C8H105H2O6.5O2（3） + + 8CO2ΔH 4.5 0.0 -94.05 -57.80 f,298K
同理可得：
ΔHr,298K??γBΔHf,298K??26.42?8?57.80?5?4.5?6.5?0.0??504.86kcal/molΔA??γBAB?57.6225ΔB??γBBB??0.1647ΔC??γBCB?1.2072?10-4?8ΔD??γBDB?3.2195?10
?ΔCP?ΔA?ΔBT?ΔCT2?ΔTD3
?57.6225?0.1647T?1.2072?10?4T?2?3.2195?10?8T3该反应器的定性温度为430 ℃，即703 K。 其中：
?703298ΔCPdT??(57.6225?0.1647T?1.2072?10?4T?2-3.2195?10?8T3)dT2982?43?847030.1647T1.2072?10T23.2195?10T703 ?[57.6225T???]234298
??10.8525kcal/molΔHr,703K?ΔHr,298K??703298ΔCPdT
??504.86?10.8525??515.71kcal/mol 综上所述: 主反应: ΔHr,m??263.38kcal/molΔHr1,m??725.383kcal/mol 副反应:
ΔHr2,m??1019.41kcal/mol
ΔHr3,m??515.71kcal/mol 36
O-X + 空气 t1 = 430℃, p = 0.1MPa ΔrH1PA + MA + CO+CO2+H2O
O-X +空气 t2 = 25℃, p = 0.1MPa θΔH2?ΔrH1t1= 430℃, p = 0.1 MPa ΔH1ΔH3 PA+MA+CO+CO2+H2O t2 = 25℃, p = 0.1MPa
在温度T = 430℃，压力p=0.1MPA下,处于混合状态的反应物完全反应生 成处于混合状态下的产物的摩尔反应焓为 : ΔrH1ΔH2ΔrH1ΔH1ΔH3 = + +
ΔH3ΔrH1ΔH1ΔH2Q2反应热 =-( )=-( + + )
??(263.38?725.383?1019.41?15.71)?2523.883kcal/molQΙ2.6.3反应产物由设备中带出的热量
Q???G?c?t反应产物由设备中带出的热量Q 1可用公式计算
式中 G—物料的重量(kJ)；
QΙ??G c—物料的比热容(kJ/kg·℃)；
t—物料的温度(℃)。
在反应釜中，产物在370℃的条件下离开反应釜。由于催化剂量相对于主原
37
料量太小，故不计催化剂热量。
Q?(PA)?1388.90?0.2627?643?234605.8821kcal/h?25.018kcal/molQ?(顺酐)?48.68?0.24?370?4323.01kcal/h?8.707kcal/mol
Q?(CO2)?194.26?0.24?370?17252.51kcal/h?3.907kcal/molQ?(CO)?184.11?1.047?643?123945.035kcal/h?18.850kcal/mol Q?(H2O)?884.27?0.47?370?153773.684kcal/h?3.130kcal/mol
Q?(O2)?3015.05?0.941?643?1824292.173kcal/h?19.362kcal/molQ?(苯甲酸)?8.705?0.24?370?773.004kcal/h?10.849kcal/mol Q?(N2)?13988.569?1.044?643?9390414.46kcal/h?18.796kcal/mol Q???Q??108.619kcal/molQ???2.6.4 设备向四周散失的热量
QΙΙΙ?(Q1?Q2)?5%?(8.16?2523.883)?5%?126.602kcal/mol2.6.5消耗在加热设备各个部件上的热量 Q??QΙΙ?Q1?Q2?Q3?QΙ?QΙΙΙ?8.16?2523.883?108.619?126.296?2296.822kcal/mol
表3.5 反应器热量衡算表
进入的热量 输出的热量 kcal/mol kcal/mol
Q?Q1 8.16 108.619 2523.883 2296.822 Q2Q?? 126.602 Q??? 2525.043 2523.043
?
38
2.7部分设备的选型及计算
2.7.1反应器
表4.1 反应器设计依据
规格名称 参数 反应器 C101 反应压力（MPA） 0.03-0.05 进口温度（℃） 160 反应温度 出口温度（℃） 370 热点温度（℃） 462.5 平均反应温度（℃） 430 反应器进口邻二甲苯含量 20g/Nm3 反应器出口邻二甲苯含量 2.5ppm 反应器结构形式 列管式固定床反应器 反应器列管规格 Φ30×2.5mm；L=3400mm 测温管规格 Φ30×2.5mm；L=3400mm 催化剂 Φ8×1.5mm；h=6mm拉西环 1、测温管中心装有Φ10 mm热电偶套管,内装有24点热电偶。
2、涂有催化剂的拉西环根据BASF公司为参照，装填高度为H=2800 mm， ??管中堆积密度为870 kg/m3，测温管中堆积密度为200 kg/m3。 上段催化剂B装填高度:H1=1200mm, 下端催化剂A装填高度:H2=1600mm。
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反应所需要的列管数：
已知单管处理的物料流量为4.5 Nm3/h
列管以正三角形排列，截面管中心间距为38 mm； 反应器内部列管数n=3309根， 所需催化剂用量：
312列管中：W 1?n1?πd?l?p（其中，列管中催化剂堆积密度为p=870kg/m）
4 ?(3309?6)?0.25π?(25?10?3)2?2.8?870?3949.63kg312测温管中： W2?n2?πd?l?p（其中，列管中催化剂堆积密度为p=800kg/m）
4 ?6?0.25π?(0.0292-0.0102)2?2.8?800?7.82kg∴催化用量为W=W1+W2=3949.63+7.82=3957.45kg
Qall(11.03?653.63)?22.4n???3309根Qone反应器内径D1： 4.5计算公式； Di?t(nc?1)?2b 式中：D 反应器内径，mm； i t
管中心间距,t=38mm；
b 最外层管中心至壳璧边缘处距离，b=1.5d0； nc 位于管中心线上管数；
∴ Di?t(nc?1)?2b?38?(64?1)?2?1.5?30?2484mm∴反应器壳体内径圆整数为2500mm。 2.7.2 熔盐锅炉（熔盐冷却器）
?ΔHr)??nB(?ΔHr,m)B?5.273?106kcal/h计算依据 ：(
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