383219.49 H2O 2.580 循环水 -16383219.49 损失 -245748.2924 ∑
12505.31
∑
12505.31
⑷ 石墨冷却器 已知表
表22 已知量表
出料/出料 质量/kg CH2=CHCl 8211.028 CH≡CH 179.778 HCl 654.7106 O2 1.9136 H2O 0.3866 Σ
9047.8168
进口温度：110℃，出口温度：25℃
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以110℃为计算标准。 C 氯乙烯=0.857 kJ(kg·℃)-1 C 乙炔=1.846 kJ(kg·℃)-1 C 水 (g)=1.9046 kJ(kg·℃)-1 C 氯化氢=0.8623 kJ(kg·℃)-1 C 氧气=1.000 kJ(kg·℃)-1 计算：
Q1：进料温度110℃，则Q1=0 Q3=0
Q4 =Q氯乙烯+Q乙炔+Q氯化氢 +Q水(g)+Q氧气
=0.857×8211.028×（25-110）+1.864×179.778×（25-110）+0.8623×654.7106×（25-110）+1.9046×0.3866×（25-110）+1.000×1.9136×（25-110） =-598132.335-28208.966-47987.34-62.587-162.656 =-674553.884 kJ Q2: 5%Q2=Q5
∵Q1+Q2+Q3=Q4+Q5
∴0+Q2+0=-674553.884+5%Q2 ∴Q2=-710056.72 kJ Q5=-35502.836 kJ 表23 石墨冷却器热量衡算表
项目 入方/kJ 项目 出方/kJ CH≡CH 0 CH2=CHCl -598132.335 HCl 0 CH≡CH -28208.966 O2 0 HCl -4798.734 H2O 0 O2 -162.656 循环水 -710056.72
H2O -162.656 损失 -35502.836 ∑
-710056.72
∑
-710056.72
⑸ 冷却水消耗 ⅰ 盐水：
已知：盐水用于石墨冷却器除去水气，
进口温度：-35℃，出口温度：-20℃
40%盐水的比热容：C盐水=3214 kJ(kg·℃)-1。[5] ∴Q=3214×m×[-20-（-35）]=561628.422 kJ
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