产18万吨醋酸生产装置初步设计毕业论文.doc

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1、2012届毕业生毕业论文题 目: 年产18万吨醋酸生产装置初步设计 2012年5月18日摘要醋酸是一种用途广泛的基本有机产品。本设计拟采用以乙醛为原料生产醋酸(180kt/a)的工艺。该工艺原料来源广泛，污染较小，工艺简单，投资费用省，产品质量高。本设计介绍了醋酸的性质、用途、工业现状以及各种醋酸生产方法，对乙醛氧化工艺流程做了阐述。设计重点对氧化、精馏工段进行了详细的物料衡算和热量衡算，同时对主要设备进行了计算和选型，绘制了工艺流程图和主要设备装配图。关键词：乙醛氧化；醋酸；工艺设计；物料衡算；热量衡算The preliminary design of annual output of 18

2、0,000 tons of acetic acid production plant AbstractAcetic acid is a versatile basic organic product. The project designs process of acetic acid (180kt/a) production through the oxidation of acetaldehyde. The process has the advantages of wide range of sources of raw materials, less pollution, simple

3、 equipment, low investment, higher product quality. The design described properties, application, industrial status, and manufacture methods of acetic acid, as well as process flow of acetaldehyde oxidation. The design focused on the oxidation and distillation sections to detail material balance and

4、 heat balance. The process calculation and selection of main equipments were done. Finally, process flow diagrams and assembly drawings of major equipments were drawn.Keywords: Oxidation of acetaldehyde, Acetic acid, Process design, Material balance, Heat balance目录第一章 文献综述11.1 醋酸简介11.2 醋酸性质11.3 工业现状

5、11.4. 醋酸的制备2第二章 工艺简介42.1 产品品种、规格、质量指标及拟建规模4第三章 物料衡算53.1 氧化部分物料衡算53.2蒸发器物料衡算83.3精馏塔物料衡算93.4 醋酸回收塔物料衡算9第四章 热量衡算114.1 氧化塔热量衡算114.2 蒸发器热量衡算154.3 精馏段热量衡算16第五章 塔体设计185.1 精馏塔设计18第六章 板式塔的结构276.1 接管276.2 筒体封头和除沫器286.3 人孔及裙座286.4 塔板结构296.5 吊柱296.6 塔的立体高度29第七章 劳动安全卫生及环境保护措施307.1 主要污染源以及主要污染物307.2 环保措施及主要处理方法30

6、第八章 全厂总平面布置31参考文献32致 谢34附表35一、吉利兰图35二、史密斯关联图35三、液流收缩系数计算图35四、弓形降液管参数图36五、干筛孔流量系数图36六、充气系数关联图36第一章 文献综述1.1 醋酸简介醋 酸 又 称 乙 酸 或 者 冰 醋 酸 ，被 公 认 为 是 食 醋 的 酸 味 和 刺 激 气 味 的 来 源 ，在 自 然 界 中 广 泛 存 在 ， 是 一 种 环 境 友 好 的 有 机 酸 。在 生 活 中 ，乙 酸 的 稀 溶 液 常 被 用 作 除 垢 剂 。 工 业 方 面 ， 它 被 用 于 制 造 聚 对 苯 二 甲 酸 乙 二 酯 ， 醋 酸 纤 维

7、素 和聚 乙 酸 乙 烯 酯。 在 食 品 添 加 剂 列 表 E 2 6 0 中 ，乙 酸 是 规 定 的 一 种 酸 度 调 节 剂 。1.2 醋酸性质 1.2.1 醋 酸 的 物 理 性 质 1,2乙 酸 在 常 温 下 是 一 种 有 强 烈 刺 激 性 酸 味 的 无 色 液 体 。 熔 点 为 1 6 . 6 ， 沸 点1 1 7 . 9 ， 相 对 密 度 1 . 0 5 ， 闪 点 3 9 ， 4 % 1 7 % ( 体 积 ) ， 折 光 率 1 . 3 7 1 6 。 纯 乙 酸 在1 6 . 6 以 下 时 能 结 成 冰 状 的 固 体 ，所 以 常 称 为 冰 醋 酸

8、 3 。 易 溶 于 水 、 乙 醇 、 乙 醚 和 四 氯 化 碳 。它具 有 腐 蚀 性 ， 其 蒸 汽 对 眼 和 鼻 有 刺 激 性 作 用 。 1.2.2 醋 酸 的 化 学 性 质乙 酸 在 水 溶 液 中 是 一 元 弱 酸 ， 酸 度 系 数 为 4.8，pKa=4.75 (25)，浓 度 为 1 m o l / L 的 醋 酸 溶 液 （ 类 似 于 家 用 醋 的 浓 度 ）的 p H 为 2 . 4 ，也 就 是 说 仅 有 0 . 4 % 的 醋 酸 分 子 是 解 离 的 4 。 对 于 许 多 金 属 ，乙 酸 是 有 腐 蚀 性 的 ， 例 如 铁 、 镁 和 锌

9、 ， 反 应 生 成氢 气 和 金 属 乙 酸 盐 。因 为 铝 在 空 气 中 表 面 会 形 成 氧 化 铝 保 护 层 ， 所 以 铝 制 容 器 能 用 来 运 输 乙 酸 。1.3 工业现状据 S R I 咨 询 公 司 统 计 ，2 0 0 6 年 全 球 醋 酸 总 生 产 能 力 达 到 1 1 . 0 9 9 M t / a ， 其 产 能 分 布 为 ：北 美 占 有 3 . 5 1 5 M t / a ， 南 美 占 有 1 1 2 k t / a ， 西 欧 占 有 1 . 2 2 7 M t / a ， 东 欧 占 有 4 3 0 k t / a ， 中 东 占 有

10、2 1 4 k t / a ， 非 洲 占 有 2 0 k t / a ， 亚 州 占 有 5 . 5 8 1 M t / a 。 近 年 来 ， 亚 洲 地 区 生 产 能 力 增 加 较 快 ， 年 均 增 长 率 为 7.2%， 高 于 世 界 3 . 8 % 的 年 均 增 长 率 。世 界 两 大 醋 酸 生 产 商 C l e a n e s e 和 英 国 B P 公 司 控 制 了 全 球 的 醋 酸 生 产 5 ， 两者 合 计 生 产 能 力 已 达 到 4 . 3 8 4 M t / a ， 约 占 全 球 总 生 产 能 力 的 4 0 % 以 上 。 2 0 0 9

11、年 ， 统 计 表 明 我 国 采 用 甲 醇 羰 基 合 成 法 生 产 的 醋 酸 占 醋 酸 总 产 量 的 8 2 . 6 % 。 预 计 我 国 2 0 1 0 年 醋 酸 产 能 及 需 求 将 分 别 达 到 5 4 0 万 t / a 和 3 2 5 万 t / a ， 已 出 现 产 能 远 大 于 需 求 的 状 况 6 。1.4. 醋酸的制备醋 酸 的 制 备 可 以 通 过 人 工 合 成 和 细 菌 发 酵 两 种 方 法 。1.4.1 细菌发酵生 物 合 成 法 ，即 利 用 细 菌 发 酵 ，由 此 而 产 生 的 醋 酸 产 量 仅 占整 个 世 界 产 量 的

12、10%，但 是 仍 然 是 生 产 醋 酸 的 最 重 要 的 方 法 ，因 为 很 多 国 家 的 食 品 安 全 法 规 规 定 用 于 食 物 的 醋 必 须 是 由 生 物 制 备 的 。 1.4.1.1 有氧发酵 在 氧 气 充 足 的 情 况 下 ， 醋 酸 杆 菌 能 够 从 含 有 酒 精 的食 物 中 生 产 出 乙 酸 。 这 些 细 菌 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ：C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O 1.4.1.2 无氧发酵 部 分 厌 氧 细 菌 ， 包 括 梭 菌 属 的 部 分 成 员 ， 能 够 将 糖类 直 接 转 化 为 乙 酸 而

13、不 需 要 乙 醇 作 为 中 间 体 7。C6H12O6 3CH3COOH 1.4.2 人工合成法1.4.2.1 甲醇羰基化法5 大 部 分 乙 酸 是 通 过 甲 基 羰 基 化 合 成 的 。 此 反 应 中 ，甲 醇 和 一 氧 化 碳 反 应 生 成 乙 酸 ， 方 程 式 如 下 ：CH3OH + CO CH3COOH 1.4.2.2 乙醇氧化法由 乙 醇 在 有 催 化 剂 的 条 件 下 和 氧 气 发 生 氧 化 反 应 制得 。 C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O 1.4.2.3 乙醛氧化法 乙 醛 可 以 通 过 氧 化 丁 烷 或 轻 石 脑 油 制 得

14、 8 ，或 者 通 过 乙 烯 水 合 后 生 成 。当丁 烷 或 轻 石 脑 油 在 空 气 中 加 热 ， 并 有 多 种 金 属 离 子 及 过 氧 根 离 子 催 化 ， 会 分 解 出 乙 酸 ： 2C4H10 + 5O2 4CH3COOH + 2H2O 1.4.2.4 乙烯氧化法由乙烯在催化剂（所用催化剂为氯化钯PdCl2、氯化铜CuCl2和乙酸锰 (CH3COO)2Mn）存在的条件下，与氧气发生反应生成。1.4.2.5 低碳烃氧化法反应式：2C4H10+5O2 4CH3COOH+2H2O （催化剂：Co(Ac)2和Mn(Ac)2）1.4.2.6 丁烷氧化法丁 烷 氧 化 法 又

15、称 为 直 接 氧 化 法 ， 是 用 丁 烷 为 主 要 原料 ， 通 过 空 气 氧 化 而 制 得 乙 酸 的 一 种 方 法 。2CH3CH2CH2CH3 + 5O24CH3COOH + 2H2O 1.4.2.7 托普索法（合成气法或者两步法）低 压 甲 醇 羰 基 化 法 以 甲 醇 ，CO 是 由 天 然 气 或 水 煤 气 获 得 ，甲 醇 是 重要 化 工 原 料 ，其 货 源 和 价 格 波 动 较 大 9 。 托 普 索 法 以 单 一 天 然 气 或 煤 为 原 料 。 第一步：合 成 气 在 催 化 剂 下 生 成 甲 醇 和 二 甲 醚 ；第二步：甲醇和二甲醚和CO。

16、第二章 工艺简介2.1 产品品种、规格、质量指标及拟建规模本设计拟完成年产18万吨醋酸生产工艺的初步设计， 综 合 文 献 分 析 ， 结 合 本 地 区 特 点 10， 决 定 采 用 乙 醛 氧 化 法 生 产 醋 酸 工 艺 。乙 醛 液 相 催 化 自 氧 化 合 成 醋 酸 是 一 项 强 放 热 反 应 ，总 反 应 式 为 ：CH3CHO(aq) + 1/2O2 CH3COOH(aq) H298k= -294 kJ/mol乙 醛 氧 化 时 首 先 生 成 过 氧 乙 酸 ，再 与 乙 醛 生 成 中 间 复 合 物 ，分 解 即 为 醋 酸 ：CH3CHO + O2CH3COO

17、OHCH3COOOH + CH3CHO 中间复合物 2CH3COOH乙 醛 和 催 化 剂 溶 液 自 反 应 塔 中 上 部 加 入 ， 为 了 使 乙 醛 不 被 大 量惰 性 气 体 带 走 ，工 业 上 一 般 釆 用 氧 作 催 化 剂 ， 且 氧 分 段 鼓 泡 通 入 反 应 液 中 ， 与 乙 醛 进 行 液 相 氧 化 反 应 ， 氧 化 过 程 释 放 的 大 量 反 应 热 通 过 外 循 环 冷 却 而 移 出 ， 出 反 应 器 的 反 应 尾 气 经 冷 凝 回 收 乙 醛 后 放 空 1 1 ,1 2 ， 反 应 液 首 先 经 蒸 发 器 除 掉 醋 酸 锰 催

18、 化 剂 ， 醋 酸 蒸 汽 经 精 馏 塔 蒸 出 未 反 应 的 乙 醛 、 甲 酸 、 醋 酸 甲 酯 、 水 、 三 聚 乙 醛 等 轻 组 分 ， 要 求 纯 度 99% , 其 余 的 则 进 入 醋 酸 回 收 塔 回 收 粗 醋 酸 。工艺流程图如图2-1所示。回流乙醛蒸发器成品醋酸副产物催化剂残液尾气工 业 氧氧 化 反 应 器工 业 氮乙 醛催 化 剂乙 醛 回 收 塔精 馏 塔 粗醋酸醋 酸 回 收 塔图2-1 乙醛氧化制醋酸工艺流程图第三章 物料衡算醋酸年产量为18万吨，选择年开工时间：8000小时，收率按91.7%计算，每小时醋酸产量：22500kg/h；根据总反应方

19、程式：CH3CHO+1/2O2CH3COOH确定乙醛进料量为：=17993.46kg/h。选择每小时乙醛进料量为18000kg。3.1 氧化部分物料衡算氧 化 塔 各 项 进 料 的 工 业 标 准 组 成 见 表 3 - 1。表3-1氧化塔各项进料的工业标准组成原料乙醛%(质量)工业氧%(质量)工业氮%(质量)催化剂溶液%(质量) 乙醛 99.5氧气 98氮气 97 醋酸 60醋酸 0.1氮气 2氧气 3醋酸锰 10 水 0.3 水 30三聚乙醛 0.1(1) 在 氧 化 过 程 中 的 已 知 条 件 1 3 ,1 4 ：1.乙醛进料量18000kg/h，乙 醛 转 化 率 为 99.3%

20、， 氧 的 利 用 率 为 98.4%2.工 业 氮 自 氧 化 塔 塔 顶 补 充 使 其 浓 度 达 到 %；3.未 转 化 的 乙 醛 在 气 液 相 中 的 分 配 率 ( 体 积 % ) ：气 相 34%；液 相 66%4.设 定 催 化 剂 中 醋 酸 锰 用 量 为 氧 化 塔 进 料 乙 醛 重 量 的 0.08%5.乙 醛 的 总 转 化 率、主 反 应 及 各 副 反 应 的 转 化 率 分 配 ：主反应： CH3CHO+O2 CH3COOH (96%)副反应：3CH3CHO+3O2 HCOOH+2CH3COOH+CO2+H2O ( 4%)(2) 氧 化 塔 物 料 衡 算

21、 图 见 图 3 1 。回流乙醛乙醛工业氮工业氧尾气乙醛回收塔催化剂图3-1 氧化塔物料衡算图氧化反应器 (3) 反应式的物料衡算投入的乙醛(纯)量：1800099.5%=17910 kg CH3CHO+O2 CH3COOH 96%计算结果见表3-2。表3-2 主反应物料衡算计算结果反应物生成物乙醛179100.9930.96=17073.24 kg醋酸17073.24=23281.69kg氧17073.24=6208.45kg3CH3CHO+3O2 HCOOH+2CH3COOH+CO2+H2O 4%计算结果见表3-3。表3-3 副反应物料衡算计算结果反应物生成物乙醛179100.9930.0

22、4=711.39 kg醋酸711.39=646.72kg甲酸711.39=247.91kg氧711.39=517.37kg水711.39=97.01kgCO2711.39=237.13kg根 据 反 应 式 衡 算 出 来 的 反 应 物 总 消 耗 量 以 及 生 成 物 总量 如 下 ：反应掉的乙醛：180000.9950.993=17784.63 kg未转化的乙醛：180000.9950.007=125.37 kg(其中液相中乙醛125.370.66=82.74 kg；气相中乙醛125.370.34=42.62kg)反应掉的氧气总量：6208.45+517.37=6725.82 kg则工

23、业用氧总量为：=6974.68 kg(其中：氧气=6974.680.98=6835.18 kg；氮气=6974.680.02= 139.49 kg)所以未反应掉的氧气=6835.186725.82=109.36 kg反应生成物：醋酸：23281.69+646.72=23928.41kg；甲酸：247.91 kg；CO2：237.13kg；水：97.01kg； (4) 催化剂用量催 化 剂 溶 液 中 醋 酸 锰 用 量 取 氧 化 塔 进 料 乙 醛 重 量 的 0.08%，原料催化剂中醋酸锰的含量为10%，设催化剂溶液用量为x 1 5 ，0.0008(18000+x)=0.1x 解得x=14

24、5.16 kg 其中：醋酸锰145.160.1=14.52 kg；水145.160.3=43.54 kg；醋酸 145.160.6=87.09 kg(5)氮 用 量 ： 设 保 安 氮 为 x kg塔 顶 干 气 量 计 算 ： 氮 气 139.49+0.97x；氧气109.36+0.03x；二氧化碳237.13 kg则=45%，解得x=152.31 kg(其中氮气：152.310.97=147.74 kg；氧气：152.310.03=4.57 kg)塔顶干气量：氮气：139.49+0.97152.31=287.23kg;氧气：109.36+0.03152.31=113.93 kg；二氧化碳：

25、237.13 kg醋酸：23928.41+87.09+180000.001=24033.5 kg整理以上数据，得出氧化塔物料衡算结果，见表3-4。表3-4 氧化部分物料衡算进料出料含量(%)质量(kg)含量(%)质量(kg)原料乙醛乙醛醋酸水三聚乙醛99.50.10.30.117910185418氧化液醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰97.70.791.010.340.070.0924033.5194.55247.9182.741814.52工业氧氧气氮气9826835.18139.49工业氮氮气氧气973147.744.57小计上24591.22下680.91催化剂醋酸水醋酸锰60301087.

26、0943.5414.52放空废气二氧化碳氮气氧气乙醛237.13287.23113.9342.62总计25272.13 kg25272.13 kg3.2蒸发器物料衡算 F=24591.22 kg；醋酸锰含量：0.09；蒸发器进出物料见图3-2。图3-2蒸发器进出物料图W蒸发器FL由Fx0=Lx1 解得L=276.65 kg/hW=F (1x0/x1) 解得W=24314.57 kg/h表3-5 蒸发器物料衡算进料出料含量(%)质量(kg)含量(%)质量(kg)氧化液醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰97.70.791.010.340.070.0924033.5194.55247.9182.74181

27、4.52A蒸发器气相醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰98.50.830.430.210.03-23949.85128.60106.9572.4718-B蒸发器液相醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰0.323.864.153.75-8.00.8365.95177.4710.27-22.13总计24591.22A=24314.57B=276.6524591.223.3精馏塔物料衡算已知：F=24314.57 kg/h；醋 酸 质 量 分数 0.985， 水 的 质 量 分 数 0.0083。设定：馏 出 液 中 醋 酸 含 量 3%； 釜 液 中 成 品 醋 酸 含 量 99.8%。精馏塔进出物料图见图3-

28、3。F精馏塔WD图3-3 精馏塔1进出物料图得出，进料组成，进料平均摩尔质量Mm=0.027318+(10.0273)60=58.85kg/kmol进料流量F=413.16kmol/h列衡算式F=D+W；FxF=DxD+Wxw；解得F=413.16 kmol/h, xF=0.0273; D=11.57 kmol/h, xD=0.9456 W=401.59 kmol/h, xW=8.4310-4于是可以得出：D=11.57(180.9456+600.0544)=234.70 kg/h ; W=401.59(188.4310-4+609991.5710-4)=24079.87 kg/h.3.4 醋

29、酸回收塔物料衡算由前面的计算可知：(1)进料流量F=234.70 kg/h；(2)回收后粗醋酸含量一般在65%以上16 (这里按65%计算)设定：副 产 物 中 含 1 . 5 % 的 醋 酸 ， 醋 酸 回 收 塔 进 出 物 料 图见 图 3-4。回收塔F图3-4 回收塔进出物料图副产物X粗醋酸Y列衡算式如下：F=X+Y 3%F=1.5%X+65%Y解得 X=229.16 kg/h ；Y=5.54 kg/h整理以上数据得到总物料衡算结果：见表3-6：表3-6 总物料衡算结果进料出料名称质量(kg)名称质量(kg)乙醛乙醛醋酸水三聚乙醛17910185418放空废气二氧化碳氮气氧气乙醛237

30、.13287.23113.9342.62工业氧气氧气氮气6835.18139.49催化剂残液粗醋酸成品醋酸276.655.5424079.87工业氮气氮气氧气147.7414.57其它副产物产量229.16催化剂醋酸水醋酸锰87.0943.5414.52总计25272.13 kg25272.13kg第四章 热量衡算4.1 氧化塔热量衡算 设计条件为：每小时接料工业乙醛18000kg，选择年工作时间8000h，年产工业醋酸18104吨。乙醛转化率为99.3%，计算基准温度为298k(25)。氧化塔进料情况如表4-1所示。(1)热力学数据，见表4-2；(2)各物流带入热量按q=WCt kJ/h计算

31、，按表4-3(3)反应热HR0，主反应和副反应的HR0可由生成热HF，2980或燃烧热HC，2980求得；主反应：CH3CHO+O2 CH3COOH (96%)HR，主0=(1165.79)(874.37)=291.42kJ/mol乙醛副反应：3CH3CHO+3O2 HCOOH+2CH3COOH+CO2+H2O (4%)HR，(2)0=1165.79(254.68)(874.37)=497.99 kJ/mol乙醛表4-1 氧化塔进料情况(kg/h)进料出料含量(%)质量(kg)含量(%)质量(kg)原料乙醛乙醛醋酸水三聚乙醛99.50.10.30.117910185418氧化液醋酸水甲酸乙醛三

32、聚乙醛醋酸锰97.70.791.010.340.070.0924033.5194.55247.9182.741814.52工业氧氧气氮气9826835.18139.49工业氮氮气氧气973147.744.57小计上24591.22下680.91催化剂醋酸水醋酸锰60301087.0943.5414.52放空废气二氧化碳氮气氧气乙醛237.13287.23113.9342.62总计25272.13 kg25272.13 kg表4-2 氧化塔进料情况(mol/h)进料出料体积V(%)mol质量(kmol)体积V(%)mol质量(kmol)原料乙醛乙醛醋酸水三聚乙醛407.050.330.1040氧

33、化液醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰400.5610.815.391.880.13640.0839工业氧氧气氮气97.92.1213.5994.982工业氮氮气氧气97.32.75.2760.1428放空废气二氧化碳氮气氧气乙醛26.7150.8417.654.805.38910.2583.5600.9686催化剂醋酸水醋酸锰1.45152.4190.0839小计10020.1756总计25272.13 kg25272.13 kg计算结果如表4-3所示：表4-3 HR0计算结果反应消耗乙醛HR0kJ/mol反应热HR0,kJ/h主反应388.03291.42291.42388.031000=113

34、079.703103副反应16.17497.99497.9916.171000=8052.498103共计121132.201103(4) 氧 化 塔 顶 部 排 出 的 气 体 所 带 出 的 热 量 氧化塔顶部排出气体量：组分 CO2 N2 O2 CH3CHOkmol 5.389 10.258 3.560 0.9686表4-4 各物流代入热量 17 工业氧O2工业氮N2工业乙醛Q乙醛，kJ/h回流液Q回催化液Q催00q乙醛=179102.186(293298)=195756.3q水=544.1868(293298)=1130.436q三聚乙醛=181.8003(293298)=162.02

35、7q醋酸=181.996(293298)=119.7600小计=197168.523表4-5 热力学数据表名称CPHF，2980HC，2980气体CP，J/molKCP=a+bT+CT2或CP=a+bT+CT2kJ/molkJ/molab103c106c105O2N2CO2H2O(g)CH3CHO(g)CH3COOH(g)36.16227.86528.6629.99931.05421.7570.8454.26835.70210.711117.273193.13336.57776.7764.310.335393.51241.81166.79432.541192.48926.13CH3COOHH2

36、OHCOOHCH3CHO(CH3CHO)3Mn(Ac)2液体CP, J/gK1.99584.18682.1672.1861.80032.3027(1)484.30285.83424.68874.37(1)254.681165.79注：(1)按CP(固)=26.778nkJ/molK计算，n为分子中原子数目 18 。氧化塔顶部排出气体所带出的热量按Hi0=niCpidT+niHi相变 Cpi值查表，(Hv0)乙醛取(Hv，2980)乙醛=26.69kJ/mol,塔顶排出气体温度313K。=5.389(28.66+35.702103T)dT=3198.80kJ/h=10.258(27.865+4.

37、268103T)dT=15001.60kJ/h=3.560(36.162+0.845103T4.31105T2)dT=1944.83kJ/h=0.9686(31.054+117.273103T36.577106T2)dT=26774.01kJ/hQi=3198.80+15001.60+1944.83+26774.01=46919.24kJ/h(5) 氧化液带出的热量：Q液=CpimiT氧化液组成见平衡物料表：T=333298=35K，相对应的： =1.995824033.535=1678812.08 kJ/kmol=4.1868194.5535=28508.97 kJ/kmol=2.16724

38、7.9135=18802.73 kJ/kmol=2.18682.7435=6330.44 kJ/kmol=1.80031835=1134.19 kJ/kmol=2.302714.5235=1170.23 kJ/kmolQ氧化液=1678812.08+28508.97+18802.73+6330.44+1134.19+1170.23kJ/kmolQ氧化液=1734758.64 kJ/kmol(6) 热损失按热输入的1%计算，则Q损=Q入1%=(Q乙醛+Q回流+Q反)1%=(197168.523+0+121132.201103)= 1209350.32kJ/h热量衡算结果如表4-6。表4-6热量衡

39、算结果输入输出项目kJ/h项目kJ/h工业氧工业氮工业乙醛催化液反应热00197168.5230121132.201103氧化液塔顶排出气体热损循环液移走(差值)48912359.3646919.241209350.32117944001.8总计120935.03103120935.031034.1.1 氧化液循环量及冷却水用量(1) 氧化液循环量氧化液的平均热容：C=1.99580.977+4.18680.0079+2.1670.0101+2.1860.0034+1.80030.0007+2.30270.0009=2.01562406 kJ/kgK取值C=2.02kJ/kgK，循环量Wkg/

40、h，t=313298=15K，则W=2335.52t/h(2) 冷却用水量设定水的进口温度为298K，出口温度为318K，t=26K，则需用水量W=650.087t/h安全系数取1.1，则水用量=W1.1=715.0958 t/h或者715.10 m3/h4.2 蒸发器热量衡算表4-7 蒸发器物料衡算结果进料出料含量(%)质量(kg)含量(%)质量(kg)氧化液醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰97.70.791.010.340.070.0924033.5194.55247.9182.741814.52A蒸发器气相醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰98.50.830.430.210.03-23949.85128.60106.9572.4718-B蒸发器液相醋酸水甲酸乙醛三聚乙醛醋酸锰0.323.864.153.75-8.00.8365.95177.4710.27-22.13总计24591.22