内容发布更新时间 : 2024/12/23 13:46:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第三章 物料衡算
生成甲酯的量：8.300×3＝24.9 kmol 生成甘油的量：8.300kmol
在副反应中，已知甘油三酯的转化率为96％，选择率为98.96％
甘油三酯反应的量:［8.737×96％×（1－98.96%）×1000］/1000＝0.087kmol KOH反应的量：0.087×3＝0.261kmol 生成皂的量：0.261kmol 生成甘油的量：0.087kmol
②反应产物（反应釜出口）: 甲酯的量＝主反应生成量：24.9kmol
甘油三酯的量＝输入量－参加反应的量：8.737×（1－96％）＝0.349 kmol CH3OH的量＝输入量－参加主反应的量：52.422－24.9＝27.522kmol 甘油的量＝主反应生成量＋副反应生成量：8.300＋0.087＝8.387kmol KOH的量＝输入量－参加副反应的量：1.86－0.261＝1.599kmol H2O的量＝反应原料带入水分的量：5.786kmol 皂的量：0.261kmol
分相：已知甘油相分得95％的CH3OH和95％的KOH ③甘油相：
CH3OH的量＝（输入量－参加主反应的量）×95％：27.522×95％＝26.146kmol 甘油的量＝主反应生成量＋副反应生成量=8.387kmol
KOH的量＝（输入量－参加副反应的量）×95％：1.599×95％＝1.519kmol H2O的量＝反应原料带入水分的量=5.786kmol 皂的量：0.261kmol ④甲酯相：
甲酯的量＝主反应生成量=24.9kmol
甘油三酯的量＝输入量－参加反应的量=0.349 kmol
CH3OH的量＝输入量－参加主反应的量－甘油相中CH3OH的量： 52.422－24.9－26.146＝1.376kmol
KOH的量＝输入量－参加副反应的量－甘油相中KOH的量： 1.86－0.261－1.519＝0.08kmol H2O的量：（忽略）
⑤水洗: 据澄清槽设计计算可得： 水洗时需加入水的量为：0.000706m3/s
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广东石油化工学院本科毕业设计：年产4万吨的生物柴油
水质量：3.2338t/批 ⑥水相：
甘油三酯的量：（忽略） CH3OH的量：（忽略） KOH的量：0.08 kmol
H2O的量：179.656×95％＝170.673kmol ⑦生物柴油产品： 甲酯的量：24.9kmol 甘油三酯的量：0.349kmol CH3OH的量：1.45 kmol KOH的量：（忽略）
H2O的量：179.656－170.673＝8.983kmol
⑧产品甘油：（甘油90％） 甘油：8.387kmol，质量：0.772t 其他物质质量：0.0858t ⑨回收甲醇： 甲醇质量：0.837t 其他：0.044t
表3-3以甘油三酯为基准的物料平衡表
输入 组分 甘油三酯 CH3OH KOH H2O
物质的量（kmol） 8.737 52.422 1.86 179.656 质量(t) 8.737 1.678 0.104 3.2338 组分 甘油三酯 CH3OH KOH H2O 甘油 甲酯 皂 输出 物质的量（kmol） 0.349 1.376 0.080 170.673 8.387 24.9 0.261 质量(t) 0.349 0.044 0.004 3.072 0.772 8.3334 0.094 18
第三章 物料衡算
3.5物料衡算数据总结
整个工艺流程中反应原料带入的水的含量为0.110吨，其中水洗环节耗水量为3.412吨。一批进料为8.737吨的甘油三酯根据醇油比为6：1的比例加入1.678吨的CH3OH和0.104吨的KOH作为催化剂进行反应，依次经过分相、水洗和分离和之后可以获得产品生物柴油8.889吨，其中主要含有甲酯8.3334吨，甘油三酯0.3495吨，CH3OH 0.0440吨和水0.1617吨，生物柴油纯度达到93.75％。另外可以获得粗甘油1.892吨（甘油相的质量）其中甘油含量为0.772吨，占粗甘油总量的40.80％。
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广东石油化工学院本科毕业设计：年产4万吨的生物柴油
第四章 能量衡算
4.1能量衡算的目的
对于有传热要求的设备，必须通过对其工艺过程进行能量衡算，才可以了解工艺过程在加热、冷却和动力学方面的能量需求及其损耗情况（如热损失），确定设备尺寸、载热体用量及过程的能量利用率。根据能量衡算还能够考察能量的传递及转化对过程操作。
4.2能量衡算总体思路
由于物料反应过程复杂，中间产物的组分及含量难以确定，但物料的焓变只与状态有关，对每个工段进行能量衡算时，通过对始末状态下的焓流的变化量的计算，可以估算出整个工段能量交换的情况。另外在衡算过程中，一些物质的流量很小，可以将这些物料等同为一种与其性质相似的物料来计算，即计算过程中用与它们分子量相当的物质的物性数据代替它们的物性数据。
4.3能量计算过程
4.3.1反应器的能量衡算 1.已知数据：
物质 碳数 氢数 氧数 热容kJ/（kg*0C） 燃烧热Kj/mol 燃烧热kJ/kg 生成焓kJ/kg
甘油三酯 64.857 125.714 6 3.172 40875.948
表4-1已知数据
CH3OH 甲醇 1 4 1 3.400 708.33
21.619 43.238 2 3.231 13770.636
甘油 3 8 3 2.765 1661.84
KOH H2O 皂
40875.948 22135.313 41147.319 18063.478
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