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1万吨年气相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(8)

时间:2016-12-12 19:53来源:毕业论文
由生产工艺要求得到生成苯甲醛的量计算甲苯投料量: 294.811=0.29780.97x 上式得x=1020.58kmol 3.3.2 氧化反应计算 C7H8+O2C7H6O+H2O 1 1 摩尔比为 1 1.518 产物的量 0.29



由生产工艺要求得到生成苯甲醛的量计算甲苯投料量:
  294.811=0.2978×0.97x
  上式得x=1020.58kmol
3.3.2 氧化反应计算
C7H8+O2→C7H6O+H2O
1      1
摩尔比为             1   1.518
产物的量                    0.2978×0.97x
剩余氧气的量           1.518×0.97x-0.2978×0.97x
发生反应的甲苯量:0.97x=989.96kmol
根据中试数据的进一步氧化摩尔比1:1.518,得到需要氧气量:
1.518×0.97x=1.518×989.96=1502.76kmol
则氮气量:1502.76×4=6011.04kmol
生成苯甲醛量:0.2978×0.97x=0.2978×989.96=294.81kmol
生成水蒸气量:0.2978×0.97x=0.2978×989.96=294.81kmol
消耗氧气:0.2978×0.97x=0.2978×989.96=294.81kmol
则剩余氧气量:1502.76-294.81=1207.95kmol
剩余甲苯量:0.97×(1-0.2978)x=989.96×0.7022=695.15kmol
3.3.3 氧化物料衡算
在氧化反应中
进口:
甲苯:989.96 kmol/天=41.25kmol/h=3794.85kg/h  
氧气:1502.76 kmol/天=62.615kmol/h=2003.68kg/h  
氮气:6011.04kmol/天=250.46kmol/h=7012.88kg/h
出口:
苯甲醛:294.81kmol/天=12.28kmol/h =1301.68kg/h
水蒸汽:294.81kmol/天=12.28kmol/h =221.04kg/h  
剩余氧气:1207.95kmol/天=50.33kmol/h =1610.6kg/h
剩余甲苯:695.15kmol/天=28.96kmol/h =2664.32kg/h
剩余氮气:6011.04kmol/天=250.46kmol/h=7012.88kg/h
由此可知:进口:3794.85+2003.68+7012.88=12810.88 kg/h
出口:1301.68+221.04+1610.6+2664.32+7012.88=12810.88 kg/h
氧化反应物料守恒
3.4 总物料衡算表
表3.4 总物料衡算表
入    出
组分    换算参考
(kmol/h)    换算参考
(kg/h)    组分    换算参考
(kmol/h)    换算参考
(kg/h)
甲苯    41.25    3795    苯甲醛    12.28    1301.68
氧气    62.615    2003.68    水    12.28    221.04
氮气    250.46    7012.88    氧气    50.33    1610.6
            甲苯剩余    28.96    2664.32
            氮气    250.46    7012.88
总计         12810.88             12810.88
4 热量衡算
4.1 焓的计算
查表得到已知物质的△fHθ298为:
甲苯    42.5 kJ/mol
氧气    0 kJ/mol
苯甲醛    87 kJ/mol
水蒸汽    -241.826 kJ/mol
氮气    kJ/mol
4.2 热容的计算
已知物质的热容为
甲苯    37.57cal/(mol•K)
氧气    7.02cal/(mol•K)
苯甲醛    41.08cal/(mol•K)
水    8.03cal/(mol•K)
氮气    6.94 cal/(mol•K)

4.3  反应焓的计算
已知△rHθm(T)=△rHθm(298)+ △r CP,mdt
式中:△rHm----反应焓
△rHθ298 ----该气体在25℃下的标准生成热
C7H8+O2→C7H6O+H2O
该反应在450℃下进行
在标准状态下该反应的反应焓变即为: 1万吨年气相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(8):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_832.html
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