Q6?设备向周围散失的热量，又称热损失; （二）热量计算
（1）对邻二甲苯过热器进行热量衡算 进料温度:
邻二甲苯: ??oC 出料温度:
邻二甲苯: ???oC
参加反应的各物料的ΔHf?(KJ/kmol)
输入 邻二甲苯 输出 邻二甲苯 量(kmol) ΔHf?
?37.5 37.5
1725.8 -11478.6
20℃各物质的Cp（J/mol.k） 物质 邻二甲苯
Cp（J/mol.k） 2.301 145℃各物质的Cp（J/mol.k） 物质 邻二甲苯
??Cp（J/mol.k） 2.111 ΔHro=Σ
生成物
?UlΔHf?-Σ
反应物
UlΔHf?
=-13204.4KJ
Q放出=ΔH
Q带走=CpmΔt
考虑5%热损失，则13864.6KJ/h 即 Q放出= Q带走
∴需采用夹套换热，采用过热蒸汽为加热剂。 进口温度为: ???oC 出口温度为: ???oC 比热容为:
?Cp?1.463kJ/(kg?oC)
设计评述
每小时需要蒸汽量:
G?
进料温度:
Q13864.6??94.8kg/hCp?t1.463??????????
（2）对空气气过热器进行热量衡算 空气: ??oC 出料温度:
空气: ???oC 即Q?712.5?1.218?(145?20)
Q?108478.13KJ/h
考虑5%热损失，则113902KJ/h
∴需采用夹套换热，采用过热蒸汽为加热剂。 进口温度为: ???oC 出口温度为: ???oC 比热容为: 每小时需要蒸汽量: G?
（3）对冷却器1进行热量衡算 进料温度:
混合气: ???oC 出料温度:
混合气: ???oC 即Q?721.8?2.218?(360?175)
Q?296176.2KJ/h
Cp?1.463kJ/(kg?oC)
Q113902??778.6kg/h Cp?t1.463??????????考虑5%热损失，则310985KJ/h
∴需采用夹套换热，采用质量分数为17.5%冷却盐水冷却
o 进口温度为: ???C
出口温度为: ???oC
3??1130.8kg/m 密度为:
比热容为: 每生产一批产品需要冷冻盐水量: G?
（4）对冷却器2进行热量衡算 进料温度:
混合气: ???oC 出料温度:
混合气: ??oC 即Q?151.8?2.218?(175?60)
Q?38719.6KJ/h
Cp?3.473kJ/(kg?oC)
Q310985??597kg/h Cp?t3.473????????????考虑5%热损失，则40657KJ/h
∴需采用夹套换热，采用质量分数为17.5%冷却盐水冷却
o 进口温度为: ???C
出口温度为: ??oC
3??1130.8kg/m 密度为:
比热容为: 每生产一批产品需要冷冻盐水量: G?
Cp?3.473kJ/(kg?oC)
Q40657??234.12kg/h Cp?t3.473???????????设计评述
3 工艺计算与设备选型
反应塔
反应塔的各项物料组成见物料衡算吸收部分 混合气共计24638kg 750kmol 气体密度:
??mmV?nRT?24638750?8.3145?(145?273)=16.3kg/m3 p1.726?103体积流量:
V?m133.33??3600?24=2463816.95?133.333600?24=2.24 m3/s 排出气体共计24638kg 721.8kmol 气体密度:
??mV?mnRT?24638721.8?8.3145?(360?273)=11.2kg/m3 p1.726?103平均气体密度:
16.3?11.22?13.75 kg/m3 进口气体:共计24638kg 750kmol其中: 邻二甲苯5% 空气95% 查化工手册得气体密度:?3l=1.45 kg/m
出口气体:共计24638kg 721.8kmol其中苯酐5% 空气79% Ｈ２Ｏ15.6% 0.25%
查化工手册得液体密度:?l=1.61 kg/m3 平均密度:
1.45?1.61?1.53 kg/m32 进口气体质量流量:
W24638?133.33V?3600?24=38.021kg/s
由<<化工原理>>图3—18可查得:U2max=0.537m2/s2
吸收塔采用25?25?0.8填料环以乱堆方式填充,填料因子?=130m?1 黏度?l?0.294m·Pa·s
副产物泛点气速:Umax?0.147g?l???V?l0.2VsU=0.147?g?1.53?1.3m/s 0.2130?1.148?13.75?0.294取空塔气速:U=0.7Umax=0.7?0.73=0.513m/s
U??VsD2?D???2.24?4?2.356m
44?0.513圆整2.4m
U??VsD2=
2.24?4=0.4954 m/s
242.4泛点率:U/Umax=0.4954/0.73=67.86% 取?LW?min?0.08m3/(m·h) ??100m2/m3 则Umin??LW?min?=0.08×100=8m3/(m2·h) 操作条件下的喷淋密度:
U?WV?3600?238.021?3600?/2.42=19785.3m3/(m2·h)>Umin /D=
1.534?4填料层高度:
查<<化工原理>>图2—21得:NT??时Amin?0.89
L()min?mkAmin=3.4 VL371.25?4.04 =
V91.794Ak?L4.04??0.38 Vmk10.625查<<化工原理>>图2—21得NT?8 板层高:HETP=1.3m
Z?NTHETP?8?1.3?10.4m
塔高:H=1.2Z=1.2×10.4=12.48m取塔高H=13m 出塔气换热器的工艺计算 （1）给热系数：
管内气体流量为24638kg/h，进口温度为360℃，出口温度为320℃。 管外冷却剂为循环水，进口温度为25℃，出口温度为80℃。