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1、盐城师范学院毕业论文（设计）1 物料衡算1.1 总则生产能力：年产 6500吨醋酸酐全年时间：36524=8760小时检修时间：31.724=760小时生产时间：8760760=8000小时每小时产量：6500000 /8000= 812.50 kg/h1.2物料衡算1.2.1精馏工段物料衡算 计算依据： 年产成品醋酸酐6500吨； 成品醋酐一级品：含酐98%,酸2%； 精制过程中酐损失3%（以成品纯酐计，其中第一塔损失2.5%，第二塔损失0.5%）； 粗酐组成含酐85%，酸15%； 精馏塔塔顶出料组成酸99%，酐1%； 残液回收中，醋酐未计入计算中。 物料平衡图如图1-1所示：粗酐蒸馏塔醋酐
2、精馏塔Wt1Wt2Wp2Wb2Wb1WinWin -粗酐进料(含酐85%，酸15%)Wt2 -馏出液(含酐1%，酸99%)Wp2 -采出液(含酐98%，酸2%)Wb1-蒸馏塔釜液(含酐100%)Wb2 -精馏塔釜液(含酐100%)Wt1-蒸出液图1-1 精馏工段总物料平衡 物料平衡计算：总物料衡算：Win = Wt2 +Wp2 + Wb1 + Wb2 组分衡算：(a)对醋酸衡算：Win15%= Wt2 99%+ Wp2 2% (b)对醋酐衡算：Win85%= Wt2 1%+ Wp2 98%+ Wb1 + Wb2 (c)釜液衡算：Wb1 + Wb23Wp2 98% Wb12.5Wp2 98%；W
3、b20.5Wp2 98%解上述方程(a)、(b)、(c)最后得到结果如下：Win = 966.3971 kg/h ；Wt2130.00 kg/h ; Wp2 812.50 kg/h ；Wb1 19.9062 kg/h ；Wb2 = 3.9813kg/h物料平衡计算结果见表1-1。表1-1 精馏工段总物料平衡表序号名称酸含量（质量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（质量，%）醋酐量（kg/h）总量（kg/h）进料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971合计966.3971出料馏出液99128.70011.300130.00采出液216.2598796.250812.50蒸馏塔釜
4、液10019.906219.9062精馏塔釜液1003.98133.9813合计1041.1250Wt1Win粗酐蒸馏塔Wb1图1-2 粗酐蒸馏塔物料平衡 分塔物料衡算： 粗酐蒸馏塔物料平衡如图1-2所示：a.全塔物料衡算：Win = Wb1 + Wt1b.对醋酸衡算：Win15%= Wt1HAc解上述两式得：Wt1 946.4909 kg/h ；HAc15.3155%物料平衡计算结果见表1-2。表1-2 粗酐物料平衡序号名称酸含量（质量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（质量，%）醋酐量（kg/h）总量（kg/h）进料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971合计966.39
5、71出料蒸出液15.3155144.959684.6845801.5311946.4909蒸馏塔釜液10019.906219.9062合计966.3971醋酐蒸馏塔物料平衡如图1-3所示：Wt1Wt2醋酐精馏塔Wp2Wb2图1-3 醋酐精馏塔物料平衡全塔物料衡算：Wt1Wt2 +Wp2 + Wb2表1-3醋酐物料平衡序号名称酸含量（质量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（质量，%）醋酐量（kg/h）总量（kg/h）进料蒸出液15.315144.959884.6845801.5311946.4909出料馏出液99128.70011.300130.00采出液216.2598796.25812.50精馏
6、塔釜液1003.98133.9813946.48131.2.2吸收工段物料衡算计算依据： 吸收用醋酸为一级品，含醋酸99%,水1%； 第一吸收塔吸收乙烯酮90%，第二吸收塔吸收10%； 裂化反应乙烯酮选择性为90%，这是由于副反应生成废气所致。每蒸发100kg原料醋酸，就有4m3(标准)废气产生，其组成为：CO2 13.9% C2H422.7% CO46.9% CH416.5%； 裂化中醋酸转化率为80%； 裂化中用醋酸浓度为95%醋酸，5%水； 吸收过程中乙烯酮全部转化为醋酐 吸收反应方程式：主反应：CH3COOHCH2CO(CH3 CO)2O42 60 102 副反应：(CH3 CO)2O
7、2 H2O2CH3COOH 第一吸收塔及第二吸收塔循环液体积均为35 m3 /h；物料平衡图见图1-4：总物料衡算总物料衡算式：(Wb1=966.3971kg/h，Wt2=130.00kg/h)WFWin Wt2 Wb1 Wg对醋酸衡算：a.废气夹带醋酸量的计算：第一吸收塔第二吸收塔WoWgWinWRWb1WFWin-冰醋酸(含酸99%，水1%)WF -乙烯酮(不含废气)Wg -废气夹带醋酸Wb1-粗醋酐(15%酸，85%酐)Wt2 -精馏塔馏出液(99%酸，1%酐)WR -吸收液Wt2图1-4 吸收工段总物料平衡已知条件：第二吸收塔塔顶真空度0.08MPa；塔顶温度20(从两个方面考虑：一是
8、低温时蒸气压低，醋酸损失小；二是乙烯酮吸收反应为放热反应，低温有利)20时，= 0.001510 MPa 【查石油化工基础数据手册卢焕章等编著(P637)】4m3(标准)废气裂化100kg冰醋酸f =0.8存在下列关系：乙烯酮：10095%80%(42/60) 0.9=47.88kg在裂化管内每小时废气产生量V废=WF4/47.88(m3 ) 设第二吸收塔吸收循环液入塔浓度为：含醋酸：91.4% 酐：8.6% 94.755% 5.245%X=0.94755：根据公式：X/(PX)（Wg /MHAc ）/(V废/22.4)P= 0.10130.08=0.0213 MPa: V废 = WF4/47
9、.88：代入上式后整理得：Wg 0.01610 WF (kg/h)b对醋酸列物料衡算式：Wt299%+ Win99%= Wb115%+ WF(60/42)+ 0.01610 WFWin0.01(120/18)表1-4 吸收总物料衡算序号名称酸含量（质量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（质量，%）醋酐量（kg/h）总量（kg/h）进料冰醋酸99497.9822(水：1)(水：5.3034 )503.0123乙烯酮324.8570醋酐精馏塔馏出液99128.7011.30130.00废气（裂化）36.510944.3793出料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971废气（裂化）
10、36.510夹带酸5.03211007.9392对醋酐物料衡算：Wt21%+ WF(102/42)= Wb185%+ Win0.01(102/18)联解上两式得：WF 324.8570 kg/h ；Win = 503.0123 kg/h； Wg 5.0321 kg/h废气量：V废WF4/47.8827.1392m3 = 36.510 kg/h 【废气平均分子量=28.244】物料平衡计算结果见表1-4。分塔物料衡算：第一吸收塔物料平衡见图1-5：第一吸收塔 WoWFWRWb1图1-5 第一吸收塔物料平衡a. 全塔物料衡算：WFWR = Wb1Wo ；Wo =10%WF WR = Wb190%W
11、F = 674.0321 kg/h表5 第一吸收塔物料衡算序号名称酸含量（质量，%）醋酸量（kg/h）酐含量（质量，%）醋酐量（kg/h）总量（kg/h）进料吸收液674.0321乙烯酮324.8570废气（裂化）36.510合计1035.3991出料粗醋酐15144.959685821.4375966.3971废气（裂化）36.510乙烯酮36.495合计1039.4021b .醋酐衡算：(假设第一吸收塔内没有水存在，即随冰醋酸带入的水全部在第二吸收塔内反应掉)WR(Ac)2O= Wb185%0.9WF(102/42) (Ac)2O = 8.9268 % HAc = 91.0732 %物料平衡计算结果见表5。c.第一吸收塔循环吸收液的组成计算：根据计算机编程得：83.600%(含酐)，16.400%(含酸)吸收液温度t=25，查得：HAc=1044kg/m3，(Ac)2O=1075kg/ m3【查石油化工基础数据手册P636，P678】mix=
