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1、中期答辩ppt,一.物料衡算说明 二.物料衡算的依据 三.丁浓工段物料衡算 四.脱色工段物料衡算 五.能量衡算 六.盐酸林可霉素比热容的计算 七.丁浓工段热量衡算 八.脱色工段热量衡算,题目：年产120吨盐酸林可霉素提取车间工艺设计（丁浓、脱色工段） 设计人：吴郡 指导教师：周莉莉,一、 物料衡算说明,物料衡算表达式：物料衡算的基础是物质的质量守恒定律，即输入一个系统的全部物料量必等于输出的全部物料量，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。 式 输入物料量总和； 输出物料量总和； 物料损失量总和； 物料积累量总和。,二.物料衡算的依据,在进行车间物料衡算前，首先要确定生产工艺流程示意框图，此
2、图限定了车间物料衡算的范围，以指导设计计算既不遗漏，也不重复。其次要收集必需的数据、资料，如各种物料的名称、组成及含量：各种物料之间的配比，主、副反应方程式、主要原料的转化率、总收率及各部分收率等。,物料衡算,林可霉素分子量为：406.52 盐酸林可霉素分子量为：461.02 每十亿林可霉素的质量为：1.19kg 每十亿盐酸林可霉素的质量为：1.35kg 根据药典记录产品含水为：5% 按年工作日330天计算，则每天生产盐酸林可霉素的质量为： 1201000/330=303.03（kg/天）,按每1千克产品中盐酸林可霉素效价为：0.842十亿/kg 则每天产林可霉素效价为：303.030.842
3、406.52/461.02=210.50（十亿/天）,三.丁浓工段物料衡算 设丁浓段的收率为：95.00%，则丁浓液的林可霉素效价为：306.2895.00%=290.97（十亿） 则丁浓液中林可霉素的质量为：290.971.19=345.57（ 设丁浓后丁浓液的密度为：1g/ml 丁浓后的林可霉素的效价为：100000 /ml 则丁浓液的体积为：290.971000/100000=2.91（m3）,则丁浓液的质量为：2.911000=2909.67（） 设丁清液中所有的杂质都在丁浓液中。即丁浓液中的杂质质量为：43.65 则丁浓液中水和丁醇的总质量为：2909.67-43.65-345.57
4、=2520.46（）,则丁浓液中各物质的质量为：,由进出的各物质的质量及总物料的质量守衡可知蒸出的丁醇的各物质的质量为： 丁醇中水的质量为： 2388.93-354.94=2033.99（） 丁醇中丁醇的质量为：21092.95-2165.52=18927.43（） 林可霉素的质量为：363.75-345.57=18.19（） 蒸出丁醇的总质量为： 23889.28-2909.67=20979.61（）,四.脱色工段物料衡算,加入水的质量为盐酸林可霉素粗品的1.5倍，则加入水的质量为：318.171.5=477.25 水中含有盐酸林可霉素的效价为：477.25/48.11=9.92十亿 则盐酸
5、林可霉素的质量为：9.921.35=13.36 加入的水的总质量为：13.36+477.25=490.61 按工厂中经验数据201.00粗品中所要加入的活性炭的质量为16.00，则加入活性炭的质量为： 318.1716.00/201.00=25.33,按工厂中经验数据201.00粗品中所产生的废炭质量为35.00，则产生的废炭质量为： 318.1735.00/201.00=55.40 按工厂中经验数据35.00废炭中所含盐酸林可霉素的效价为2.10十亿，则废炭中盐酸林可霉素的效价为：55.402.10/35.00=3.32十亿 盐酸林可霉素的质量为：3.321.35=4.48 且粗品中的所有杂
6、质均在废炭中，所以废炭中杂质的质量为：3.15 所以由废炭中总质量守衡可知，废炭中含有水的质量为：55.40-3.15-4.48=22.45,则根据进出物料质量守衡可知，脱色液的各物质的质量为：脱色液中水的质量为：477.25-22.45=454.80（） 脱色液中盐酸林可霉素的质量为：315.02+13.36-4.48=323.90（） 脱色液中盐酸林可霉素的效价为：323.90/1.35=240.48（十亿） 脱色液的总质量为：323.90+454.80=778.71（）,五.能量衡算,能量衡算的主要目的是为了确定设备的热负荷。根据设备热负荷的大小、所处理物料的性质及工艺要求在选择传热面的
7、形式、计算传热面积、确定设备的主要工艺尺寸。传热所需的加热剂或冷却剂的用量也是以热负荷的大小为依据而进行计算的。 能量衡算的主要依据是能量守恒定律。能量衡算是以车间物料衡算的结果为基础而进行的，所以，车间物料衡算表是进行车间能量衡算的首要条件。其次还必须收集有关物质的热力学数据，例如比热容、相变量、反应热等。,热量平衡,基本计算依据 热量衡算公式：Q1+ Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 其中：Q1物料带入到设备的热量，KJ Q2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，KJ Q3过程热效应，KJ Q4物料离开设备所消耗的热量，KJ Q5加热或冷却设备所消耗的热量，KJ Q6设备向环境散失的热量，
8、KJ,Q1（Q4）=mct（KJ） m 输入或输出设备的物料质量,kg c物料的平均比热容，KJ/(kg) t物料的温度,Q5=MC(t2-t1)KJ M设备各部件的质量，kg C设备各部件的比热容 t1设备各部件的初始温度 t2设备各部件的最终温度 Q5+ Q6=10%Q总 固体化合物的比热容公式：C=（1/M）nCa (KJ/kg) M化合物分子量 n 分子中同种元素的原子数 Ca元素的原比热容，KJ/(kg),六.盐酸林可霉素比热容的计算,盐酸林可霉素：C18H34N2O6SHClH2O （461.02） （进料：林可霉素+丁醇+水+杂质） 林可霉素的比热容 （406.52kg/kmol
9、） Cp=（1/M）nCa =（1/406.52）（18Cpc+34CpH+2CpN+6Cpo+Cps） =(1/406.52)(187.535+349.628+225.953+616.74+22.604) =1.569 KJ/(kg),盐酸林可霉素的比热容 （461.02） Cp=（1/M）nCa=(1/461.02)( 18Cpc+35CpH+2CpN+6Cpo+Cps+CpCl) =(1/461.02)(187.535+359.628+225.953+616.74+222.604) =1.454KJ/(kg),七.丁浓工段热量衡算,热量平衡方程式：Q1+ Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 其
10、中Q3为过程热，和为0 Q5+ Q6=10%Q总=10%（Q1+ Q2+Q3）=10%（Q4+Q5+Q6）=10% Q4+0.1（Q5+Q6） Q1=Q进料=mct 又 Q进料=Q林可霉素+Q丁醇+Q水 =m林可C林可t+m丁醇C丁醇t+m水C水t=363.751.569( 60-25 )+21092.95,2.377( 60-25 )+2388.934.179( 60-25 ) =19975.331+1754827.975+349416.846 =2124220.15(KJ) 而出料带走的热量：Q4 Cp=（Cp60+Cp70）/2=1.869 Q4=Q出料=Q丁醇液+Q浓缩液 Q丁醇液=m
11、林C林（70- 25）+m水C水g（70- 60）+m水C水L（60-25）+m水H热+m丁C丁（60-25）+m丁Cg（70- 60）+HJ（60）,=18.191.56945+2033.991.88010+2033.992234.26+2033.994.17435+18927.432.37735+18927.43655+18927.43101.869 =19207019.27（KJ）,Q浓缩液= m林C林（70- 25）+ m水C水L（70- 25）+ m丁C丁（70- 25） =345.571.56945+354.944.17345+2165.522.42545,=267376.75（K
12、J）,所以：Q4=Q出料=Q丁醇液+Q浓缩液=19207019.27+267376.75=19474396.02（KJ） Q2=（10/9 ）Q4- Q1=21638217.80-2124220.15=19513997.65（KJ）,由间接蒸汽加热时蒸汽的消耗量公式为： D= Q2/H-C（T-273）n （n取0.98） 水蒸汽在120时的热焓为：H=2209.2（KJ/kg） 所以 D=19513997.65/（2209.2-4.18）800.98=112.88（kg） 所以热蒸汽的消耗量为112.88kg,八.脱色工段热量衡算,设物料进入脱色罐的温度为：25.00 物料出脱色罐的温度为：
13、65.00。 设杂质的比热为：0.94 kJ/kg 则物料进入脱色罐所带的热量为： Q1=（477.254.17+328.381.453.150.94）25.00=61799.93（kJ） 水、盐酸林可霉素、杂质分别吸收的热量为： Q水=477.254.17（65.00-25.00）=79662.95（kJ）,Q盐酸林可霉素=13.361.45（65.00-25.00）+315.021.45（65.00-25.00） =18321.45+777.04=19098.49（kJ）,Q杂质=3.150.94（65.00-25.00）=118.45（kJ） 则物料吸收的总热量为：Q4=79662.95+19098.49+118.45=160679.81（kJ） 取设备及其它的热损失为Q4的10.00%， 则:Q5+Q6=160679.8110.00%=16067.98（kJ） 已知脱色过程没有反应进行， 即：Q3=0 kJ 则所需加的热量为： Q2=160679.81+16067.98-61799.93=114947.86（kJ）,蒸汽的消耗量为： 设蒸汽进入设备时的温度为：120.00 蒸汽出设备时的温度为：100.00（气态）则，脱色过程中所消耗的蒸汽的总量为： 114947.86/4.25（120.00-100.00）0.98=1379.93,谢谢观赏！,