则Cp
（7×1.8+7×2.3+3×4.0+6.2）/153.14×4.186 对硝基苯甲醚=
=1.282KJ/(Kg*K)
2,计算20.64%氯化钠溶液的比热容
查化工物性数据手册无机卷：20℃时，Cp(15%NaCl)=3.521 KJ/(Kg·K)
40℃时，Cp(15%NaCl)= 3.500 KJ/(Kg·K)
插值法求得25℃时，Cp(15%NaCl)= 3.516 KJ/(Kg·K) 同理得25℃时，Cp(24.3%NaCl)= 3.276 KJ/(Kg·K)
插值法求得25℃时，Cp(20.64%NaCl)= 3.370 KJ/(Kg·K) 3，△H2的计算
?H对硝基苯甲醚 =M对硝基苯甲醚×Cp对硝基苯甲醚×?T =1055.27×1.282×（80-25）= 74407.09 KJ
?H氯化钠溶液 = M氯化钠溶液×Cp24.48%氯化钠×?T = 1972.92×3.370×（80-25）= 365680.722 KJ ?H2=?H对硝基苯甲醚+?H氯化钠溶液 =74407.09+ 365680.722=440087.812 KJ
7.2.3△Hr的计算
对硝基苯甲醚的摩尔数为6891mol
△Hr = △Hr
θ
+ △H2 = - 91.748×6891+440087.812=-192147.66 KJ
7.3甲醇回收冷却过程
7.3.1甲醇回收冷却过程相变热
在恒定温度和压力下，单位质量或摩尔的物质发生相变时的焓变称为相变热，如汽化热、升华热、熔化热、冷凝热等。
管程内甲醇发生相变，气相甲醇进口温度为64.9oC，液相甲醇出口温度为 64.9oC。在甲醇的回收冷凝过程会发生甲醇和水的相变，而总的热量是甲醇的相变、水的相变之和。甲醇回收过程：甲醇摩尔数40045mol，水的质量是226.42Kg。 查化工物性数据手册及插值法计算得64.9 oC时甲醇及水的汽化热：
表7.3.1甲醇及水的汽化热 序号 1 2 名称 甲醇 水 汽化热 35.24085KJ/mol 2345.6966KJ/Kg Q回收过程=Q甲醇+Q水=35.24085×40045+2345.6966×226.42
=1942332.47 KJ
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7.3.2换热面积A的确定 A=Q/K△tm
一小时把甲醇回收完。甲醇的回收冷却过程使用冷水作为冷却剂。冷却水入口温度25oC，出口温度40oC。按照间壁式传热进行冷凝。
则：Q= Q
回收过程/3600=539536.80 W；
?t1 =64.9-40 = 24.9oC，?t2 = 64.9-25 = 39.9 oC，
?tm=(?t1-?t2)/ln(?t1/?t2) =(24.9-39.9)/ln(24.9/39.9) =31.81 oC
根据假设的冷凝器和两侧流体状态定传热系数K=1000 W/（m.C）
2 o
得：A=539536.80/（1000×31.81）=16.96 m2
8. 工艺设备选型与设计计算
流程设计是核心，而设备选型及其工艺设计，则是工艺流程的主体，因为先进工艺流程能否实现，往往取决于提供的设备是否相适应。因此，选择适当型号的设备，设计符合要求的设备，是保证生产任务完成、获得良好效益的重要前提。
8.1设备设计与选型的原则
化学变化和物理操作都是在设备中进行的。设备不同，提供的条件不一样，
对工程项目的生产能力、作业的可靠性、产品的成本和质量等，都有重大影响。因此，在选择设备时，要选用运行可靠、高效、节能、操作维修方便。选用设备时要贯彻先进可靠、经济合理、系统最优等原则。
1，满足工艺要求
设备的选择和设计必须充分考虑生产工艺的要求，包括：
(1) 选用的设备能与生产规模相适应，并获得最大的单位产量； (2) 能适应产品品种变化的要求，并确保产品质量； (3) 操作可靠，能降低劳动强度，提高劳动生产率；
(4) 有合理的温度、压强、流量、液位的检测、控制系统； (5) 能改善环境保护。
2，设备要成熟可靠
对生产中需使用的关键设备，一定需要广泛调研，到设备生产和使用工厂去考察，在调查研究和对比的基础上，作出科学的选定。
3, 要满足设备结构上的要求
(1)具有合理的强度 设备的主体部分和其他零件，都要有足够的强度，以保证生产和人身的安全。
(2)具有足够的刚度 设备及其构件在外压作用下能保持原状的能力称为刚度，例如，塔设备中的塔板、受外压的容器壳体、端盖等都要满足刚度要求。
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(3)具有良好的耐腐蚀性 生产过程中所用的基本原料、中间体和产品等大多都有腐蚀性，因而所选的设备应具有一定的耐腐蚀能力，使设备具有一定的使用寿命。
(4)满足工艺要求 由于生产过程中需处理的物料很多是易燃、易爆、有毒的，因而设备应有足够的密封性，以免泄漏造成事故。
(5)易于操作与维修 如人孔、手孔结构的设计。
(6)易于运输 容器的尺寸、性状及质量等应考虑到水陆运输的可能性。对于大型的、特重的容器可分段制造、分段运输、现场安装。
4，要考虑技术经济指标
(1) 生产强度 生产强度是指设备的单位体积或单位面积在单位时间内所能完成的任务。通常，生产强度越高，设备体积就越小，但是，有时会影响效率、增加能耗，因而应综合起来合理选择。
(2) 消耗系数 设备的消耗系数，是指生产单位质量或单位体积的产品所消耗的原料和能量。显然，消耗系数越小越好。
(3)设备价格 尽可能选择结构简单、制造容易的设备；尽可能选用材料用量少，价格低廉的或贵重材料用量少的设备；尽可能选用国产设备。
(4)管理费用 设备结构简单，易于操作、维修，以便减少操作人员、维修和费用。
(5)系统上要最优 选择设备时，不可只为某一个设备的合理而造成总体问题，要考虑它对前后设备的影响，对全局的影响。
8.2设计计算
对硝基氯苯投料摩尔数=（投料量×规格）/对硝基氯苯分子量 =（39.4×0.988）/157.55=0.2471mol
对硝基苯甲醚理论产量=对硝基氯苯投料摩尔数×对硝基苯甲醚分子量=0.2471×153.14=37.84g
实际试验得到对硝基苯甲醚的质量=32g 产物纯度为99%
总收率=（对硝基苯甲醚质量×纯度）/理论对硝基苯甲醚的质量=32×0.99/37.84=0.8372
放大倍数32000，年生产天数定为300天，即
工业化日生产量=32×32000 g=1024 Kg ；折纯量=1024×0.99=1013.76 Kg；
年产量=1024×300 Kg=307.2 吨/年； 折纯量=304.128吨/年。
8.2.1配碱釜选型设计
配碱进料数据如下：
表8.2.1.1配碱过程进料表 序名称 工业规格 组分Kg 号 品Kg 1 NaOH 768 99% NaOH：760.32 杂值：7.68
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折纯量分子量 Kg Kg/Kmol 760.32 40.01 摩尔数 Kmol 19.003 密度体积Kg/m3 m3 0.3606 2130 2 水 1440 100% 水：1440 1440 18.02 79.911 1000 总计 2208 2200.32 98.914 由上表得配碱过程进料总体积VC=1.8006 m3 取装料系数φ=0.8
配碱釜体积V=VC/0.8=2.25 m3
则选择配碱釜公称体积为3000L（标准2500L的反应釜较少），选用旋桨式搅拌器，且反应釜材料应耐碱，各项参数如下：
表8.2.1.2配碱釜参数表 公称容实际容夹套容内锅尺外锅尺电机功减速搅拌功材料 积L 量L 量L 寸φ寸φ率Kw 机型率mm mm 号 n/min 3000 3201 1015 1500 1700 11 B4 60-80 A3F 1.44 1.8006 8.2.2反应釜选型设计 反应过程减料如下：
表8.2.2.1反应过程进料表 分子量摩尔数序名称 工业规格 组分Kg 折纯量Kg/Kmol Kmol Kg 号 品Kg 1 对硝基 1260.8 98.8% 对硝基氯苯：1245.67 1245.67 157.55 7.906 杂质：15.13 氯苯 1951.00 99% 甲醇：1931.48 2 甲醇 1931.48 32.04 60.284 杂质：19.52 3 NaOH 2208 35% NaOH：760.32 760.32 40.01 19.003 水：1440 杂质：7.68 4 TEBAC 128 99% TEBAC：126.72 126.72 227.78 0.556 杂质：1.28 5547.8 4064.19 87.74 总计 由表得反应过程物料总体积VC为5.0064 m3，反应分两批进行，装料系数φ取0.75。则：反应釜体积V=VC/2φ=5.0064/2/0.75=3.3376 m3
则选反应釜公称体积为4000L（标准3500L的反应釜较少），选用锚式搅拌器，各项参数如下：
表8.2.2.2反应釜参数表 公称容积实际容量夹套容量内锅尺寸外锅尺寸电机功减速机搅拌功率材料 L φmm φmm L L 率Kw 型号 n/min 4000 4020 1226 1600 1800 15 B5 60-80 A3F 密度体积Kg/m3 m3 1520 0.8295 791.8 1380 2.464 1.5944 1080 0.1185 5.0064 8.2.3结晶釜选型设计
结晶进料如下：
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