物料衡算与能量衡算经典课件

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1、3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算例 1 某化工厂要求设计一套从气体中回收丙酮从气体中回收丙酮的装置系统，并计算回收丙酮的费用。系统的流程框图如图所示，要求有已知的资料，列出各物流的流量（kg/h），以便能确定设备的大小，并计算蒸馏塔的进料组分。吸收塔蒸馏塔冷凝器水 F11200kg/h混合气体 F21.5(mol)%丙酮空气 F3产品 F4丙酮99%,水1%废料 F5：丙酮5%，水95%3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算分析：分析：本系统包括三个单元：吸

2、收塔、蒸馏塔和冷凝器。除混合气体外均以本系统包括三个单元：吸收塔、蒸馏塔和冷凝器。除混合气体外均以质量分数表示，所以及其换算成质量分数。质量分数表示，所以及其换算成质量分数。进入系统的物流为两个，离开的为三个，已知项为一个，因此未知项进入系统的物流为两个，离开的为三个，已知项为一个，因此未知项有四个。有四个。组成kmolkg质量,(mol)%丙酮1.5872.95空气98.5286097.05总计1002947100.00以100kmol为基准总物料平衡式：1200F2F3 F4 F5丙酮：0.0295F2 0.99 F4 0.05F5水：1200 0.01 F4 0.95F5空气：0.970

3、5F2 F3结论：只有3个独立方程，不能求解，应补充数据：1.每小时进入系统的气体混合物、离开系统的产品或废液的物流量2.进入蒸馏塔的组分3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算例例2:一种废酸，组成为一种废酸，组成为23(质量质量)HNO3，57H2SO4和和20H2O，加入，加入93的浓的浓H2SO4及及90的浓的浓HNO3，要求混合成，要求混合成27HNO3及及60H2SO4的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的数量。的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的数量。解：设 x废酸量，kg；y浓H2SO4量，kg；z浓HNO3量；kg0.

4、570.20z kg0.23y kg0.600.130.270.070.930.900.10混合过程废酸 x kg混合酸3ONHOS2HH24OHNO322HHOOS4H S24OOH23ONH2H O(1)画物料流程简图 3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算(2)选择基准，可以选废酸或浓酸的量为基准，也可以用选择基准，可以选废酸或浓酸的量为基准，也可以用混混 合酸的量为基准，因为四种酸的组成均已知，选任何一种合酸的量为基准，因为四种酸的组成均已知，选任何一种作基准计算都很方便。作基准计算都很方便。(3)列物料衡算式，该体系有

5、列物料衡算式，该体系有3种组分，可以列出种组分，可以列出3个独立个独立方程，所以能求出方程，所以能求出3个未知量个未知量基准：基准：100kg混合酸混合酸总物料衡算式 x+y+z=100 (1)H2SO4的衡算式 0.57x+0.93y=1000.6=60 (2)HNO3的衡算式 0.23x+0.90z=1000.27=27 (3)3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算解(1)，(2)，(3)方程，得x=41.8kg废酸 y=39kg浓H2SO4 z=19.2kg浓HNO3即由41.8kg废酸、39kg浓H2SO4和19.2kg

6、浓HNO3可以混合成100kg混合酸。根据水平衡，可以核对以上结果：根据水平衡，可以核对以上结果：加入的水量=41.8 0.2+39 0.07+19.2 0.10=13kg混合后的酸，含13H2O，所以计算结果正确。以上物料衡算式，亦可以选总物料衡算式及H2O与HNO3二个衡算式或H2SO4、HNO3和H2O三个组分衡算式进行计算，均可以求得上述结果。3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算例例3:有两个精馏塔的分离装置，将含有两个精馏塔的分离装置，将含50%苯、苯、30%甲苯和甲苯和20%（mol%）二甲苯的混合物分成较纯的三个

7、馏分，其流程图及各流股组成如图。二甲苯的混合物分成较纯的三个馏分，其流程图及各流股组成如图。计算精馏计算精馏1000 mol/h原料所得个流股的量及进塔原料所得个流股的量及进塔II物料的组分。物料的组分。3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算解:设S2、S3、S4、S5表示各流股物料量，mol/hx3B、x3T表示流股3种苯、甲苯的组成。体系A（塔I）：总物料 1000 S2 S3 (1)苯 10000.5 0.95S2 x3B S3 (2)甲苯 10000.3 0.03S2 x3T S3 (3)体系B（塔II）：总物料 S3

8、S4 S5 (4)苯 x3B S3 0.03S4 0.0045 S5 (5)甲苯 x3T S3 0.95S4 0.43 S5 (6)体系C（整个过程）：总物料 1000 S2 S4 S5 (7)苯 10000.5 0.95S2 0.03S4 0.0045 S5 (8)甲苯 10000.3 0.03S2 0.95S4 0.43 S5 (9)3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.1 3.5.1 无反应过程的物料衡算无反应过程的物料衡算解:由(7)、(8)、(9)三式解得S2520 mol/hS4150 mol/hS5330 mol/h再任选一组体系A或B的衡算方程，可解得：S3480 m

9、ol/hx3B 0.0125x3T 0.5925x3x 0.3953.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.2 3.5.2 反应过程的物料衡算反应过程的物料衡算反应转化率、选择性及收率：反应转化率、选择性及收率：过量100tteNNN1、限制反应物、限制反应物：化学反应原料不按化学计量比配料时，其中以最小：化学反应原料不按化学计量比配料时，其中以最小化学计量数存在的反应物称为化学计量数存在的反应物称为限制反应物限制反应物。2、过量反应物：、过量反应物：不按化学计量比配料的原料中，某种反应物的量超不按化学计量比配料的原料中，某种反应物的量超过限制反应物完全反应所需的理论量，该反应物称为过量

10、反应物。过限制反应物完全反应所需的理论量，该反应物称为过量反应物。3、过量百分数：、过量百分数：过量反应物超过限制反应物所需理论量的部分占所过量反应物超过限制反应物所需理论量的部分占所需理论量的百分数。若以从表示过量反应物的摩尔数，需理论量的百分数。若以从表示过量反应物的摩尔数，Nt表示与限制表示与限制反应物完全反应所需的摩尔数，则反应物完全反应所需的摩尔数，则过量百分数过量百分数即为即为3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.2 3.5.2 有反应过程的物料衡算有反应过程的物料衡算反应转化率、选择性及收率等概念反应转化率、选择性及收率等概念%100121AAAANNNx4、转化率（以

11、、转化率（以x表示）表示）：某一反应物反应掉的量占其输入量的百分数。：某一反应物反应掉的量占其输入量的百分数。若以若以NA1、NA2分别表示反应物分别表示反应物A输入及输出体系的摩尔数，则反应物输入及输出体系的摩尔数，则反应物A的转化率为的转化率为一个化学反应，由不同反应物可计算得到不同的转化率。一个化学反应，由不同反应物可计算得到不同的转化率。因此，应用时必须指明因此，应用时必须指明某个反应物的转化率某个反应物的转化率。若没有指明。若没有指明时，则往往是指时，则往往是指限制反应物的转化率限制反应物的转化率。3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.2 3.5.2 有反应过程的物料衡算有

12、反应过程的物料衡算反应转化率、选择性及收率等概念反应转化率、选择性及收率等概念5、选择性（以、选择性（以S表示）表示）：反应物反应成目的产物所消耗：反应物反应成目的产物所消耗的量占反应物反应掉的量的百分数。若反应物为的量占反应物反应掉的量的百分数。若反应物为A，生成的目的产物为，生成的目的产物为D，ND表示生成的目的产物表示生成的目的产物D的摩尔数，的摩尔数，a、d分别为反应物分别为反应物A与目的产与目的产物物D的化学计量系数，则选择性为的化学计量系数，则选择性为%10021AADNNdaNS式中式中NA1NA2为反应物为反应物A反应掉的摩尔数反应掉的摩尔数。转化率与选择性是反应过程的两个主要

13、技术指标转化率与选择性是反应过程的两个主要技术指标。3.5 3.5 物料衡算举例物料衡算举例3.5.2 3.5.2 有反应过程的物料衡算有反应过程的物料衡算反应转化率、选择性及收率等概念反应转化率、选择性及收率等概念6、收率（以、收率（以Y表示）表示）：目的产物的量除以反：目的产物的量除以反应物（通常指限制反应物）输入量，以百分数表示。它可以用物质的应物（通常指限制反应物）输入量，以百分数表示。它可以用物质的量（摩尔数）或质量进行计算。若以摩尔数计算，考虑化学计量系数，量（摩尔数）或质量进行计算。若以摩尔数计算，考虑化学计量系数，则目的产物则目的产物D的收率为的收率为%1001ADDNdaNY

14、转化率、选择性与收率三者之间的关系为转化率、选择性与收率三者之间的关系为Y=SxExample:Calculation in a catalytic reaction:C4H2O3(maleic anhydride)is synthesized by catalytic oxidation of benzene(C6H6)in a fixed bed reactor.If a single tube reactor used,volume of catalyst was 200 ml,flow rate of air was 2000 l/h(STP),flow rate of liquid

15、benzene was 79 ml/h(D=0.88).The gaseous contents at the outlet of reactor were C6H6 310-4(V/V),CO and CO2 1.510-2(V/V),C4H2O3 1.110-2(V/V),respectively,and the left in the gas mixture is air.Calculation:The concentration of C6H6 in mixture gas at the inlet of reactor,space velocity,contact time,conv

16、ersion of C6H6,yield and selectivity of C4H2O3,material balance of carbon,respectively.2101784.2288.07920004.227888.079066AHCCC2Solution:(1)(2)1000,102.0/2000hLhLSVsec36.0sec000,1060601,.SVttimecontact(3)%9898.010110310124200AAAACCCX(4)The amount of consumed C6H6 for producing C4H2O3 is 31026.732011

17、.0then the mean selectivity of C4H2O3 is%751031011026.7423The yield of C4H2O3 is:%731011026.723Y(5)The amount of consumed C6H6 for producing CO and CO2 3105.26015.0then to calculate:%98101105.21026.7233AX(6)Material balance for carbon:%98101103105.21026.72433cX(7)The loss of material:2%(a2 时：twt1,K

18、a2 a1 a2时：twt2,K a1壁温接近于a值较大流体的温度，粗估壁温为：tw(a1t1a2t2)/(a1 a2)3.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例例例 3-5化工生产中常以煤或重油为燃料，在锅炉内燃烧产生蒸汽。化工生产中常以煤或重油为燃料，在锅炉内燃烧产生蒸汽。试计算锅炉中试计算锅炉中：（1）燃煤锅炉中，每吨煤燃烧产生的蒸汽量）燃煤锅炉中，每吨煤燃烧产生的蒸汽量（2）燃油锅炉中，每吨重油燃烧产生的蒸汽量燃油锅炉中，每吨重油燃烧产生的蒸汽量解：煤的平均燃烧热：煤的平均燃烧热：23012 kJ/k

19、g；重油的平均燃烧热：；重油的平均燃烧热：33472 kJ/kg由热平衡可知：Qn蒸汽H蒸汽；即：n蒸汽 Q/H蒸汽压力压力1.3MPa的饱和水蒸气的汽化热为的饱和水蒸气的汽化热为1976.70 kJ/kg，锅炉效率，锅炉效率60%每吨煤的产蒸汽量每吨煤的产蒸汽量n蒸汽蒸汽 Q煤煤/H蒸汽蒸汽 2301260%/1976.70 6.98t/t 煤煤每吨每吨重油重油的产蒸汽量的产蒸汽量 n 蒸汽 3347260%/1976.70 10.16 t/t 重油重油 整个换热设备与环境交换的热量可以忽略不计，换热设整个换热设备与环境交换的热量可以忽略不计，换热设备内部两股物流存在热量交换，但物流之间不发

20、生混合。备内部两股物流存在热量交换，但物流之间不发生混合。0jjiiHxHxH入出4231HxHxHxHxBABABABBBAAAmmmxmmmx mA和和mB分别为流体分别为流体A和流和流体体B的质量流量的质量流量3.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例 例 3-6如图所示，在0.2MPa、500下，含苯蒸汽的物流通过两个换热器（1和2）后被冷却至200。其中换热器2中的锅炉给水由75、5MPa被加热至饱和，有气液分离器出来的饱和水在换热器1中加热至沸腾。该气液混合物与换热器2出来的饱和水在混合器中混合，

21、然后进入气液分离器分离出饱和蒸汽。如果通过换热器1的水量为通过换热器2水量的12倍，求换热器1所生产的蒸汽量和每摩尔工艺物料所产生的蒸汽量。混合器汽液分离器换热器1换热器2苯蒸汽500 0.2 MPaF7（气相）F6（饱和水）F5（饱和水蒸汽，5MPa）F8（气）F4（汽液）F2（饱和水）F1（锅炉给水，75，5MPa）F3（汽液）F9（气相）200，0.2 MPa3.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：这是一个无化学反应的多单元系统，每股物流中只含有一种物质，因此含苯的物流是气相；物流1、2和6是液相

22、，5是气相，3和4是混合物。对过程分析，其计算顺序为总过程热交换器2热交换器1汽液分离器（1）物料衡算方程总平衡：F1F5分离器平衡：F3F5F6混和器平衡：F3F4 F2 F6 F1基准选物流F7为100mol/h3.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：（2）热量衡算方程A）总平衡：F1hV(饱和,5MPa)hL(75,5MPa)F7hV(500,0.2MPa)hV(200,0.2MPa)CP(苯)18.587 1.17410-2T1.27510-3T2 2.08010-6T3 1.05310-9T4

23、 F1 F7hV(500,0.2MPa)hV(200,0.2MPa)hV(饱和,5MPa)hL(75,5MPa)h/945kg.110476.210827.4100 10 317.9)-(2794.2dTC100F643773.15473.15P13.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：（2）热量衡算方程B）换热器2的平衡：F1hL(饱和,5MPa)hL(75,5MPa)F7hV(T,0.2MPa)hV(200,0.2MPa)F7T473.15pdTC31kJmol.16100)9.3175.1154(

24、945.1dTCT473.15p3.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：迭代法求解温度T)15.473T(5e)15.473T(4d)15.473(T3c)473.15(T2b16310a115.473T)15.473T(5e)15.473T(4d)15.473(T3c)473.15(T2b16310)15.473T(a16310Jmol31kJmol.16)15.473T(5e)15.473T(4d)15.473(T3c)473.15(T2b)15.473T(aT5eT4dT3cT2baT)dTeTd

25、TcTbT(adTC554433225544332255443322T15.4735432T473.15432T473.15p3.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：迭代法求解温度T)15.473T)(10053.1(51)15.473T)(10080.2(41 )15.473)(T10(1.27531)473.15)(T10(1.174211631018.587115.473T559446-333-222-574.5KT16310473.15T 160.9K/mol160.9J30010827.4 4

26、73.15773.15dTCC4773.15473.15Pp）（迭代次数012345T/K574.5674.98586.02586.58586.65586.61F8处苯物流的温度：586.61K（313.46）3.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：（2）热量衡算方程C）换热器1的平衡：F7hV(500,0.2MPa)hV(313.46,0.2MPa)12 F1h混(饱和,5MPa)hL(饱和,5MPa)1.94512dTC100 5MPah5MPah773.15586.61PL）（饱和，）（饱和，混k

27、g/kJ 1291.15 1.9451231.96100 1154.53.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：（2）热量衡算方程C）换热器1的平衡：设水蒸气质量百分比为w，则%334.808334.0w)w-1(5.11542w.2794 1291.153.5 3.5 能量衡算能量衡算3.5.3 3.5.3 能量衡算能量衡算3.5.3.3 3.5.3.3 热量衡算举例热量衡算举例解：（2）热量衡算方程D）汽液分离器的物料平衡核算：工艺气）（中蒸汽量为：）（饱和饱和饱和饱和饱和饱和饱和混，混，混，mol/

28、0.0195kgh/1.95kg25.350.07692FwF%7.6920.07692whw1wh,5MPa)(h1312,5MPa)(h131h,5MPa)(1.95h12,5MPa)(1.95h1.95h13,5MPa)(hF,5MPa)(hF,5MPa)(hFh/kg 25.3595.113F12FFFF35LVLV3LV333L6V511563 项目意义项目意义：碳酸二苯酯是非光气法合成聚碳酸酯的主要原料之碳酸二苯酯是非光气法合成聚碳酸酯的主要原料之一，全球目前市场需求约一，全球目前市场需求约05万吨万吨/年，并以年，并以10%的速度快速增长。的速度快速增长。在催在催化作用下，由苯酚

29、与碳酸二甲酯进行酯交换合成，被认为是目前最有化作用下，由苯酚与碳酸二甲酯进行酯交换合成，被认为是目前最有前景的非光气法合成路线，意大利前景的非光气法合成路线，意大利ENI公司建有以公司建有以Ti、Sn金属有机化合金属有机化合物为催化剂的物为催化剂的5万吨级酯交换法生产装置。因此，研发具有自主知识产万吨级酯交换法生产装置。因此，研发具有自主知识产权的酯交换法工艺路线将带动我国是非光气法合成聚碳酸酯行业的发权的酯交换法工艺路线将带动我国是非光气法合成聚碳酸酯行业的发展和技术进步。展和技术进步。工艺创新点工艺创新点：采用水滑石类固体催化剂和加压精馏反应一体化采用水滑石类固体催化剂和加压精馏反应一体化

30、新工艺，促进酯交换反应的平衡移动，促使催化剂、副产物和产品有新工艺，促进酯交换反应的平衡移动，促使催化剂、副产物和产品有效分离，高产率、高选择性合成碳酸二苯酯。中试重点研究反应放大效分离，高产率、高选择性合成碳酸二苯酯。中试重点研究反应放大效应、工艺优化条件等对催化反应性能、产品质量的影响。效应、工艺优化条件等对催化反应性能、产品质量的影响。单程转化单程转化率率50%，选择性，选择性98%，产品纯度，产品纯度99.5%；符合聚碳级原料要求。具；符合聚碳级原料要求。具备备500吨吨/年中试规模的研究技术基础和条件，本工作具有自主知识产权年中试规模的研究技术基础和条件，本工作具有自主知识产权。前期

31、技术指标计划技术指标催化剂均相Ti-Sn有机物水滑石（MgO/Al2O3)单程转化率40%50%选择性98%98%反应规模2吨/年500吨/年碳酸二苯酯%99.5外观白色片状结晶熔点791色泽(APHA)30苯酚%0.5酸碱性，pH70.2铁含量，ppm3 DMC+DPC+BPA in Synthesis of PCu Phosgene method u Transesterification(Green Process)HOCH3CH3OHOClClOCH3CH3O COn2n NaCl+nn2n NaOHn H2O+HOCH3CH3OHOCH3CH3O COnOH3COOCH3OOOBPA

32、AmorphousprepolymerCrystallisedprepolymersolid-statepolymerisationPolycarbonateDMCPhOHCH3OH+CH3OCOOCH3COO+OHCH3OCOOOOCOCH3O+OHCH3OH+CH3OCOOOOCOCH3OCOCH3O+(2)(3)(4)CH3OH+CH3OCOCH3O+OH2OOCO2(1)k1=2.610-3k2=6.210-4k3=1.610-6k4=2.410-1 副反应副反应由于有由于有COCO2 2生成，副反应不受平衡制约生成，副反应不受平衡制约提高催化剂的选择性是阻止副反应的关键提高催化剂的选

33、择性是阻止副反应的关键这二个反应都主要的被碱催化这二个反应都主要的被碱催化CH3O COO+CH3O C OCH3OOHOCH3CO2CH3OH+OCH3CO2+(5)(6)93.5425.274.8751.6319.1175.6293.5631.265.0545.9923.2174.25Mg/Fe-CO394.8222.622.8940.3312.6455.8787.8028.578.340.3619.4768.1488.7233.937.1334.6321.4563.21Zn/Al-CO395.3512.762.3742.106.5050.9694.2825.563.0035.5913.2

34、351.7880.0127.511230.6516.1958.8580.6036.179.6921.0517.4248.16Mg/Al-CO3DPC+MPCDPCANMPCDPCSelectivity/%Yields/%DMC conv./%Catalyst 合成合成DPC工艺框图工艺框图合成合成DPC物料平衡物料平衡(1)(2)(3)(4)(5)(5)(6)1234567891102345678911(7)(8)(9)小试反应装置示意图小试反应装置示意图 DMC PhOH CatalystDPC,MPC,PhOHPhOH,MPC粗品 DPCDPC 产品馏头热去离子水液体 DPCMeOHT1T

35、2T3T4T1：反应釜，T2：加压精馏塔，T3、T4：减压蒸馏塔DMC（1）（2）（3）（4）DPC主要是用于以主要是用于以DPC和双酚和双酚A合成聚碳酸酯（合成聚碳酸酯（PC）的非光气法的原料。随着信息）的非光气法的原料。随着信息及汽车、建筑行业的高速发展，及汽车、建筑行业的高速发展，PC已成为世界第一大宗的化工产品，而绿色化工的要已成为世界第一大宗的化工产品，而绿色化工的要求，会使得非光气法合成求，会使得非光气法合成PC工艺必将成为工艺必将成为PC合成的趋势。合成的趋势。全球市场对全球市场对PC的需求每年的需求每年以以8%10%的速率增长，的速率增长，其次其次PC的另一的另一大大市场是汽车

36、玻璃，尽管目前这一市场尚不成市场是汽车玻璃，尽管目前这一市场尚不成熟，但预计到熟，但预计到2009年全球将达到年全球将达到59万吨万吨/年，年，Bayer公司至少与公司至少与5家大汽车正在共同开发。家大汽车正在共同开发。近年来，意大利近年来，意大利Enichem公司与美国公司与美国GE公司、日本旭日化工公司联合开发了以公司、日本旭日化工公司联合开发了以DPC和和双酚双酚A合成聚碳酸酯合成聚碳酸酯(PC)的非光气法新工艺的非光气法新工艺。1993年第一套非光气法制备年第一套非光气法制备PC的装置在的装置在日本投产，日本投产，GE公司公司1997年宣布在西班牙建设一套年宣布在西班牙建设一套13万吨

37、万吨/年的非光气法年的非光气法PC生产装置，生产装置，1999年投产，后又宣布将西班牙的能力扩大一倍。日本三菱化成公司建设的年投产，后又宣布将西班牙的能力扩大一倍。日本三菱化成公司建设的5万吨万吨/年的年的非光气法非光气法PC装置也在装置也在2000年建成投产。年建成投产。PC已成为世界第一大宗的化工产品，每年的需已成为世界第一大宗的化工产品，每年的需求以求以20%-30%的速度增长。随着非光气法制备的速度增长。随着非光气法制备PC技术的不断成熟，对技术的不断成熟，对DPC的需求将会的需求将会飞速增长，因此对飞速增长，因此对DPC的研究与开发成为研究的热点，如的研究与开发成为研究的热点，如EN

38、ICHEM、BASF 及及GE等等 投入了巨大的人力和物力对其进行研究。投入了巨大的人力和物力对其进行研究。在国内方面，在国内方面，PC从传统的应用领域如汽车、电子电气、建筑、包装等，迅速拓展到从传统的应用领域如汽车、电子电气、建筑、包装等，迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。国内外企业纷纷在中国加强了投资。航空航天、计算机、光盘等高科技领域。国内外企业纷纷在中国加强了投资。拜耳公拜耳公司在上海漕泾化工区司在上海漕泾化工区18亿美元的第一期投资中，包括亿美元的第一期投资中，包括20万吨万吨/年聚碳酸酯及配套的年聚碳酸酯及配套的20万万吨吨/年双酚年双酚A项目，将于项目，将于2005年

39、建成；日本帝人化工将从年建成；日本帝人化工将从2005年年4月开始在浙江省生产聚月开始在浙江省生产聚碳酸酯树脂，投资碳酸酯树脂，投资5亿美元，亿美元，2007年形成年产年形成年产10万吨聚碳酸酯的生产规模。中国蓝星计万吨聚碳酸酯的生产规模。中国蓝星计划划2004年在南通或兰州建年在南通或兰州建10万吨万吨/年聚碳酸酯装置，年聚碳酸酯装置，PC快速发展必将带动对快速发展必将带动对DPC的需求的需求的快速增长。的快速增长。Key technology of making fuels&chemicals Petrochemical Petrochemical FuelsFuelsCoal chemi

40、cal Coal chemical ProcessProcessC Cm mH Hn nCrackingCrackingReformingReformingC C2 2=,C C3=3=C6C6C C8 8CHCH3 3OHOHCO/HCO/H2 2F-TF-T synthesissynthesisMTGMTGPE,PP,PE,PP,MTAMTAMTO/MTPMTO/MTPAromaticsAromaticsDMCDPCPCDMOEGPolymerN(CH3)nDMF/DMAMPCPUPolymerProductProduction/1000t MeOHGasoline387LPG46Fuel

41、 gas7Water560MTG ProcessShape Selective Dehydration/Condensation of Methanol to GasolineMTA Process MTA is similar to MTG,but the liquid hydrocarbons products shouldcontain more aromatics,especially BTX.The challenge of MTAprocess is that the catalysts are more easy to coke and the selectivity of va

42、luable BTX is not high.Thus far,the industrial experiment is not reported.华中科大华中科大MTAMTA催化组催化组中化集团五环公司中化集团五环公司中科院山西煤化所中科院山西煤化所美国环球油品公司（美国环球油品公司（UOPUOP）德国鲁奇公司（德国鲁奇公司（LurgiLurgi）中科院大连化物所中科院大连化物所,神华神华,大唐大唐 图图2 积碳形成示意图积碳形成示意图 图图1 ZSM-5分子筛结构分子筛结构 MTA反应的挑战：反应的挑战：高的芳烃选择性、长的使用寿命高的芳烃选择性、长的使用寿命 举列：举列：MTA反应过程热

43、力学计算反应过程热力学计算 BBmfBmrKHKH298298,TBBmrmrdTBCKHTHmP298)()298()(,表表2 MTA过程中各反应的反应焓变过程中各反应的反应焓变反应方程式反应方程式 -27.34-34.00-38.79-38.92-115.97-15.03-34.35-41.19-70.45-24.30-30.94-35.95-36.21-118.99-14.84-33.02-39.49-68.951/)298(molKJKHmr1/)700(molKJKHmrH2O(g)CH3OH(g)(g)+1/2 H2(g)+1/6H2(g)CH3OH(g)+CH4(g)H2O(g)+1/2 CH2 CH2(g)CH3OH(g)H2O(g)+1/3 CH2 CHCH3(g)CH3OH(g)H2O(g)+CH3OH(g)H2O(g)+1/4 1-C4H8(g)CH3OH(g)H2O(g)+1/5 H2(g)1/5 n-C5H12(g)热力学计算公式热力学计算公式H2O(g)CH3OH(g)(g)+3/7 H2(g)+1/7 H2O(g)CH3OH(g)(g)+3/8 H2(g)+1/8H2O(g)CH3OH(g)(g)+H2(g)+1/8演讲完毕，谢谢观看！