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2.5万吨/年液相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(11)

时间:2017-01-16 10:17来源:毕业论文
五班三倒,每班5人; 五班三倒,每班1人; 五班三倒,每班1人; 3 物料衡算 3.1 反应方程式 3.2 工艺要求与中试数据 3.2.1 年产量与年工作日 年产量:250


五班三倒,每班5人;
五班三倒,每班1人;
五班三倒,每班1人;
 



















3 物料衡算
3.1 反应方程式
 
3.2  工艺要求与中试数据
3.2.1  年产量与年工作日
年产量:25000吨苯甲醛
年工作日:320天,每天24小时
3.2.2  中试数据[12]
甲苯的转化率:61%
空气/甲苯摩尔比: 4.2(氧气占空气的百分比是21%,氮气占空气的百分比是79%,所以氧气/甲苯摩尔比为0.88:1)
(1)    计算基准
以1天作基准,按97%的甲苯纯度为计算依据。
(2)     计算需要的基本数据
表3.2 各化学物品需要的基本数据表
名称    分子式    摩尔质量
(kg/kmol)
甲苯    C7H8    92.14
苯甲醛    C7H6O    106.12
氮气    N2    28.00
氧气    O2    32.00
水    H2O    18.02

主反应:C7H8 + O2 催化剂 加热 C7H6O + H2O                                     (3-1)
3.3  基于中试数据计算
3.3.1 投料量计算
1. 每天生成苯甲醛的量:2.5×1010g&pide;320天&pide;106.12 g/mol=736.195 kmol
2. 原料中甲苯含量为97% ,假设原料中含杂质3%,为方便设计计算,假设原料中3%杂质不参加反应
每天需要甲苯x kmol,由中试数据的需要纯甲苯量为0.97x kmol
C7H8 + O2 催化剂 加热 C7H6O + H2O                  (3-1)
氧化反应       1    1                 1
产物的量                         0.61×0.97x
由生产工艺要求得到生成苯甲醛的量计算甲苯投料量:
736.159=0.61×0.97x
上式得x=1244.14 kmol
3.3.2 氧化反应计算
C7H8 + O2  催化剂 加热      C7H6O + H2O                 (3-1)

氧化反应       1    1
氧气/甲苯摩尔比   1  4.2×0.21
产物的量                         0.61×0.97x

剩余氧气的量   4.2×0.21×0.97x-0.61× 0.97x
剩余氮气的量   4.2×0.79×0.97x
发生反应的甲苯量:0.97x=0.97×1244.14=1206.82 kmol
根据中试数据的氧化反应空气/甲苯摩尔比4.2,得到需要空气量:
4.2×0.97x=4.2×1206.82=5068.64 kmol(其中按空气中氧气和氮气分别所占的比例算得:氧气1064.41kmol,氮气4004. 23kmol)
生成苯甲醛量:0.61×0.97x=0.61×1206.82=736.16 kmol
生成水蒸汽量:0.61×0.97x=0.61×1206.82=736.16 kmol
消耗氧气:0.61×0.97x=0.61×1206.82=736.16 kmol
则剩余氧气量:1064.61-736.16 =328.25 kmol
剩余氮气 4004.23kmol
剩余甲苯量:0.97×(1-0.61)x=1206.82×0.39=470.66 kmol 2.5万吨/年液相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(11):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_2292.html
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