1万吨年气相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(8)
由生产工艺要求得到生成苯甲醛的量计算甲苯投料量：
294.811=0.2978×0.97x
上式得x=1020.58kmol
3.3.2 氧化反应计算
C7H8+O2→C7H6O+H2O
1 1
摩尔比为 1 1.518
产物的量 0.2978×0.97x
剩余氧气的量 1.518×0.97x-0.2978×0.97x
发生反应的甲苯量：0.97x=989.96kmol
根据中试数据的进一步氧化摩尔比1:1.518，得到需要氧气量：
1.518×0.97x=1.518×989.96=1502.76kmol
则氮气量：1502.76×4=6011.04kmol
生成苯甲醛量：0.2978×0.97x=0.2978×989.96=294.81kmol
生成水蒸气量：0.2978×0.97x=0.2978×989.96=294.81kmol
消耗氧气：0.2978×0.97x=0.2978×989.96=294.81kmol
则剩余氧气量：1502.76-294.81=1207.95kmol
剩余甲苯量：0.97×（1-0.2978）x=989.96×0.7022=695.15kmol
3.3.3 氧化物料衡算
在氧化反应中
进口：
甲苯：989.96 kmol/天=41.25kmol/h=3794.85kg/h
氧气：1502.76 kmol/天=62.615kmol/h=2003.68kg/h
氮气：6011.04kmol/天=250.46kmol/h=7012.88kg/h
出口：
苯甲醛：294.81kmol/天=12.28kmol/h =1301.68kg/h
水蒸汽：294.81kmol/天=12.28kmol/h =221.04kg/h
剩余氧气：1207.95kmol/天=50.33kmol/h =1610.6kg/h
剩余甲苯：695.15kmol/天=28.96kmol/h =2664.32kg/h
剩余氮气：6011.04kmol/天=250.46kmol/h=7012.88kg/h
由此可知：进口：3794.85+2003.68+7012.88=12810.88 kg/h
出口：1301.68+221.04+1610.6+2664.32+7012.88=12810.88 kg/h
氧化反应物料守恒
3.4 总物料衡算表
表3.4 总物料衡算表
入 出
组分 换算参考
（kmol/h） 换算参考
（kg/h） 组分 换算参考
（kmol/h） 换算参考
（kg/h）
甲苯 41.25 3795 苯甲醛 12.28 1301.68
氧气 62.615 2003.68 水 12.28 221.04
氮气 250.46 7012.88 氧气 50.33 1610.6
甲苯剩余 28.96 2664.32
氮气 250.46 7012.88
总计 12810.88 12810.88
4 热量衡算
4.1 焓的计算
查表得到已知物质的△fHθ298为：
甲苯 42.5 kJ/mol
氧气 0 kJ/mol
苯甲醛 87 kJ/mol
水蒸汽 -241.826 kJ/mol
氮气 kJ/mol
4.2 热容的计算
已知物质的热容为
甲苯 37.57cal/(mol•K)
氧气 7.02cal/(mol•K)
苯甲醛 41.08cal/(mol•K)
水 8.03cal/(mol•K)
氮气 6.94 cal/(mol•K)
4.3 反应焓的计算
已知△rHθm(T)=△rHθm(298)+ △r CP,mdt
式中：△rHm----反应焓
△rHθ298 ----该气体在25℃下的标准生成热
C7H8+O2→C7H6O+H2O
该反应在450℃下进行
在标准状态下该反应的反应焓变即为：
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