间苯二甲酸生产工艺物料衡算计算案例综述
目录
TOC\o1-3\h\u29995间苯二甲酸生产工艺物料衡算计算案例综述 1
113911.1物料衡算任务 1
233061.2物料衡算原理 1
97311.3氧化工段的物料衡算 2
12111.3.1反应系统的物料衡算 2
80281.3.2结晶器的物料衡算 4
25701.3.3分离器的物料衡算 5
157471.4精制工段的物料衡算 6
79351.1.1精馏段的物料衡算 6
172841.1.2精馏塔的物料衡算 9
12711.1.3分离器的物料衡算 10
1.1物料衡算任务
物料衡算的任务：为了确定生产所用的了材料的量，确定间二甲苯，空气的实际消耗量，确定乙酸在那一段时间的消耗量，也让我们知道主要产生的三废的量。对各个单元进行的物料衡算，对选型有很大的帮助；全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务[21]。
本厂一年连续操作7200小时，物料衡算以kg/h作为计算基准。
1.2物料衡算原理
物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。对于已经达到稳定的体系，通常满足以下关系：
(进料量之和)-(出料量之和)=(系统累积量)
当系统中有化学反应时可表示为：
(进料量之和)-(出料量之和)+(反应消耗量)-(反应生成量)=(系统累积量)
利用以上两个关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。
1.3氧化工段的物料衡算
1.3.1反应系统的物料衡算
1.反应系统的物料衡算
MX氧化系统物料衡算图如图3-1所示。该系统由混合器M0101，换热器E0101、E0102，反应器R0101组成。
注：图中4、5、6表示流股的编号
图4-1间二甲苯氧化反应系统物料衡算示意图
氧化反应系统进料和出料各流股温度压力条件见表4-1。
表4-1间二甲苯氧化反应系统进出料流股温度压力条件
项目
进料
出料
醋酸
M-XYL-01
6
8
温度/℃
180.00
180.00
142.78
180
压力/bar
6.90
6.90
20.00
6.9
汽相分率
0.00
0.00
1
0.55
液相分率
1.00
1.00
0
0.45
质量流量/（kg/h）
20862.26
18441.28
18397.71
57701.25
体积流量/（L/min）
333.47
370.84
74493.34
45432.74
表4-2间二甲苯氧化反应系统物料衡算结果
组分
进料
出料
4进料质量流量/(kg/h)
组成/%
5进料质量流量/(kg/h)
组成/%
6进料质量流量/(kg/h)
组成/%
8出料质量流量/(kg/h)
组成/%
间二甲苯
0.00
0.00
18441.28
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
氧气
0.00
0.00
0.00
0.00
18397.71
100.00
0.10
0.00
水
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
7259.87
42.34
二氧化碳
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2446.24
5.83
间苯二甲酸
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
28280.21
17.88
醋酸
20862.26
100.00
0.00
100.00
0.00
0.00
19193.28
33.58
间苯二甲酸（固）
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3-羧基苯甲醛
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
521.55
0.37
氢气
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
间甲基苯甲酸
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
氮气
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
合计
20862.26
100.00
18441.28
100.00
18397.71
100.00
57701.25
100.00
总计
57701.25
57701.25
由表4-2可值，间二甲苯氧化反应系统总进料量为57701.25kg/h，总出料量57701.25kg/h，间二甲苯氧化反应系统的物料守恒。
2.氧化反应器的物料衡算
氧化反应器物料衡算示意图如图4-2所示：
图4-2氧化反应器物料衡算示意图
表4-3氧化反应器进料和出料各流股温度压力条件
项目
进料
出料
流股编号
7
8
温度/℃
126.99
180
压力/bar
6.9
6.9
汽相分率
0.64
0.55
液相分率
0