物料衡算培训课件(000001).ppt

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1、第五章物料衡算质量守恒定律是自然界的普通规律，物料的平衡与计算是这一规律在化工计算中的具体应用。在工艺设计中，流程设计和物料衡算是最先开展的项目，在流程设计初步定型后，就需进行物料衡算来确定各种原料、中间产品及产物的数量。根据物料衡算的结果，才能计算各个设备的尺寸和公用工程物料的需求量，从而完成流程设计的定量工作。可以说物料衡算是能量衡算及其它工艺计算和设备计算的基础。一物料衡算的基本步骤1.收集数据原始数据要严格依据现场实测数据，当某些数据不能精确测定或无法查到时，可在工程设计计算所允许的范围内借用、推算或假定。2.

2、画出流程示意图针对要衡算的过程，画出示意流程图，将所有原始数据标注在图的相应部位。3.确定衡算系统和衡算方法对化学反应，给出反应方程式，方程式中注明计量关系，注明各反应物料的状态条件和反应转化率、选择性，计算生成物的组成与数量。4.选择合适的计算基准5.列出物料衡算式，用数学方法求解对组成较复杂的物料，列出输入输出物料表。将未知量用代数符号表示。6.将计算结果列成输入输出物料表。7.结论与验算为了更好地说明连续生产过程的物料衡算，我们以一实例来说明：丙烯直接氧化法制丙酮年产500吨丙酮装置的物料衡算。（此例仅以说明方法

3、，所用数据并不反映实际生产情况）一、根据工艺流程图画物料流程示意图：(见下页)二、写出化学反应方程式：丙烯直接氧化合成丙酮的总反应式为：CH3—CH=CH2+1/2O2Pdcl2,Cucl2O║CH3—C—CH3+69kcal/mol二连续过程的物料衡算1、羰化塔2、羰化分离器3、闪蒸塔4、酸水缸5、氧化塔6、气液分离器7、缓冲罐8、氧化吸收塔9、尾气冷凝器10、羰化吸收塔11、初馏塔12、塔顶冷凝器13、气液分离器14、排醛塔15、塔顶冷凝器16、气液分离器17、丙醛冷凝器18、精馏塔19、塔顶冷凝器20、气液分离器

4、21、丙醛计量槽22、成品贮槽23、丙醛贮槽24、粗丙酮贮槽25、进料泵26、进料泵27、吸收液槽28、进料泵29、吸收液贮槽30、水泵31、催化剂循环压缩机三、确定计算任务：在生产任务已定的前提下，根据消耗定额和工艺指标可以求得羰化工序各项进料量，然后按流程顺序从前往后计算。四、收集数据：1、全装置工艺数据；(1)、生产规模：年产500吨100%丙酮；(2)、生产时间：年工作时数7200h；(3)、反应塔空时产率：350~500g/l*h;(4)、选择性：95%以上；(5)、氧转化率：50~60%；(6)、氯化钯生产

5、能力：30~40g/g*h(7)、丙烯单程转化率：95~99%。2、工艺操作条件及控制指标：(1)氧化塔：塔底压力：11.5atm(表压)塔顶压力：9.5atm(表压)塔底温度：105℃塔顶温度：100℃(2)羰化塔：塔底压力：9atm(表压)塔顶压力：8atm(表压)塔底温度：107℃塔顶温度：103℃丙烯量(100%，kg/h)/催化剂循环量(M3/h)=4.4~3.44(3)闪蒸塔：压力：0.3~0.5atm(表压)塔顶温度：90℃塔底温度：105℃(4)氧化吸收塔：出口压力：40mmHg吸收液温度：27℃丙酮吸

6、收率：80%(5)羰化吸收塔：出口压力：40mmHg吸收液温度：27℃吸收液浓度：10%(Wt%)要求吸收率：95%(6)初馏塔：塔顶温度：60℃冷凝液出口温度：50℃塔底温度：101℃进料温度：吸收液进料：25℃闪蒸塔顶气进料：60℃回流比：5塔底、顶的浓度要求：见计算部分塔顶压力：0.2~0.3atm(表压)塔底压力：0.3~0.4atm(表压)(7)排醛塔：塔顶压力：0.1~0.2atm(表压)塔底压力：0.2atm(表压)塔顶温度：55℃塔底温度：60℃进料温度：58℃塔顶冷凝液出口温度：52℃(8)精馏塔：塔

7、顶压力：0.05~0.1atm(表压)塔底压力：0.1~0.15atm(表压)塔顶温度：57℃塔底温度：100℃进料温度：59℃冷凝液出口温度：50℃五、计算基准：此过程属于连续操作过程，有化学反应发生，故选kg/h作为基准。六、计算：1、羰化塔：(1)进气丙酮产量：500吨/年(纯)每天产量：500/300=1.666t/d=1666kg/d每时产量：1666/24=69.45kg/h=1.195kmol/h根据中试数据：丙烯转化率：95%选择性：95%收率：94%总收率：85%需纯丙烯：1.195/0.85=1.4

8、1kmol/h=59.2kg/h采用巴陵公司的丙烯原料：丙烯为95%(wt%)丙烷为5%(wt%)故需粗丙烯：59.2/0.95=62.3kg/h(2)出料：丙烯转化：1.41*95%=1.34kmol/h其中：丙酮1.34*0.95=1.273kmol/h=73.9kg/h副产物1.34*0.05=0.067kmol/h=3.8