年产4000吨乙酸乙酯间歇反应釜设计说明书(编辑修改稿)

年产4000吨乙酸乙酯间歇反应釜设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

每年生产 7200h。 反应在 100℃下等温操 作，其反应速率方程如下 rR=k1(CACB－ CRCS/K) [1] 100℃时， k1=410L/(mol min),平衡常数 K=。 乙酸的转化率 XA=，反应器的填充系数 f=，为此反应设计一个反应器。 第 2 章 工艺设计 原料的处理量 根据乙酸乙酯的产量可计算出每小时的乙酸用量为 LkmolQ / 10104 33   由于原料液的组成为 1+2+= 单位时间的处理 量 hmQ / 30  年产 4 10 179。 T乙酸乙酯设计说明书 第 2 页 Lm o lc A /  乙醇和水的起始浓度 Lmo lc B / 2609 0  Lmo lc S /  将速率方程变换成转化率的函数 )1(0 AAA Xcc  AABB Xccc 00  AAR Xcc 0 AASS Xccc 00  2 021 )( AAAA ccXbXakr  其中：  ABcca ) ().1( 0 000  Kc cccb A SAB 6 5 7 1111  kc 4 3 5 7 )(4 22  acb 反应时间   AfX AA AA cXbXa dXckt 0 201 1 aXacbbaXacbbacbck AfAfA 2)4(2)4(ln4122201  )()( 14    14  min250 年产 4 10 179。 T乙酸乙酯设计说明书 第 3 页 反应体积 300 )160250()( mttQV r  反应器的实际体积 mfV r  年产 4 10 179。 T乙酸乙酯设计说明书 第 4 页 第 3 章 热量核算 工艺流程 反应釜的简单工艺流程图 物料衡算 根据乙酸的每小时进料量为 /kmol h，在根据它的转化率和反应物的初始质量比算出各种物质的进料和出料量，具体结果如下表： 物质 进料 /kmol h 出料 /kmol h 乙酸 乙醇 乙酸乙酯 0 水 年产 4 10 179。 T乙酸乙酯设计说明书 第 5 页 能量衡算 热量衡算总式 1 2 3 4Q Q Q Q   式中： 1Q 进入反应器无聊的能量， KJ 2Q ：化学反应热， KJ 3Q ：供给或移走的热量，有外界向系统供热为正，有系统向外界移去热量为负， KJ 4Q ：离开反应器物料的热量， KJ 每摩尔各种物值在不同条件下的 ,pmc 值 对于气象物质，它的气相热容与温度的函数由下面这个公式计算： 23,pmc A B T C T D T   [2] 各种液相物质的热容参数如下表 [3]： 液相物质的热 容参数 物质 A B 102/K C 104/K2 D 106/K3 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 水 由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为 ℃和 ℃，所以： (1)乙醇的 ,pmc 值   23, ,3 5 1 .5p m l Kc A B T C T D T    =+ 102 104 2+ 106 3 =++ 年产 4 10 179。 T乙酸乙酯设计说明书 第 6 页 =1Kmol J (2)乙酸乙酯的 ,pmc 值   23, ,3 5 0 .2p m l Kc A B T C T D T    =+ 102 104 2+ 106 3 =++ =1Kmol J (3) 水的 ,pmc 值  2 23, , , 3 7 3p m H O l Kc A B T C T D T    = 102 104 3732+ 106 3733 =+ =1Kmol J (3)乙酸的 ,pmc 值   23, , 3 7 3p m l Kc A B T C T D T    =+ 102 104 3732+ 106 3733 6 5 .9 8 5 5 .0 8 7 5 2 1 .0 9 3 8 0    =1Kmol J 各种气象物质的参数如下表 气 相物质的热容参数 [4] 物质 A B 103 C 103 D 103 乙醇 乙酸乙酯 年产 4 10 179。 T乙酸乙酯设计说明书 第 7 页 (1)乙醇的 ,pmc 值     RETDTCTBTAC 432mp k373g。 =+ 103 + 105 2 1083+ 1011 4 =(+++) =1Kmol J (2)乙酸乙酯的 ,pmc 值     RETDTCTBTAC 432mp k373g。 =(++) =1Kmol J 每摩尔物质在 100℃下的焓值 (1) 每摩尔水的焓值      2373 3r 2 , , , 373 298 39 10 373 298 88v ap mm H O p m H O l KH c dT H          KJ mol  (3)每摩尔的乙醇的焓值      3 5 1 . 5 3 7 3r 32 , 3 2 , , 3 5 1 . 5 , 3 2 , , 3 7 32 9 8 3 5 1 . 5v a p mm C H C H O H p m C H C H O H l C p m C H C H O H l CH c d T H c d T        33115. 153 10 351. 5 298 44 63 10 373 351. 5         61 38 .74 4 48   KJ mol  (4)每摩尔乙酸的焓值 年产 4 10 179。 T乙酸乙酯设计说明书 第 8 页      373 3r 3 , 3 , , 373 298 139 .822 3 10 373 298m CH CO O H p m CH CO O H l CH c dT      7 KJ mol  (5)每摩尔乙酸乙酯的焓值      3 5 0 . 2 3 7 3r 3 2 3 , 3 2 3 , , 3 5 0 . 2 , 3 2 3 , , 3 7 32 9 8 3 5 0 . 2v a p mm C H C O O O C H C H p m C H C O O O C H C H l C p m C H C O O O C H C H l CH c d T H c d T        33159. 451 10 350. 2 298 39 131. 195 10 373 350. 2         23 30 .53 9 91   KJ mol  总能量衡算 （ 1） 1Q 的计算      1 3 r 2 0 r 3 2 r 2 3 r3 2 3 2n n n nC H C O O H H C H C H O H C H E C O O C H C H mm C H C O O H m H O m C H C H O HQ H H H H           3 3 3 2 10 7 4 10 3 0 10 55 0 10 48           13 79 25 .0 27 43 35 5 15 97 30 2 0   44 78 58 2 / hKJ （ 2） 2Q 的计算 3 2 5 3 2 5 2C H C O O H C H O H C H C O O C H H O           32 r r r r2 3 200 3 3 3 3 10 m H O m CH CH CC H m CH CO O H m CH CH O HQ H H H H           13 10 ( 46 .35 3 41 .85 3 10 .48 7 46 .55 5 )       19 67 38 .3 /KJ h （ 3） 4Q 的计算        1 1 1 11 3 r 2 r 3 2 r 3。