第四章 能量衡算
2.相关参数：
散热面积 反应器个数 22.5m2
3
表4-2 相关参数 散热系数 设备表温 环境温度 反应时间 47.07KJ/(m2*h*0C）
650C
250C
1h
3.能量计算：
&1 Q1?C1M1T1?C2M2T2
式中 Q1——表示初始物料的焓，MJ；
C1——表示甘油三酯的热容，kJ/（kg*0C）； M1——表示甘油三酯的质量，t； T1——表示甘油三酯的温度，0C； C2——表示CH3OH的热容，kJ/（kg*0C）； M2——表示CH3OH的质量，t； T2——表示甲醇的温度，0C；
Q1?C1M1T1?C2M2T2?(3.172?8.737?3.4?1.678)?835.474MJ
&2 Q3?H1n1?H2n2?H3n3?H4n4
式中 Q3——表示反应热，MJ;
H1——表示甘油三酯的燃烧热，KJ/mol；
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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
n1——表示甘油三酯物质的量，kmol； H2——表示CH3OH的燃烧热,KJ/mol； n2——表示CH3OH的物质的量,kmol； H3——表示甲酯的燃烧热,KJ/mol； n3——表示甲酯的物质的量，kmol； H4——表示甘油的燃烧热，KJ/mol； n4——表示甘油的物质的量，kmol； 用公式表示为：
Q3?H1n1?H2n2?H3n3?H4n4?40875.948?8.3?708.33?24.9?13770.636?8.3?1661.84?8.3?225.677MJ&3 Q4?C1M1T1?C2M2T2?C3M3T3?C4M4T4 式中 Q4——表示反应后物料的焓，MJ；
C1——表示甘油三酯的热容，kJ/（kg*0C）； M1——表示甘油三酯的质量，t； T1——表示甘油三酯的温度，0C； C2——表示CH3OH的热容，kJ/（kg*0C）； M2——表示CH3OH的质量，t； T2——表示CH3OH的温度，0C；
C3——表示甲酯的热容，kJ/（kg*0C）； M3——表示甲酯的质量，t； T3——表示甲酯的温度，0C；
C4——表示甘油的热容，kJ/（kg*0C） M4——表示甘油的质量，t； T4——表示甘油的温度，0C；
用公式表达：
Q4?C1M1T1?C2M2T2?C3M3T3?C4M4T4?(3.172?0.349?3.400?0.881?3.231?8.333?2.765?0.772)?60?1989.656MJ&4 Q5设备热容 忽略
NAaTt&5 Q6?
1000式中 Q6——表示设备散热;
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第四章 能量衡算
N——表示反应器个数; A——表示散热面积,m2 ；
α——表示散热系数，KJ/(m2*h*0C）； T——表示（设备表温-环境温度）C； t——表示反应时间，h；
0
用公式表示为：
Q6?NAaTt3?22.5?47.07?(65?25)?1??127.089MJ 10001000&6 Q2?Q4?Q6?Q3?Q1
式中 Q2——表示需要供热,
Q4——表示反应后物料的焓, Q6——表示设备散热, Q3——表示反应热, Q1——表示初始物料的焓,
用公式表示为：
Q2?Q4?Q6?Q3?Q1?1989.656?127.089?835.474?225.677?1055.594MJ
反应器每批的工作时间为96min,
Q21055.594??659.746MJ/h96min96则设备耗能为
注：后面设计由于省略夹套,Q2这部分热量全部由原料预热器提供。 4.3.2单效降膜蒸发器的能量衡算 1.已知数据：
原料液 出料液 甲醇
表4-3 已知数据
质量流量 甘油浓度x0（质量分数） 甘油浓度x0（质量分数）
汽化潜热
1182.160kg/h 0.44233399
0.9 1200kJ/kg
2.能量计算：
&1 W?B143?(1?B146)?B143?B146?(1?G146)
式中 W ——表示甲醇蒸发量，kg/h；
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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
B143——表示原料液质量流量，kg/h； B146——表示原料液甘油浓度（质量分数）； G146——表示出料液甘油浓度（质量分数）； 用公式表示为：
W?B143?(1?B146)?B143?B146?(1?G146)?1182.160?(1?0.44233399)?1182.160?0.44233399?(1?0.9)?606.959kg/h &2 Q?B162W 3.6式中 Q——表示蒸发器加热量，J/s；
B162——表示甲醇汽化潜热，kJ/kg； W——表示甲醇蒸发量，kg/h；
用公式表示为：
Q?B162W1200?606.959??202319.67J/s?728.351MJ/h 3.63.6 24