物料衡算和熱量衡算

3物料衡算和熱量衡算計(jì)算基準(zhǔn)33024=h小時產(chǎn)二氯甲烷：=h物料衡算和熱量衡算反響器的物料衡算和熱量衡算應(yīng)熱?！惨弧场?〕二氯甲烷產(chǎn)量為：kg/h，即：kmol/h；〔2〕原料組成含Cl296%，CH495%；進(jìn)反響器的原料配比〔摩爾比〕: 循環(huán)氣=1：出反響器的比例H22：31〔質(zhì)量比〕342=〔摩爾比；操作壓力:〔表壓；25oC420oC?！捕撤碈l2 應(yīng)

CH3ClCHCl3CH4 CCl4HClXkmol/h，出反響器的一氯甲烷Ykmol/h，氯化氫Zkmol/h?？芍?為由進(jìn)反響器的原料配比〔摩爾比〕Cl2：CH4：循環(huán)氣=1：原料組成含Cl2可知：=為由22：l31〔質(zhì)量比〕可得CHCl3每小時產(chǎn)量為：×=h(CHCl3+CCl4)/CH2Cl2=〔摩爾比〕可得CCl4的量為×－=h用元素守衡法則：Cl元素守衡=Y+×2+×3+×4+Z①H元素守衡4X=3Y+×2++Z②C元素守衡X=Y+++③解方程①①③得X=hY=hZ=h所以反響器進(jìn)口原料中各組分的流量：Cl2: ×=h=h〔純〕=h=h 〔含雜質(zhì)〕CH4: h=h 〔純〕=h=h 〔含雜質(zhì)〕循環(huán)氣流量：3×=kmol/h=Nm3/h其中：CH3Cl：kmol/hN2：×4%＋×3%=kmol/hCO2：×2%=kmol/hCH4：－－－=kmol/hkmol/h反響器出口中各組分流量：CH3Cl：kmol/hCH2Cl2：kmol/hCHCl3：kmol/hCCl4：kmol/hHCl：kmol/h循環(huán)氣：kmol/h出口氣體總量：＋＋＋＋kmol/h出口氣體中各組分的含量：CH3Cl：×100%=%CH2Cl2：×100%=%3CHCl：×100%=%3CCl4：×100%=%HCl：×100%=%N2： ×100%=%CO2：×100%=%CH4：×100%=%3—1反響器物料平衡組分kmol/h

反響器進(jìn)口組成%〔mol〕kg/h

反響器出口kmol/h 組成%〔mol〕kg/hCH4Cl2CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HClN2CO2總計(jì) 100 100〔三〕25℃為基準(zhǔn)溫度3—3—2反響物料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓Δf/〔kJ/mol〕物質(zhì)輸入輸出CH4Cl2CO2CH3Cl CH2Cl2 CHCl3CCl4HCln(kmol)Δf0-100Δf=∑生成物Δf=∑生成物nΔHθ－∑f m反響物Hθ=－×106kJf m3—3生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J﹒K-1﹒mol-1)2 物質(zhì)

CH2Cl2 CHCl3

HCl N COΔt=420－25=395℃輸出焓：∑輸出H=輸出焓：∑輸出H=∑nΔt=×106kJ則放出的熱量：Q放出則放出的熱量：Q放出=Δf+∑輸出H+∑輸入H=－×106kJ3—4循環(huán)氣各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J﹒K-1﹒mol-1)物質(zhì)

CH4

CH3Cl

N2 CO2循環(huán)氣帶出熱量：Q帶出=∑nΔt=×10循環(huán)氣帶出熱量：Q帶出=∑nΔt=×106kJ則Q =Q放出 帶出循環(huán)氣能帶走的熱量恰好為反響氣放出的熱量，是反響溫度保持在420℃左右可以維持反響順當(dāng)進(jìn)展?？绽淦鞯奈锪虾馑愫蜔崃亢馑憧绽淦骼鋮s降溫，以保證吸取的順當(dāng)進(jìn)展?！惨弧?0℃，操作壓力為〔表壓?！捕?—5生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J3—5生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J﹒K-1﹒mol-1)物質(zhì)

CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4

N2 CO2 CH4熱負(fù)荷Q=熱負(fù)荷Q=∑nkJ，吸取劑水先經(jīng)二膜吸取成稀酸再去一膜吸取成高濃度酸。L/V也一樣。〔一〕計(jì)算依據(jù)1〔摩爾%氣體氯化氫含量%；807060℃；342℃；45〔表壓；6%〔質(zhì)量%〔摩爾；725℃。物料衡算8%可知一膜出口氣體總量為kmol/h，含氯化氫kmol/h由二膜出口氣體氯化氫含量%可知二膜出口氣體總量為kmol/h，含氯化氫kmol/h總共反響掉氯化氫量為kmol/h16%〔摩爾〕則二膜出口酸濃度為%對并流高濃度氣體吸取操作線方程為：即：1 2 1 V(Y－Y)＝L(X－X即：1 2 1 ：V=kmol/hx1= x2= y1= y2=則，需要的吸取劑用量：L=h吸取劑的單位耗用量：l=L/V=〔－〕=副產(chǎn)物鹽酸的量：L=V(y-y)/(x-x)=×〔－〕/=kmol/h0 0 1 2 1 2第一膜式吸取器吸取氯化氫氣體量：－＝kmol/h剩余氣體總量：－＝h出口氣體中各組分的含量：CH3Cl：×100%=%CH2Cl2：×100%=%CHCl3：×100%=%CCl4：×100%=%HCl：×100%=%N2： ×100%=%CO2：×100%=%CH4：×100%=%組分 第一模式吸取器出口kmol/h 組成%〔mol〕CH4CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HClN2CO2總計(jì) 100熱量衡算3—7第一膜式吸取器出口氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J3—7第一膜式吸取器出口氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J﹒K-1﹒mol-1)物質(zhì)

CH3Cl CH2Cl2

CCl4 HCl

CO2 CH4Q=∑nΔt=×Q=∑nΔt=×106kJLQ = ΔH=×106kJL溶解 0Q =Q＋Q =×106kJ總 溶解·K〕·K〕W水Q總80W水Q總80－=kmol/h出口氣體中各組分的含量：CH3Cl：×100%=%CH2Cl2：×100%=%CHCl3：×100%=%CCl4：×100%=%HCl：×100%=%N2： ×100%=%CO2：×100%=%CH4：×100%=%表3—8其次膜式吸取器出口物料平衡組分 吸取器吸取器出口kmol/h

組成%〔mol〕CH4CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HClN2CO2總計(jì)

100〔1〕3—9其次膜式吸取器出口氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J3—9其次膜式吸取器出口氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾定壓熱容/(J﹒K-1﹒mol-1)物質(zhì)

CH3Cl CH2Cl2

CCl4 HCl N2 CO2 CH4Q=∑nΔt=×Q=∑nΔt=×106kJLQ = ΔH=×106kJL溶解 0Q =Q＋Q =×106kJ總 溶解其升溫Δt=×其升溫Δt=×106/〔××103〕=℃出口水溫：33+=℃中和塔〔填料塔〕〔一〕計(jì)算依據(jù)進(jìn)塔氣體組成同二膜出口氣體組成；0%〔質(zhì)量；60℃；出口氣體中無氯化氫和二氧化碳?xì)怏w?！捕澄锪虾馑闳胨怏w摩爾流量：Wv=kmol/h0惰性氣體摩爾流量：G=－－=kmol/h0M=×%＋85×%＋×%＋154×%＋×%＋28×%＋44×%＋16×%=則：入塔氣體質(zhì)量流量：×kg/h入塔氣體密度：ρ=〔×〕=m3v%〔質(zhì)量：%〔質(zhì)量：×100%=%〔摩爾〕〔質(zhì)量：×100%=%〔摩爾〕氫氧化鈉溶液消耗量：Wl=〔+×2〕/〔〔質(zhì)量：×100%=%〔摩爾〕出塔氣體中無氯化氫氣體和二氧化碳?xì)怏w，但會帶出3kmol/h的水蒸氣則總量為G0=kmol/h出口氣體中各組分的含量：CH3Cl：