皖西学院2015届本科毕业论文（设计）
5热量衡算 5.1基本数据
表 11气体热容温度关联式系数
?1?1Cid?a0?a1T?a2T2?a3T3?a4T4 p/J?mol?K物质 乙醇 乙醛 水 乙酸乙
10.238
酯
a0 4.386 4.389 4.395
a1 0.638 0.064 -4.186 -14.95
a2 5.566 3.750 1.405
a3 -7.024 -4.577 -1.564 -15.73
a4 2.695 1.651 0.632
13.043
8
6
5.989
表 12液体热容温度关联式系数
物质 乙醇 乙醛 水 乙酸乙酯
A 59.352 45.057 92.054 65.833
Cp1/J?mol?1?K?A?BT?CT2?DT3 B 36.359 44.854 -3.9953 84.098
C -12.165 -16.608 -2.1103 -26.997
D 1.8031 2.7000 0.53468 3.6632
表 13物质的沸点及正常沸点下的蒸发焓
物质 乙醇 乙醛
沸点/℃ 78.4 20.8
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蒸发焓/KJ·mol-1
38.93 25.20
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乙酸乙酯 水 乙缩醛
77.07 100 102.7
32.33 40.73 35.83
5.2一步缩合釜的热量衡算：
一步缩合反应釜需要承受的热量为：
?H2(乙酸乙酯)+?H2(乙醇)+?H2(乙醇铝)+?H3(乙醛) +?H3(乙酸乙酯)+?H主+?Hf?3.667?106KJ/h
可以用-5℃的冷冻盐水将反应放出的热进行冷却,由于进口温度为-5℃,出口温度为5℃。冷冻盐水的比热容为：Cp?4.0KJ/(kgK)
3.667?106?91675kg/h 则单位时间内需要冷冻的量为：W?4.0?105.3二步缩合反应釜热量衡算：
二步缩合反应釜承受的热负荷为：
?H主+?H副??(3.86?105?3804)?3.9048?105kJ/h
反应放出的热同样用-5℃的冷冻盐水进行冷却,进口温度为-5℃,出口温度为5℃。冷冻盐水的比热容为：Cp?4.0KJ/(kgK)
3.9048?105?9762kg/h 则单位时间内需要冷冻的量为：W?4.0?105.4单效蒸发器的热量衡算
该蒸发器的蒸发温度为90℃，有少量的水占用的热量小，可忽略不计，且设单效蒸发器的热量损失为1%。
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需外界为蒸发器提供的热量为：
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6=2.147?106kJ/h
需外界为蒸发器提供的热量， 100℃的饱和水蒸气将充当热源， 100℃的水蒸气将成热源进口， 100度的水作出口，100度的饱和蒸气压下，汽化潜热1.0 R = 2257.6 [kJ/kg，因此饱和水蒸气在单位时间内的质量为：
2.147?106W??951kg/h
2257.65.5冷凝器的热量衡算
把90℃的蒸气温度降低到饱和进料温度，饲料和乙醛精馏塔的饱和温度是20.8℃ 则冷凝总共放出热量为：?H1??H2??H3??H4?1.344?106kJ/h
该冷凝器的冷却盐水进口与两釜的出口相连接。其出口盐水的温度将被控制在10℃
1.344?106?76800kg/h 左右。5℃的冷冻盐水在单位时需要的的质量为：W?3.5?55.6脱乙醛塔的热量衡算
由以上对精馏一塔物料衡算得：F?4376.65kg/h,, D?52.62kg/h 用解析法计算最小回流比：
Rmin?代入数据求得： Rmin?3.336 取R?1.1Rmin?3.67
1xD?(1?xD)[?] ??1xF1?xF（R ? 1）D ? 245.73kg/h 那么上涨蒸汽流量：V ?5.6.1 再沸器的热负荷
（1）塔顶上升混合气带出的热量
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一起都是20.8度的进料和塔顶的回流液，那么就塔顶散出的热量为：
299.35245.73?1000?(a0?a1T1?a2T2?a3T3?a4T4)?5578.43?25.20 QD?293.9544.05=3.4?105kJ/h （2）塔釜残液带出的热量：
Q2?79459?32.32??344.15356.15(a0?a1T1?a2T2?a3T3?a4T4)dT?2.56?106KJ/h +
DW?41577?351.35350.35(A?BT?CT2?DT3)dT?855?10.6?16263KJ/h
5?855?115=4.77?10kJ/h
（3）侧线料带出的热量 则再沸器的热负荷为：
Q1?QW?QD?QC?4.77?105?3.4?105?2.49?103?8.19?105KJ/h
如果100℃的水作为冷却水，在1.0巴饱和水蒸汽作为加热介质，100℃的冷却水，
2.65?106?17905kg/h 水蒸气的量：W?3.7?405.7脱乙醇塔的热量衡算
5.7.1再沸器的热负荷 (1)塔顶上升混合气带出的热量
要是一起为77.2度的进料与塔顶回流液，那么要塔顶散发气带出的热量为：
QD?4036?349.45344.15(a0?a1T1?a2T2?a3T3?a4T4)dT?4036?32.32?1187?38.93?2.043?105KJ/h (2)塔釜残液带出的热量
Q1?2.878?106?3.1?104?2.908?106KJ/h
脱乙醇塔承受的热负荷为： Q1?2.043?105?16263?2.21?105kJ/h
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