三、确定计算任务： 在生产任务已定的前提下，根据消耗定额和工艺指 标可以求得羰化工序各项进料量，然后按流程顺序从 前往后计算。
四、收集数据：
1、全装置工艺数据；
(1)、生产规模：年产500吨100%丙酮；
(2)、生产时间：年工作时数7200h；
(3)、反应塔空时产率：350~500g/l*h;
(4)、选择性：95%以上； (5)、氧转化率：50~60%； (6)、氯化钯生产能力：30~40 g/g*h (7)、丙烯单程转化率：95~99%。
CH3—CH=CH2+1/2O2
Pdcl2, Cucl2
║ CH3—C—CH3
+69kcal/mol
1、羰化塔 2、羰化分离器 3、闪蒸塔 4、酸水缸 5、氧化塔 6、气液分离器 7、缓冲罐 8、氧化吸收塔 9、尾气冷凝器 10、羰化吸收塔 11、初馏塔 12、塔顶冷凝器 13、气液分离器 14、排醛塔 15、塔顶冷凝器 16、气液分离器 17、丙醛冷凝器 18、精馏塔 19、塔顶冷凝器 20、气液分离器 21、丙醛计量槽 22、成品贮槽 23、丙醛贮槽 24、粗丙酮贮槽 25、进料泵 26、进料泵 27、吸收液槽 28、进料泵 29、吸收液贮槽 30、水泵 31、催化剂循环压缩机
2、工艺操作条件及控制指标：
(1)氧化塔：
塔底压力：11.5 atm (表压) 塔顶压力：9.5 atm (表压) 塔底温度：105℃
塔顶温度：100 ℃ (2)羰化塔：
塔底压力：9 atm (表压) 塔顶压力：8 atm (表压) 塔底温度：107 ℃ 塔顶温度：103 ℃ 丙烯量(100%，kg/h)/催化剂循环量(M3/h)=4.4~3.44
• 7.结论与验算
二 连续过程的物料衡算
为了更好地说明连续生产过程的物料衡算，我们以一实例来说明： 丙烯直接氧化法制丙酮年产500吨丙酮装置的物料衡算。（此例仅以说 明方法，所用数据并不反映实际生产情况）
一、根据工艺流程图画物料流程示意图： (见下页)
二、写出化学反应方程式：
丙烯直接氧化合成丙酮的总反应式为：O
进料温度：58 ℃ 塔顶冷凝液出口温度：52 ℃
(8)精馏塔： 塔顶压力：0.05~0.1 atm (表压) 塔底压力：0.1~0.15 atm (表压) 塔顶温度：57 ℃ 塔底温度：100 ℃ 进料温度：59 ℃ 冷凝液出口温度：50 ℃
五、计算基准： 此过程属于连续操作过程，有化学反应发生，故选kg/h作为基准。
第五章 物料衡算
质量守恒定律是自然界的普通规律，物料的平衡与计算 是这一规律在化工计算中的具体应用。
在工艺设计中，流程设计和物料衡算是最先开展的项目，在流程设计初步定 型后，就需进行物料衡算来确定各种原料、中间产品及产物的数量。
根据物料衡算的结果，才能计算各个设备的尺寸和公用工程物料的需求量， 从而完成流程设计的定量工作。六、计算：源自1、羰化塔：(1)进气
丙酮产量：500吨/年 (纯) 每天产量：500/300=1.666t/d=1666kg/d 每时产量：1666/24=69.45kg/h=1.195kmol/h 根据中试数据：丙烯转化率：95%
选择性：95% 收率：94% 总收率：85%
需纯丙烯：1.195/0.85=1.41kmol/h=59.2kg/h 采用巴陵公司的丙烯原料：丙烯为95%(wt%)
冷凝液出口温度：50 ℃
塔底温度：101 ℃ 进料温度： 吸收液进料：25 ℃
闪蒸塔顶气进料：60 ℃ 回流比：5 塔底、顶的浓度要求：见计算部分 塔顶压力：0.2~0.3 atm (表压) 塔底压力：0.3~0.4 atm (表压)
(7)排醛塔：
塔 顶压力：0.1~0.2atm (表压) 塔底压力：0.2atm (表压) 塔顶温度：55 ℃ 塔底温度：60 ℃
2、闪蒸塔：
(1)进料：丙酮 1.273 kmol/h
副产物：0.067 kmol/h 未反应气：0.141kmol/h 催化剂循环量： 18立方米/h 酸水：100kg/h (由中试数据放大所得) (2)塔底出料：催化剂：18立方米/h
• 3. 确定衡算系统和衡算方法 • 对化学反应，给出反应方程式，方程式中注明计量关系，注明
各反应物料的状态条件和反应转化率、选择性，计算生成物的 组成与数量。
• 4. 选择合适的计算基准
• 5.列出物料衡算式，用数学方法求解
• 对组成较复杂的物料，列出输入输出物料表。将未知量用代数 符号表示。
• 6.将计算结果列成输入输出物料表。
(3)闪蒸塔：
压力：0.3~0.5 atm (表压) 塔顶温度：90 ℃ 塔底温度：105 ℃ (4)氧化吸收塔： 出口压力：40mmHg 吸收液温度：27 ℃ 丙酮吸收率：80% (5)羰化吸收塔：
出口压力：40mmHg 吸收液温度：27 ℃ 吸收液浓度：10% (Wt %) 要求吸收率：95% (6)初馏塔： 塔顶温度：60 ℃
丙烷为5%(wt%)
故需粗丙烯：59.2/0.95=62.3kg/h
(2)出料： 丙烯转化：1.41*95%=1.34kmol/h
其中：丙酮1.34*0.95=1.273kmol/h=73.9kg/h 副产物 1.34*0.05=0.067kmol/h=3.88kg/h
副产物分析结果：丙醛 0.017kmol/h 氯丙酮 0.05kmol/h
可以说物料衡算是能量衡算及其它工艺计算和设备计算的基础。
一 物料衡算的基本步骤
1. 收集数据 原始数据要严格依据现场实测数据，当某些数据不能精确测 定或无法查到时，可在工程设计计算所允许的范围内借用、 推算或假定。
2.画出流程示意图 针对要衡算的过程，画出示意流程图，将所有原始数据标 注在图的相应部位。
未反应气体：丙烯 0.07kmol/h=2.94kg/h 丙烷 0.071kmol/h=3.12kg/h
(3)催化剂需要量和循环量： 根据中试数据，取时空率：400g/lh 所以羰化塔需催化剂的量：
73.9*1000/400=184.5 L=0.1845立方米=0.185立方米
催化剂循环量：
取丙烯流量：催化剂循环量=3.44 得催化剂循环量：62.3/3.44=18.11立方米/h