2.5万吨/年液相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(13)
式中：△rHm----反应焓
△rHθ298 ----该气体在25℃下的标准生成热
氧化反应计算:
C7H8 + O2 催化剂 加热 C7H6O + H2O
该反应在80℃下进行
在标准状态下该反应的反应焓变即为：
△rHθ298=△fHθ298（C7H6O）+△fHθ298（H2O）-△fHθ298（O2）-△fHθ298（C7H8）
=87.0-241.825-0-12.4
=-167.225 kJ/mol
△rHθm(T)=△rHθm(298)+ △r CP,mdt
=-167.225+（41.08+8.03-37.57-7.02）*（80+273-298）*4.1868*10-3
=-167.225+1.041
=-166.184kJ/mol
4.4 热量的计算
4.4.1 Q1的计算
氧化反应需要将温度从室温298K升至353K，则设需要提供的热量为Q1
Q1（甲苯）=
=50.28*37.57*（80-25）
=103896.08*103cal
=434992.099 kJ
Q1（氧气）=
=44.35*7.02*（80-25）
=17123.535*103cal
=71692.816 kJ
Q1（氮气）=
=166.84*6.95*（80-25）
=63774.59*103cal
=267011.453 kJ
所以Q1= Q1（甲苯）+ Q1（氧气）+ Q1（氮气）
=434992.099+71692.816+267011.453
=773696.368 kJ
4.4.2 Q2的计算
在80℃下，该氧化反应产生的热量设为Q2
因为由之前已算好得到△rHθm(T)= 166.184 kJ/mol
所以Q2=166.184*30670
=5096863.28 kJ
4.4.3 Q3的计算
氧化反应结束后，将剩余的甲苯和氧气以及反应生成的水以及苯甲醛由出口温度90℃减低到40℃时产生的热量为Q3
则Q3（剩余的甲苯）=
=19.61*37.57*（40-90）
=-36837.39*103cal
=-154230.764kJ
Q3(水）=
=30.67*17.98*（40-90）
=-12314.005*103cal
=-51556.276 kJ
Q3（剩余的氧气）=
=13.68*7.02*（40-90）
=-4801.68 *103cal
=-20103.674kJ
Q3（剩余的氮气）=
=166.84*6.95*（40-90）
=-57976.9*103cal
=-242737.685 kJ
Q3(苯甲醛）=
=30.67*41.08*（40-90）
=-62996.18*103cal
=-263752.406 kJ
所以，
Q3= Q3（剩余的甲苯）+ Q3(水）+ Q3（剩余的氧气）+ Q3(苯甲醛）+Q3（剩余的氮气）
=-154230.764+（-51556.276）+（-20103.674）+（-263752.406）+（-242737.685）
=-732380.805 kJ
4.5 反应器的容积计算
氧化反应反应器的容积的计算
甲苯的进料量