甲醇铁钼催化法制甲醛的工艺设计(14)
23℃ 85℃
物质名称 cpm，kJ/(kmol•℃) 物质名称 cpm，kJ/(kmol•℃)
HCHO 34.74 HCHO 37.51
CH3OH 45.94 CH3OH含(HCOOH) 50.70
H2O 33.27 H2O 34.03
CO2 38.01 CO2 39.91
CO 28.71 CO 29.11
CH4 34.93 CH4 38.58
O2 29.97 O2 30.30
H2 28.14 H2 28.37
N2 29.08 N2 29.40
2) 各物质的相变热
表3.11 各物质的相变热
物质名称 相变热，104kJ/kmol
HCHO 6.196
H2O 4.135
CH3OH(含HCOOH) 3.32
3.3.2 主要单元设备热量衡算
铁钼法制备甲醛的过程中，其主反应及副反应有吸热也有放热。所以，选择适当的甲醇与空气用量比，可以使吸热和放热反应比例适当，从而控制反应的温度。对蒸发器、反应器和一、二吸收塔这些主要设备进行热量衡算，确定蒸气加热量、冷却水量等外加有用热的用量。
(1) 甲醇蒸发器
1) 蒸发器热量衡算图
图3.6 蒸发器热量衡算图
2) 原料甲醇和空气带入的热量（Q =H = NcpmT）
表3.12 原料甲醇和空气带入的热量
物料名称 物质的量，kmol cpm，kJ/(kmol•℃) T，℃ 热量，104kJ
甲醇 98.77 81.29 30 24.09
水 3.58 59.41 30 0.64
空
气 N2 139.62 29.23 50 20.40
O2 38.00 30.13 50 5.72
H2O 3.33 33.63 50 0.56
合计 283.30 51.41
3) 相变热
甲醇的相变热：ΔvapHm,HCHO = 3.67 ×104 kJ/kmol
水的相变热： ΔvapHm,H2O = 4.0683 ×104 kJ/kmol
则原料甲醇的相变热为：ΔvapHm,CH3OH(aq) = 98.77 × 3.67 ×104 + 3.58 × 4.07 ×104 = 377.06 ×104(kJ)
4) 原料气带出的热量
表3.13 原料气带出的热量
物料名称 物质的量，kmol cpm，kJ/(kmol•℃) T，℃ 热量，104kJ
CH3OH 98.77 85.31 48 40.44
H2O 2.96 33.60 48 0.48
N2 139.62 29.22 48 19.58
O2 38.00 30.12 48 5.49
合计 279.35 65.99
(2) 过热器
1) 过热器热量衡算图
图3.7 过热器热量衡算图
2) 原料气带入的热量： Q = 46.24 × 104 kJ
3) 配料蒸汽带入的热量
为了防止液体析出，把原料气升温至120℃，同时配入蒸汽。
设加入的配料水蒸汽为120℃的饱和蒸汽，其摩尔定压热容：cpm,3H2O＝34.54 [kJ/(kmol.℃)]，则配料蒸汽带入的热量为：
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