化工工艺计算PPT课件
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吸收操作技术—吸收工艺计算(化工原理课件)
示的传质推动力。
y* （x*-x）
传质推动力的表示方法可以不同 o ，但效果一样。
x
x* x
【例】在总压101.3kPa，温度30℃的条件下, SO2摩尔分率 为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试 问：⑴从液相分析SO2的传质方向；⑵从气相分析，其它条 件不变，温度降到0℃时SO2的传质方向；⑶其它条件不变， 从气相分析，总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向，并计 算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。
在一定温度下，吸收达到平衡时，气液相 组成符合亨利定律。
亨利定律表达式： pA* Ex 意义：在一定温度下，稀溶液上方 气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中 的摩尔分数成正比，其比例系数为亨利 系数。
pA* Ex
讨论：E来源：实验测得，查手册，其单位
同压力。
E值的影响因素：溶质、溶剂、温度、压 力。
扩散的基本方式有分子扩散和涡流 扩散两种，而实际操作中多为对流扩散。
传质过程也称为扩散过程。 扩散的推动力是浓度差。
1、 分子扩散： 在静止或滞流流体内部，若某一组分
存在浓度差，则因分子无规则的热运动使 该组分由浓度较高处传递至浓度较低处， 这种现象称为分子扩散。
2. 涡流扩散： 在流体作湍流运动的主体区时，流体
nA n
mwA
/MA
mwA / M A mwB / M B mwN
/MN
wA /M A
wA /M A wB /M B wN /M N
两组分
w A/M A
w A/M A w B/MB
2.比质量分数与比摩尔分数
质量比：
WA
mA mB
wA wB
wA 1 wA
《化工工艺计算》课件
目的经济可行性。
乙烯裂解工艺计算案例
总结词
涉及反应过程、热力学数据、设备工艺尺寸和环境保护的计算。
详细描述
乙烯裂解工艺计算包括反应过程计算，如反应平衡常数、反应速率等；热力学数据计算 ，涉及反应过程中的热量变化和物质性质；设备工艺尺寸计算，根据工艺要求和物料特 性确定设备的大小和结构；环境保护计算，评估生产过程中的污染物排放和处理措施，
化工工艺流程图
总结词
详细描述化工工艺流程图的定义、作用和绘制方法。
详细描述
化工工艺流程图是表示化工生产过程中物质流程和能量流程的示意图，它能够清晰地展示化工生产过程中的各个 环节和操作流程。绘制化工工艺流程图需要遵循一定的规范和标准，包括流程图的绘制比例、设备表示方法、管 道表示方法等。
化工设备
分离效率的计算涉及到 蒸馏塔的操作和分离效 率的计算公式，通过这 些公式可以确定分离效 率和产品的纯度。
蒸发与结晶工艺计算的 实例包括计算多效蒸馏 的效数和蒸发器的传热 面积等，这些实例可以 帮助工程师更好地掌握 蒸发与结晶工艺计算的 方法和技巧。
05 化工工艺计算软件与应用
Aspen Plus软件介绍
特点
具有高度的专业性和实用性，要求计 算精度高，涉及的参数和变量多，计 算过程复杂。
化工工艺计算的重要性
01
提高生产效率
通过精确的工艺计算，可以优化生产过程，提高设备利 用率和生产效率。
02
降低能耗
合理的工艺计算有助于降低能源消耗，减少生产成本。
03
保障安全
准确的工艺计算有助于预防和减少生产事故，保障生产 安全。
04 化工工艺计算方法与实例
流体流动阻力计算
1.A 流体流动阻力计算是化工工艺计算中的重要环 节，主要涉及流体在管道中的流动阻力损失和 能量损失的计算。
乙烯裂解工艺计算案例
总结词
涉及反应过程、热力学数据、设备工艺尺寸和环境保护的计算。
详细描述
乙烯裂解工艺计算包括反应过程计算，如反应平衡常数、反应速率等；热力学数据计算 ，涉及反应过程中的热量变化和物质性质；设备工艺尺寸计算，根据工艺要求和物料特 性确定设备的大小和结构；环境保护计算，评估生产过程中的污染物排放和处理措施，
化工工艺流程图
总结词
详细描述化工工艺流程图的定义、作用和绘制方法。
详细描述
化工工艺流程图是表示化工生产过程中物质流程和能量流程的示意图，它能够清晰地展示化工生产过程中的各个 环节和操作流程。绘制化工工艺流程图需要遵循一定的规范和标准，包括流程图的绘制比例、设备表示方法、管 道表示方法等。
化工设备
分离效率的计算涉及到 蒸馏塔的操作和分离效 率的计算公式，通过这 些公式可以确定分离效 率和产品的纯度。
蒸发与结晶工艺计算的 实例包括计算多效蒸馏 的效数和蒸发器的传热 面积等，这些实例可以 帮助工程师更好地掌握 蒸发与结晶工艺计算的 方法和技巧。
05 化工工艺计算软件与应用
Aspen Plus软件介绍
特点
具有高度的专业性和实用性，要求计 算精度高，涉及的参数和变量多，计 算过程复杂。
化工工艺计算的重要性
01
提高生产效率
通过精确的工艺计算，可以优化生产过程，提高设备利 用率和生产效率。
02
降低能耗
合理的工艺计算有助于降低能源消耗，减少生产成本。
03
保障安全
准确的工艺计算有助于预防和减少生产事故，保障生产 安全。
04 化工工艺计算方法与实例
流体流动阻力计算
1.A 流体流动阻力计算是化工工艺计算中的重要环 节，主要涉及流体在管道中的流动阻力损失和 能量损失的计算。
化工工艺学 第一章PPT课件
32
10
原料
反应
分离
11
12
13
工艺流程图
各个生产单元按照一定的目的要求，有机地组合在 一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出 来。
14
生产工艺流程示意图 ： 生产工艺流程示意图是用文字或框图形式来 表明物料、设备的名称，并以箭头方式表明 物料的流向。它只是定性地标出由原料转化 成产品的路线、流向顺序以及生产中采用的 工艺过程和设备。
第一章 概 论
化学工业的发展简史
1
2
3
4
5
纯碱工业
近 代
硫酸工业
化
学
煤化工
工
业
染料
……
6
合成氨及化肥工业
现 代
农药工业
化
学
塑料工业
工
业
橡胶工业
……
7
化学工业的分类
无机化工
有机化工
高分子材料化工
精细化工 生物化工
8
化工装置的操作方式 连续操作 间歇操作 半连续操作
9
化工工艺设计 一、化工工艺设计的内容和要求 二、产品生产的反应工艺研究和设计 三、工艺流程设计方案
20
21
22
物料代号
代 号
物料名称
A 空气
AM 氨
BD 排污
BF 锅炉给水
BR 盐水
CS 化学污水
CW
循环冷却 水上水
DM 脱盐水
DR
排液、排 水
DW 饮用水
代
物料
号
名称
F 火炬排放气 FG 燃料气 FO 燃料油 FS 熔盐
G 填料油 O H氢
H 载热体 M HS 高压蒸汽 H 循环冷却水 W 回水 IA 仪表空气
10
原料
反应
分离
11
12
13
工艺流程图
各个生产单元按照一定的目的要求，有机地组合在 一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出 来。
14
生产工艺流程示意图 ： 生产工艺流程示意图是用文字或框图形式来 表明物料、设备的名称，并以箭头方式表明 物料的流向。它只是定性地标出由原料转化 成产品的路线、流向顺序以及生产中采用的 工艺过程和设备。
第一章 概 论
化学工业的发展简史
1
2
3
4
5
纯碱工业
近 代
硫酸工业
化
学
煤化工
工
业
染料
……
6
合成氨及化肥工业
现 代
农药工业
化
学
塑料工业
工
业
橡胶工业
……
7
化学工业的分类
无机化工
有机化工
高分子材料化工
精细化工 生物化工
8
化工装置的操作方式 连续操作 间歇操作 半连续操作
9
化工工艺设计 一、化工工艺设计的内容和要求 二、产品生产的反应工艺研究和设计 三、工艺流程设计方案
20
21
22
物料代号
代 号
物料名称
A 空气
AM 氨
BD 排污
BF 锅炉给水
BR 盐水
CS 化学污水
CW
循环冷却 水上水
DM 脱盐水
DR
排液、排 水
DW 饮用水
代
物料
号
名称
F 火炬排放气 FG 燃料气 FO 燃料油 FS 熔盐
G 填料油 O H氢
H 载热体 M HS 高压蒸汽 H 循环冷却水 W 回水 IA 仪表空气
化工设计 ppt课件
设计规范与标准流程
01
指导原则
02
化工设计应遵循一系列设计规范和标准流 程，以确保设计质量和效率。
03
这些规范和流程包括工艺流程设计、设备 布置、管道设计、安全设施设置等。
04
遵循规范和流程可以减少设计错误和漏洞 ，提高设计的可靠性和经济性。
工程伦理与职业操守
01 02 03 04
职业要求
化工设计工程师应具备高度的工程伦理和职业操守，以确保设计的公 正、安全和合法性。
特点
化工设计涉及多个学科领域，包括化学工程、机械工程、电 气工程、环境工程等，具有综合性、复杂性、创新性等特点 。
化工设计的重要性
保障生产安全
化工设计是化工生产的前提和 基础，其合理性和安全性直接 关系到生产过程的安全和稳定
。
提高生产效率
合理的化工设计能够优化生产 流程，降低能耗和物耗，提高 生产效率，降低生产成本。
防腐措施
根据介质腐蚀性、工作温度和压力等条件， 采取相应的防腐措施，如涂层防腐、衬里防
腐等。
设备强度与稳定性分析
要点一
强度计算
根据设备的工作压力、温度和介质特性，进行设备的强度 计算。
要点二
稳定性分析
分析设备在正常工作条件下的稳定性，以及在异常工况下 的安全性能。
设备制造与安装要求
制造要求
根据设备的设计图纸和技术要求，制定合理的制造工艺 和质量控制标准。
总结词
可靠性、稳定性
详细描述
该制药厂的管道系统设计注重可靠性和稳定性。通过合理的管道布置和材料选择，确保了管道系统的长期稳定运 行。同时，采用自动化监测和控制系统，提高了管道系统的可靠性和安全性，减少了药品生产过程中的污染和交 叉污染风险。
传热操作技术—传热工艺计算(化工原理课件)
例 现用一列管式换热器加热原油，原油在管外流 动，进口温度为100℃,出口温度为160℃；某反应物 在管内流动，进口温度为250℃，出口温度为180℃ 。试分别计算并流与逆流时的平均温度差。
解: 并流:
T : 250 180
t : 1 00 160
tm
t1 t2 ln t1
t2
℃
逆流 ： T : 250 180
Q KA
t1 t2 ln t1
KAtm
t 2
tm
t1 t2 ln t1
t2
逆流
T 1 T2 t1 T 1t2
t2 t1 t2 T2 t1
并流 T 1 T2 t1 T 1t1
t1 t2 t2 T2 t2
❖讨论： 1）习惯上将较大温差记为t1，较小温差记为t2
2）t1/t2<2时, tm (t1 t2 ) / 2(误差<4%)
αi、αo——间壁两侧流体的对流传热膜系数，W/(m2·K)；
λ ——固体间壁的导热系数， W/(m·K)； δ ——固体间壁的厚度， m。
总传热系数基本公式讨论
若A取Ao，则有
K
Ao
1
Ao
1
i Ai Am o
若A取Ai，则有 若A取Am，则有
K
1
1
Ai
Ai
i Am o Ao
K
Am
1
Am
i Ai o Ao
（3）气体的热导率 对于气体: 源自，1-水蒸气 2-氧 3-二氧化碳 4-空气 5-氮 6-氩
• 一般说来，金属的导热系数最大， 固体非金属的较小，液体的更小， 气体是最小的。
• 固体导热系数大小顺序
• 金属>建筑材料>绝热材料
《化工工艺设计》课件
化工设备的设计原则与要求
原则
化工设备设计应遵循安全、可靠、经 济、环保等原则，确保设备在正常操 作和异常情况下都能安全、稳定地运 行。
要求
化工设备设计应满足工艺要求、操作 要求、安全要求等方面的要求，同时 要考虑到设备的可维护性和可扩展性 。
化工设备的选型与计算
选型
根据工艺要求和设备特点选择合适的 化工设备型号，需要考虑设备的性能 参数、材料、结构形式等因素。
选择合适的保温材料，并定期进行维 护和更换，以减少热损失和提高能源 利用效率。
对易腐蚀部位采取有效的防腐措施， 如设置牺牲阳极、外加电流等。
05
化工工艺安全设计
化工工艺安全风险评估
1 2 3
工艺流程安全评估
对化工工艺流程进行全面分析，识别潜在的安全 风险，如高温、高压、腐蚀、泄漏等。
设备安全评估
要了解各个符号和设备的含义和作用，以及整个工艺流程的工作原理和特点。
03
化工设备设计与选型
化工设备的分类与特点
分类
化工设备可以根据其用途、操作 原理、结构形式等进行分类，如 反应设备、分离设备、换热设备 等。
特点
不同类型的化工设备具有不同的 特点和使用范围，如高温、高压 、腐蚀等环境下的特殊要求。
足工艺要求。
经济性
在满足安全性和可靠性 的前提下，尽可能降低 管道的建设和运行成本
。
环保性
减少管道对环境的污染 和破坏，合理利用资源 ，符合可持续发展要求
。
管道的布置与安装
合理规划管道走向
根据工艺流程和设备布置，合理规划 管道的走向，尽量减少管道长度和弯 曲。
确定管道支架形式和位置
根据管道的重量、长度、直径等因素 ，合理确定管道支架的形式和位置， 确保管道稳定可靠。
第六章---化工生产工艺流程PPT课件
11第六章化工生产工艺流程第一节概述一工艺流程的组成二工艺流程图第二节工艺流程的配置一工艺流程配置的一般原则二工艺流程配置的方法2第六章化工生产工艺流程第三节工艺流程的分析评价与优化一技术的先进性适用性和可靠性二经济合理性三工业生产的科学性四操作控制的安全性第四节典型工艺流程解析一氨合成工艺流程解析二乙酸乙烯酯溶液聚合法生产聚乙酸乙烯酯工艺流程解析3第一节概述一工艺流程的组成二工艺流程图4一工艺流程的组成化学工程
• 二段炉： CH4+H2O = CO+3H2
• 变换炉： CO+H2O ƒ H2+CO2
• 脱碳塔： CO2+K2CO3 +H2O ƒ 2KHCO3
• 甲烷化炉：CO+3H2 = CH4+H2O
• 合成塔： 3H2+N2 ƒ 2 NH3
37
38
39
14
二、工艺流程配置的方法
1. 原料预处理系统 ⑴原料的选择和利用
化工厂原料的费用一般占60％-80％； 尽可能选用价廉易得的原料； 尽可能提高原料的转化率、反应的选择性和目 的产物的收率。
⑵原料的预处理
①、②、③、④、⑤、
15
二、工艺流程配置的方法
2. 反应系统
理想反应器；适宜的反应条件 辅助设备
4
化工过程:
化工生产从原料到制成目的产物，经过的一系列物理和 化学加工处理步骤。
每个化工生产过程基本包括三个步骤：
包含原料的预处理、化学反应、产物的分离及精制 化工过程是以化学反应过程为中心。 工业生产中，制备产品氨包括以下步骤： 合格氮气、氢气的制备； 氢气和氮气进行化学反应合成氨； 分离混合气中的产品氨；
通常操作压力为25-30 MPa时采用一级氨冷， 进塔氨含量控制在3％-4％；而在20 MPa合成时采 用二级氨冷，15MPa下合成时采用三级氨冷，此 时进塔氨含量可降至1.5％-2.0％。
• 二段炉： CH4+H2O = CO+3H2
• 变换炉： CO+H2O ƒ H2+CO2
• 脱碳塔： CO2+K2CO3 +H2O ƒ 2KHCO3
• 甲烷化炉：CO+3H2 = CH4+H2O
• 合成塔： 3H2+N2 ƒ 2 NH3
37
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39
14
二、工艺流程配置的方法
1. 原料预处理系统 ⑴原料的选择和利用
化工厂原料的费用一般占60％-80％； 尽可能选用价廉易得的原料； 尽可能提高原料的转化率、反应的选择性和目 的产物的收率。
⑵原料的预处理
①、②、③、④、⑤、
15
二、工艺流程配置的方法
2. 反应系统
理想反应器；适宜的反应条件 辅助设备
4
化工过程:
化工生产从原料到制成目的产物，经过的一系列物理和 化学加工处理步骤。
每个化工生产过程基本包括三个步骤：
包含原料的预处理、化学反应、产物的分离及精制 化工过程是以化学反应过程为中心。 工业生产中，制备产品氨包括以下步骤： 合格氮气、氢气的制备； 氢气和氮气进行化学反应合成氨； 分离混合气中的产品氨；
通常操作压力为25-30 MPa时采用一级氨冷， 进塔氨含量控制在3％-4％；而在20 MPa合成时采 用二级氨冷，15MPa下合成时采用三级氨冷，此 时进塔氨含量可降至1.5％-2.0％。
CAD课件_化工工艺图(PPT52页)
第八单元 化工工艺图
二、方案流程图的作图 用细实线按流程顺序依次画出设第备八单示元意化工图工形艺图，
设备之间应保持适当位置以布置流程线。
1.展开：示意性地按工艺流程顺序自左至右一字排开，避免流程
循环往复。 用粗实线画出主要物料流程线，中实线画出次要物
2.作图与标注：
料流程线，细实线画出辅助物料流程线
第八单元 化工工艺图
建筑图的作图 以细实线按国标规定符号作图
第八单元 化工工艺图
第八单元 化工工艺图
定位轴线：高建度筑尺物寸中采对用建标筑高物符的号墙，、以柱单位位置m用注点在画剖线视画图出上，。 尺 寸：其并它加尺以寸编单号位，为长m度m方，向尺用寸带线圆终圈端的采阿用拉斜伯线数形字式，，宽并度往
工艺管道及仪表流程图
第八单元 化工工艺图
工艺管道及仪表流程图是施工阶段所提供的图纸，所以又称 施工流程图，需要画出所有的生产设备、管道、阀门、管件及仪表。
一、工艺管道及仪表流程图由以下几个部分组成：
1. 带标注的各种设备的示意图 2. 带标注、管件的各种管道流程线 3. 阀门、带标注的各种仪表控制点的各种图形符号 4. 对阀门、管件、仪表控制点说明的图例 5. 标题栏：注写图名图号和签名等。
kmol/h 80.36 0.05 0.52 0.97 3.10 85.00
mol% 94.54 0.06 0.61 1.14 3.65 100.00
名称 kg/h 乙炔 2216.3 水 0.9 磷化氢 2.2 硫化氢 4.1 其它 25.3 合计 2248.8
乙炔成品
wt% 98.58 0.04 0.09 0.17 1.12 100.00
kmol/h 79.15 0.05 0.06 0.12 0.97 80.35
化工08-化工原理课程设计-工艺计算培训课件
1.计算过程尽可能表格化。
2.引用的数据和选用的公式应标明出处。
3.计算结果应列表汇总。
4.设计说明书应做到求∶文字工整、绘图清晰、
计算准确、叙述精练、格式整齐、装订成册。
注意：所有物理量一律斜体，下标正体！
2020/10/2
10
四、时间安排 2012.5.21—2012.6.29 周一，三，五 早：8:30—11:30 （周六，日休息）
8.分析与讨论
9.答辩，交设计说明书
2020/10/2
6
课程设计的目的、要求和内容
三、课程设计的基本要求
设计说明书装订顺序 封面 按要求！ 设计任务书 目录 设计方案简介 工艺流程简图 设计计算书
阀孔（筛孔）布置图 负荷性能图 对本设计的评述 参考资料 （同时要上交草稿）
设计结果汇总表
7
标题页 设计任务书 目录 设计方案简介 工艺流程简图 设计计算书 设计结果汇总表 阀孔（筛孔）布置图 负荷性能图 对本设计的评述 参考资料
1.明确设计任务、阅读指导书并查阅资料； 2.确定设计方案，绘制工艺流程图； 3.精馏塔的工艺计算，塔板设计及塔体初步设计； 4.辅助设备的设计及选型； 5.编写设计说明书。
3
二、课程设计的内容
工艺计算
物平、热平、确定操作条件（P，t）、确定R、N、D
塔板设计
塔板初步设计、水力学校核、负荷性能图
塔体初步设计
2020/10/2
5
5.辅助设备的选用 ( [1] P3-51，[2] 第二章)
(1) 塔顶冷凝器全算 (选型，核算), 冷凝、冷却器分开算。
(2) 再沸器只选型(根据经验选总传热系数),不需核算。
(3) 回流泵选型
化工工艺流程图PPT课件
柴油进出装置
V1CYKGX 柴 油 吸 收 剂 去 P3117
富吸收油自再吸收塔来 原 料 油 自P-3101来 原 料 油 去 E-3102
06/1.2
P-3105/1.2
.
32
回流泵
柴油及回流泵
审核
画出分馏塔塔顶控制方案流程图（按仿真流程画）
.
33
试画出焦炭塔顶温度控制流程图。（按仿真流程图画）
FfI FfIC FfIA FfIS FfR FfRC FfRA FfRS FfC FfCT
AI AIC AIA AIS AR ARC ARA ARS AC ACT
密度
DI DIC DIA DIS DR DRC DRA DRS DC DCT
粘度
VI VIC VIA VIS VR VRC VRA VRS VC VCT
TC
原 料-蜡 油 回 流 换 热 器
3102
E-3102/A-F 原 料 -蜡 油 换 热 器
E -3 1 0 1/A -H 原 料 -柴 油 换 热 器
接 C-102底 液 控 原 料 油 去 分 馏 塔 底
蜡 油 自 P-3108来
蜡油回流去分馏塔 蜡油去 E3106
蜡 油 自 P3107来 柴 油 去 E-3105 柴 油 自 P-3105来
急 冷 油 自 C-3102
FC 3271
TC 3271
低压蒸汽
PI 3271A
VI2C3101A
LI 3271A
LI 3272A
LI 3273A
TI 3277A
FIQ 3274
低压蒸汽
冷焦水
FC 3275
焦化油自加热炉来 紧 急 放 空 油 去E-3114
《化工生产工艺流程》课件
化工生产的未来发展趋势
1 智能化生产
利用先进的自动化技术提高生产效率。
2 绿色化工
推动环保技术与化学工艺的结合，减少对环境的负面影响。
3 可再生能源
使用可再生能源替代传统化工生产中的化石能源。
总结化工生产工艺流程的关键点
安全
保障员工和环境的安全。
效率
提高生产效率和产品质量。
环保
减少对环境的影响。
《化工生产工艺流程》 PPT课件
本课件将介绍化工生产工艺流程的背景、意义以及应用领域，并重点讨论不 同类型的工艺流程、实验室与工业化生产的差异，以及环保、安全等关键要 素。
化工生产工艺流程的分类与特点
连续工艺
流式生产，适用于大规模生产，如炼油厂。
非均相工艺
涉及多相反应，如液-液、气-液反应。
间歇工艺
批量生产，适用于小规模生产，如药品制造。
均相工艺
反应物处于同一相态，如溶液反应和气相反应。
实验室与工业化生产的差异
1 规模
实验室操作小规模，而工业化生产通常大规模进行。
2 安全性
实验室操作相对较安全，而工业化生产面临更多安全风险。
3 成本
实验室操作成本较低，而工业化生产需要更多的资金和资源。
化工生产工艺流程中的常用设备和仪器
反应釜
用于催化反应和混合物的搅拌。
精馏塔
用于分离液体混合物。
泵
用于输送化工原料和产物。
化工生产工艺流程的步骤和流程图
1
前处理
准备原料、清洗设备。
2
反应
进行化学反应，生成目标产品。
3
分离
利用不同物理性质将混合物分离。
4
后处理
处理副产物、纯化产品。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 解：由于两等体积釜串联，则
CA,N
CA0
(1ki )N
.
1 2
16
(1ki )2
CA0 CA2
xACA0C A0CA2
1CA2 CA0
0.95
(1ki)22 0i 1.00 h6
iV v0 i V iiv01.00 1 .8 6 2 1.8m 3 3
V2Vi 3.66 m3
.
17
• 在一个体积为300 L的反应器中，86℃等温 下将浓度为3.2 的过氧化氢异丙苯溶液分 解：生产苯酚和丙酮。该反应为1级反应， 反应温度下反应速率常数等于0.08 s-1，最 终转化率达98.9％，试计算苯酚的产量。
化工工艺计算
.
1
• 化学反应热 • 根据盖斯定律，物质进行化学反应其
热效应与路径无关，只与起始和终了 状态有关。如果已知标准状态与反应 有关各种物质的生成热ΔHf,则标准状 态化学反应热ΔHr298K为：
.
2
• ΔHr298K =Σ（nΔHf298）i- Σ （mΔHf298）j
• i-------------指各产物 • j-------------指各反应物 • n-------------参加反应化学方程式各产物的计
• ΔfH m,苯酐 = -402.2 kJ/mol • ΔcH m,苯酐=-3314 kJ/mol • ΔcHm,氢气 = -285.58 kJ/mol • ΔcHm,碳 = -395.3 kJ/mol • ΔR-Ar = -14.7 kJ/mol • 以上数据除ΔR-Ar外，吸热为正放热为负。
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• 求若采用5000升反应锅需几台？后备系数 多少？
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15
连续操作釡式反应器
• 有一级不可逆反应A→P，在85℃时反应速 率常数为3.45h-1，今拟在一个容积为10m3的 釜式反应器中进行，若最终转化率为 XA=0.95，设该反应的处理量为1.82m3/h， 今若改用两个容积相等的串联釜操作，求反 应器的总容积？
ΔHrT可按基尔霍夫公式求取：
•
T
• ΔHrT=ΔHr298K+∫ΔnCpdT
•
298
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5
ΔHf
ΔHC,互换
•
ΔHC0
• C6H6 + 15O
6CO2+ 3H2O
•
ΔHf0
ΣΔHf
•
6C+6H+15O
• ΔHf0 =ΣΔHf - ΔHC0
• 其中ΣΔHf=6 ΔHf0 （CO2）+3ΔHf0(H2O)
ΔcHm,氢气 = -285.58 kJ/mol ΔR-Ar = -14.7 kJ/mol • 以上数据吸热为正放热为负，且假定反应在查表温度下进行
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9
例题
• 应用已知数据，应用已学过求燃烧热方法，计算反应 热效应。
• 萘在催化条件下氧化制苯酐。萘的处理量为1500kg/h。 求：需移走的反应热。（假设萘在标准温度下反应）
10
釜式反应器
• 作每日物料衡算：
Vc= V× φ × m ×
24
tr ta
则反应器体积V= Vc (tr ta )
反应器台数 m=
24 m
Vc (tr ta )
24V
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11
反应器及工艺计算例题
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12
间歇反应器
• 间歇操作釜式反应器工艺计算 • 某厂西维因合成车间，采用2000升反应锅，
•
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7
• N---------电子转移数
• 当较复杂的化合物使用上式须经经验校 正：
• -ΔHC=109.07×N+Σ（KiΔi） • Ki----------分子中校正对象的次数 • Δi---------校正对象的校正值 • 对分子结构复杂的化合物卡拉兹法计算
误差较大，可另选其他方法计算。
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8
每批可得西维因125公斤。设计任务每日生 产西维因3333公斤。已知反应周期进料1h， 冷却2h，吸收及酯化9h，水洗及合成4h， 出料0.5h，每批间隔0.5h，求若采用5000 升反应锅需几台？后备系数多少？
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13
• 邻硝基氯苯氨化、还原制邻苯二氨。已知 每小时出料0.83m3，操作周期7h，装料系 数0.75。
• （1）如果这个反应器是间歇操作反应器， 并设辅助操作时间为15 min；
• （2）如果是全混流反应器；
• （3）若过氧化氢异丙苯浓度增加一倍，其 他条件不变，结果怎样？
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18
• 液相二级不可逆反应。反应速度 rA=kCA2已 知在200C k=9m3/kmol.h,Ca0=0.3kmol/m3
化学反应热计算例题
• 应用已知数据，应用已学过求燃烧热方法，计算1500Kg甲苯下 列液相反应热效应。
•
•
•
+ H2SO4 ---------------
+ H2O
•
•
so3H
•
ΔfH,m硫酸 = -812.8 kJ/mol ΔcH,m,碳 = -393.13 kJ/mol
ΔfH m,甲基苯磺酸 = -486.05 kJ/mol
量系数 • m-------------参加反应化学方程式各反应物的计量
系数
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3
• 如果已知标准状态与反应有关各种物质的燃烧 热ΔHC,则标准状态化学反应热ΔHr298K又可改 为：
• ΔHr298K =Σ（mΔHC298）J-Σ（nΔHC298）i
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4
• 如果在标准状态化学反应热ΔHr298K已知的 情况下，欲求一定温度下的化学反应热
• 求反应器容积，若采用两锅则每个容积多 少？若采用6m3，则需几个反应锅？
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14
• 萘磺化制2-萘酚，已知2-萘酚收率按萘计为 75%，2-萘酚纯度99%，工业萘纯度98.4%， 密度为963kg/m3，磺化剂为98%硫酸，密 度为1.84kg/m3，萘与硫酸分子比1:1.07， 每批操作周期3.67h，装料系数0.7，生产 任务每年2-萘酚4000吨，年生产天数330天。
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6
电子移位数法估算燃烧热（卡拉 兹法Khrasch）
• 有机化合物的燃烧过程，可看作是碳原子和氢原 子上的电子转移到氧原子上去的结果。因为燃烧 的最终产物碳，变成二氧化碳，氢，变成水。故 燃烧热与电子转移数有关。经测试，每转移一个 电子所释能量为109.07kJ,则液体简单有机化合物 在常压200C的燃烧热为： -ΔHC=109.07×N
• 加料速度3m3/h比较下列方案，何者转化率 最大?(设(φ=l)
• (1) 体积为7m3平推流反应器。
• (2) 体积为7m3全混流反应器。
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• 解：二级反应；平推流：
VR V0