【丙烯酸生产工艺设计中的物料衡算综述2900字】

丙烯酸生产工艺设计中的物料衡算综述目录TOC\o"1-2"\h\u531丙烯酸生产工艺设计中的物料衡算综述 1103401.1设计任务书 1199031.2吸收塔的物料衡算 112279（1）计算依据 2228（2）进入吸收塔的的量 37181（3）出吸收塔的量 46911.3汽提塔的物料衡算 716528（1）计算依据 78960（2）进入汽提塔的量 74939（3）出汽提塔的量 9308581.4脱水塔的物料衡算 1028571（1）计算依据 1131342（2）进入脱水塔的量 117317（3）出脱水塔的量 11302521.5脱重塔的物料衡算 1220850（1）计算依据 1220206（2）进入脱水塔的量 124671（3）出脱重塔的量 131.1设计任务书①产品目标纯度：丙烯酸（99.6%）。②设丙烯酸损失率为3%，设计裕量为6%[3]。③本设计丙烯酸的生产能力为20万吨/年，全年生产工期为330天，采用连续化生产，每小时生产能力为：200000×0.996×1000×1.03×1.06④至少有80%反应出口气中的水蒸气在吸收塔内被冷凝，丙烯酸等产物在各精制工段中的损失率均为2%，其中1%的丙烯酸生成二聚体。⑤塔底加热蒸汽的绝对压力为200kPa；填料层压降≤0.7KPa。1.2吸收塔的物料衡算（1）计算依据①入塔气体流量和组成与反应器出口气体相同；②除不溶性气体外其余气体大部分在吸收塔内被水吸收，形成丙烯酸粗溶液；③塔底得到的丙烯酸粗溶液中丙烯酸质量的分数为60%；④未反应的乙醛、丙烯醛及丙烯和不溶性气体全部排出，丙烯酸等气体损失按2%算,其中1%丙烯酸生成二聚体，反应出口气中85%的水蒸气被冷凝。水吸收塔进料水吸收塔进料60%丙烯酸水溶液吸收塔吸收塔吸收尾气吸收尾气图3-1吸收塔物料衡算示意图（2）进入吸收塔的的量①反应器出口（吸收塔入口）处各组分质量流量由设计任务书可知反应器出口处的丙烯酸的质量流量为27460.424kg/h,其质量分数为15%，且其他组分的质量分数也已知。所以，总组分质量流量为：27460qqqqqq得出各组分质量流量如表3-1表3-1吸收塔入口处各组分质量流量单位：kg/h组分质量分数/%质量流量/kg/h丙烯酸1527460.424丙烯醛0.1183.069甲醛0.3549.208马来酸0.1183.069醋酸0.5915.347未反应的气体75137302.12水蒸气916476.254总量100183069.493②由计算依据得脱盐水用量：需脱盐水的量为：27460.424×0.98另需加入阻聚剂为：27460.424×500×进料总量q（3）出吸收塔的量①60%丙烯酸水溶液已知吸收塔进气中有80%的水蒸气被冷凝，丙烯酸等气体以及阻聚剂均损失2%，其中1%的丙烯酸生成二聚体，未反应的不凝气全部排出，故qqqqqqqq塔底出料：q②吸收尾气qqqqqqqq塔顶出料：qq总进=q

表3-2吸收塔物料衡算表单位：kg/h组进料吸收塔进气脱盐水分组成流量组成流量丙烯酸0.1527460.42400丙烯醛0.001183.06900甲醛0.03549.20800马来酸0.001183.06900醋酸0.005915.34700未反应的气体0.75137302.1200二聚体0000阻聚剂000.000413.73水蒸气0.0916476.25400水000.99630847.21合计1183069.491130860.94

表3-2续吸收塔物料衡算表单位：kg/h组出料吸收尾气60%丙烯酸水溶液分组成流量组成流量丙烯酸0.0019274.600.368526911.224丙烯醛03.6610.0025179.408甲醛0.000110.980.0074538.228马来酸03.6610.0025179.408醋酸0.000118.3070.0123897.04未反应的气体0.9744137302.1200二聚体000.0038274.60阻聚剂00.27460.000211.4554水蒸气0.02343295.25400水000.602944028.21合计1140908.8576173021.57341.3汽提塔的物料衡算（1）计算依据①汽提塔入塔气体流量和组成与吸收塔出口气体相同；②丙烯醛含量在粗丙烯酸溶液中低于200ppm；③丙烯酸、醋酸、马来酸、二聚体均损失2%，其中1%丙烯酸生成二聚体；④甲醛、丙烯醛全部被吹出，水损失10%。（2）进入汽提塔的量①粗丙烯酸溶液如表3-2塔釜出料组成和流量。②汽提气用量在塔釜液中以丙烯醛含量为200ppm为分离指标液相密度近似取为ρL查表得80℃时，ρ则ρ轻组分气体汽提气粗丙烯酸溶液轻组分气体汽提气粗丙烯酸溶液塔釜液汽汽提塔图3-2汽提塔物料衡算示意图提塔进料总摩尔流量：q对于丙烯醛，进料时：nX出料时：n=0.242XYq取q则汽提气实际用量为：qqq（3）出汽提塔的量①轻组分气体qqqqqqqqq②塔釜液qqqqqqq总进3-3

表3-3汽提塔的物料衡算表单位：kg/h组进料吸收塔进气脱盐水分组成流量组成流量丙烯酸0.368526911.22400丙烯醛0.0025179.40800甲醛0.0074538.22800马来酸0.0025179.40800醋酸0.0123897.0400二聚体0.0038279.400阻聚剂0.000211.455400水蒸气00113054.55水0.602944028.2100合计173021.5734113054.55表3-3续汽提塔的物料衡算表单位：kg/h组出料吸收尾气60%丙烯酸水溶液分组成流量组成流量丙烯酸0.0139269.1120.395326393丙烯醛0.0093179.40800甲醛0.0278538.22800马来酸0.00021.5880.0026175.82醋酸0.0463897.0400二聚体0.000610.8740.008532.838阻聚剂00.2690.000211.1864水蒸气0.901917457.37100水000.593944028.21合计119355.89166720.23341.4脱水塔的物料衡算计算依据①脱水塔入塔液体流量和组成与汽提塔塔釜出口液体相同；1%塔顶馏出2%；③塔釜液组成：塔釜液中水量为丙烯酸的0.1%。（2）进入脱水塔的量见表3-3塔釜出料组成和流量。脱脱高浓度的水脱水进料含有二聚体等组分的丙烯酸水塔高浓度的水脱水进料含有二聚体等组分的丙烯酸水塔（3）出脱水塔的量①塔顶出料qqqqq塔顶出料：q②塔釜出料qqqqq塔釜出料：q由以上计算可知，q总进=q总出，脱水塔进出物料守恒。各组分的质量分数进行计算，最终可得脱水塔的物料衡算结果，汇总见表3-4表3-4脱水塔的物料衡算表单位：kg/h组进料出料脱水塔进料塔顶塔底分组成流量组成流量组成流量丙烯酸0.3953263730.0066263.730.972625845.54二聚体0.008532.8380.000415.9310.0195786.5166马来酸0.0026175.820.00011.5160.0065172.304阻聚剂0.000211.186400.26370.000512.9227水0.593939625.3890.992939599.5340.00125.846合计166720.2334139882.9747126841.12931.5脱重塔的物料衡算（1）计算依据①脱重塔入塔液体流量和组成与脱水塔出口液体相同；②塔釜滞留2%丙烯酸，其中丙烯酸1%生成二聚体；马来酸56%从塔顶随丙烯酸被蒸出；③塔顶液组成：丙烯酸99.6%，水1%，阻聚剂含量为200ppm。（2）进入脱水塔的量如表3-4塔釜出料组成和流量。99.699.6%的丙烯酸脱脱脱重进料重脱重进料重塔二聚体等重塔二聚体等重组分图3-4 脱重塔物料衡算示意图（3）出脱重塔的量①塔顶出料qqqqq②塔釜出料qqqqqq由以上计算可知，q总进=q总出，脱重塔进出物料守恒。各组分的质量分数进行计算，最终可得脱重塔的物料衡算结果，脱重塔的物料衡算结果汇总见表3-5表3-5脱重塔的物料衡算表单位：kg/h组分进料出料脱重塔进料塔顶塔底组成流量组成流量组成流量丙烯酸0.972625845.540.996253