物料衡算与能量衡算

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1、物料衡算与能量衡算5.1概述工艺通过甲苯和甲醇采用纳米ZSM-5分子筛催化下通过烷基化反应制得对二甲苯，得到了高纯度的对二甲苯，并且在工艺流程中实现了甲苯和甲醇的循环利用，达到了经济环保的要求。设计过程中利用AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算。以工段为单位进行物流衡算，全流程分为甲苯甲醇烷基化反应工段、闪蒸——倾析工段、脱甲苯工段、对二甲苯提纯工段。5.2物料衡算5.2.1物料衡算基本原理系统的物料衡算以质量守恒为理论基础，研究某一系统内进出物料量及组成的变化，即：系统累计的质量=输入系统的质量-输入系

2、统的质量+反应生成的质量-反应消耗的质量假设系统无泄漏：当系统无化学反应发生时：在稳定状态下：，注：—进入系统的物料流率；—流出系统的物料流率；—反应产生物料速率；—反应消耗物料速率。5.2.2物料衡算任务通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量、原料的消耗量、“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，为后阶段的设计提供依据。5.2.3系统物料衡算详见附录，物料衡算一览表。5.3能量衡算5.3.1基本原理系统的能量衡算以能量守恒为理论基础，研究某一系统内各类型

3、的能量的变化，即：输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量对于连续系统：注：—设备的热负荷；—输入系统的机械能；—离开设备的各物料焓之和；—进入设备的各物料焓之和。本项目的能量衡算以单元设备为对象，计算由机械能转换、化学反应释放能量和单纯的物理变化带来的热量变化。5.3.2能量衡算任务(1)、确定流程中机械所需的功率，为设备设计和选型提供依据。(2)、确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率，确定加热剂和冷剂的用量，为后续换热和公用工程的设计做准备。(3)、确定反应过程中的热交换量，指导反应器的设计和选型。(4)、最终计算出所

4、需的能量和费用，判定工艺过程的经济性。5.3.3系统能量衡算详见附录，能量衡算一览表。