年产240吨利眠宁中间体氨基酮工艺设计课程设计说明书(编辑修改稿)

年产240吨利眠宁中间体氨基酮工艺设计课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

乙醇回收 物料名 称 质 量 （ kg） 质 量 百分比 密度（ kg/L） 体 积 （ L） 进 料 乙醇 % 水杂质 % 分馏 加水 4000 % 总计 100% 出料 出液 % 乙醇 % 水 % 2． 残废液 % 乙醇 % 水杂质 % 内蒙古工业大学课程设计说明书 12 第四章 热 量衡算 热 量衡算的主要依据及 原则 热 量衡算的主要依据 热 量衡算是以 车间 物料衡算的 结 果 为基础进 行的，所以， 车间 物料衡算表是进 行 车间 能量衡算的主要 条 件。 能量衡算的主要依据是能量守恒定律，其 数学 表 达式是 能量守恒基本方程： 由 环 境 输 入到系 统 的能量 =由系 统输 出 到环 境的能量 +系 统内累计 的能量 对 于 车间工艺设计 中的能量衡算， 许 多 项 目可以忽略，而且 车间 能量衡算的目的 还 要确定 设备 的 热负 荷，所以，能量衡算可 简 化 为热 量衡算。 设备 的 热 量平衡方 程式 对 于有 传热要 求的 设备 ，其 热 量平衡方程式 为 ： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 (1— 1) 式中： Q1— 物料带入到设备的热量 KJ Q2— 加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量 KJ Q3— 过程热效应 KJ Q4— 物料离开设备所带走的热量 KJ Q5— 加热或冷却 设备所消耗的热量 KJ Q6— 设备向环境散失的热量 KJ 在热量衡算中的 Q2，即设备热负荷，是衡算的主要目的。 1. 1Q 与 4Q 的计算： 1 4 2 0( ) ( )pQ Q m c t t   （ 42） 式中 m  输 入 或 输 出 设 备 的 各 种 物 料 的 质 量 ，Kg ； pc 物 料 的 定 压 比 热 容 ，KJ /Kg .℃ 2. 5Q 与 6Q 的计算：根据经验，（ 5Q + 6Q ）一般为（ 4Q + 5Q + 6Q ）的 5%10%，具体取值依过程而定。 3. 3Q 的计算： 过程热效应包括化学 反应热与状态变化热。 （ 1）化学反应热 cQ 的计算 标准反应热： ..rfq vq 内蒙古工业大学课程设计说明书 13 某一温度下的反应热 ： . ( 2 5 ) ( )tr r pq q t v C    （ 43） 式中 . /rq K J m o l标 准 反 应 热 ， ； . /fq K J m o l标 准 生 成 热 ， ； v  反 应 方 程 中 化 学 计 量 系 数 ， ( 反 应 物 为 正 ， 生 成 物 为 负 ) ； t 反 应 温 度 ， ℃ ； /pC K J m o l反 应 物 或 生 成 物 在 温 度 范 围 内 的 平 均 比 热 容 ， （ ℃ ）。 （ 2） 状态变化热 sQ 的计算 状态变化热包括相变热，熔解热，稀释热等。 大多化合物的 相变热，熔解热，稀释热 的数据可从有关手册和参考文献中查得。 综合得：过程热效应： 3= csQ Q Q。 （ 44） 4. Q2 的计算 由上式计算过程得到 Q Q Q Q Q6 后，根据（ 11）求出设备的热负荷 Q2 ，若为正值，表示需要对设备加热，若为负值，表示需冷却。 精制工段工艺过程的热量衡算 脱色釜的热量衡算 根据工艺过程可知，脱色釜的温度变化过程如下图所示， 脱色釜的温度变化过程解图 由脱色釜的 温度变化过程解图可知，脱色釜只有一次温度变化过程。 期间无化学反应过程，所以 QR=0。 有氨基酮的溶解热、乙醇的汽化热，则 Q3=QP。 各种物料的进、出量数据见物料衡算的结果。 （ 1）该热量衡算所用到的基础数据 82℃ 回流脱色 25℃进料 82℃出料 内蒙古工业大学课程设计说明书 14 该热量衡算涉及的热力学参数如下表 ： 物料名称 平均比热容 [kJ/(kg℃ )] 溶解热 （ kj/kg） 汽化热 (kj/mol) 25℃ 82℃ 活性炭 — — 乙醇 液态 — 气态 — 水 液态 — 气态 — 氨基酮 2． 14 — 甲苯 — — 异噁唑 — — （ 2）脱色釜的热量衡算 【计算过程】 ① Q1的计算： 根据（ 12）及水洗结晶釜各物料的热力学参数表所示 25℃时相关物料的平均比热容计算： 1 4 2 0( ) ( )pQ Q m c t t  =Q 氨基酮 +Q 异噁唑 +Q 水 +Q 活性炭 +Q 甲苯 +Q 乙醇 = 25+ 25+ 25+ 25+ 25+ 25 = ② Q3 的计算：主要是氨基酮的溶解热和乙醇的汽化热。 设 所投乙醇的 5%进行汽化控温回流，则： 3= csQ Q Q =mqr+mqvb Q3= 5% ③ Q4 的计算：根据（ 43）及上表所示 82℃时相关物料的平均比热容得： 1 4 2 0( ) ( )pQ Q m c t t  = Q′ 氨基酮 +Q′ 异噁唑 +Q′ 水 +Q′ 甲苯 +Q′ 乙醇 Q4= 82+ 82+ 82+ 82+ 82+ 82= KJ ④ 5Q + 6Q 的计算： 根据经验，（ 5Q + 6Q ）一般 为（ 4Q + 5Q + 6Q ）的 5%10%，此计算中（ 5Q + 6Q ）取（ 4Q + 5Q + 6Q ）的 5%： 内蒙古工业大学课程设计说明书 15 （ 5Q + 6Q ） =5%（ 4Q + 5Q + 6Q ）则：（ 5Q + 6Q ） = 4Q 5%/95% = 5%/95% = KJ。