二、投料计算

参考国内对乙酰氨基酚生产厂家的生产参数进行各物料衡算，计算依据见表3-1。

根据对乙酰氨基酚的生产工艺，物料衡算也相应地分为酰化工艺物料衡算和精制工艺物料衡算。

（一）酰化工艺物料衡算

酰化工艺物料衡算包括酰化反应釜物料衡算、酸洗离心机物料衡算和水洗离心机物料衡算三部分。其中出现的物料参数及代号见表3-2。

1.酰化反应釜物料衡算

由图3-7可知，酰化反应釜的进料分别为对氨基苯酚、冰醋酸及醋酸母液，出料为对乙酰氨基酚溶液。

（1）纯品日产量计算　已知对乙酰氨基酚年产量为1000t，纯度为99％，每年工作日为300天，可计算出对乙酰氨基酚纯品的日产量。

这一数值即为对乙酰氨基酚纯品的日产量。

（2）对氨基苯酚日投料量计算　根据对乙酰氨基酚生产厂家的经验参数，对氨基苯酚酰化合成对乙酰氨基酚的酰化反应转化率为86％。据此可计算出对氨基苯酚投料量。

n₁×86％=n

又（M为分子量），因此

可推出

已知M=151.16，M₁=109.13，则

计算结果显示，对氨基苯酚的日用量为2770.27（kg/天）。

（3）冰醋酸日投料量计算　根据对乙酰氨基酚生产厂家的经验参数，原料配比为对氨基苯酚:冰醋酸=1:0.9（质量比，以下同），使用的冰醋酸纯度一般为98％，因此

计算出冰醋酸的日投料量约为2544.12kg/天。

（4）醋酸母液日投料量计算　根据对乙酰氨基酚生产厂家的经验参数，对氨基苯酚与冰醋酸的总投料量:醋酸母液投料量=1:1（质量比），因此

m₃=m₁+m₂=2770.27+2544.12=5314.39（kg/天）

由此得出投入酰化反应釜的醋酸母液量为5314.39kg/天。

酰化工艺过程不考虑损耗，即完全出料，可计算出酰化反应釜的日出料量。

m₄=m₁+m₂+m₃=2770.27+2544.12+5314.39=10628.78（kg/天）

综合以上计算，可以得出酰化反应釜的进料和出料，见表3-3。

酰化反应结束后，投入的对氨基苯酚、冰醋酸及醋酸母液全部进入酸洗离心机。

2.酸洗离心机物料衡算

由图3-8可知，酸洗离心机的进料分别为对乙酰氨基酚溶液（酰化反应釜出料④）和稀醋酸，出料为对乙酰氨基酚湿品和回收母液。

酸洗工艺使用的稀醋酸浓度一般为40％。根据生产厂家的经验参数，稀醋酸与对乙酰氨基酚溶液的质量比为1:7.7，据此可计算出稀醋酸日投料量。

得出酸洗工艺稀醋酸的日投料量约为1380.36kg/天。

根据生产厂家酸洗离心机的经验离心率67％，计算进入回收工艺的母液。

m₆=（m₄+m₅）×67％=（10628.78+1380.36）×67％=8046.12（kg/天）

进入回收工艺的离心母液量约为8046.12kg/天。

由上述结果可计算出对乙酰氨基酚湿品的质量。

m₇=m₄+m₅-m₆=10628.78+1380.36-8046.12=3963.02（kg/天）

综合以上计算，可以得出酸洗工艺流程的进料和出料，见表3-4。

酸洗工艺的出料种类主要是对乙酰氨基酚湿品和离心母液，分别为3963.02kg/天和8046.12kg/天，其中对乙酰氨基酚湿品进入水洗工艺，离心母液回收。

3.水洗离心机物料衡算

由图3-9可知，水洗离心机的进料分别为对乙酰氨基酚湿品（酸洗离心机出料③）和水，出料为对乙酰氨基酚粗品和脱去的水，过程中还有一定损耗。

对乙酰氨基酚水洗工艺一般要求出料产品醋酸含量低于2.5％，水含量低于3％。根据生产厂家经验参数，加入水与对乙酰氨基酚湿品的比例为7:10（质量比），由此可计算出水洗工艺的加水量。

根据离心机的脱水能力经验值50％进行计算脱水量。

m₉=（m₇+m₈）×50％=（3963.02+2774.11）×50％=3368.57（kg/天）

由于设备原因造成洗涤过程中有一定损耗，一般为0.65％～0.70％，本计算取值0.70％。据此可计算出损耗量。

m₁₀=（m₇+m₈）×0.70％=（3963.02+2774.11）×0.70％=47.16（kg/天）

所以可确定对乙酰氨基酚粗品的质量。

m₁₁=m₇+m₈-m₉-m₁₀=3963.02+2774.11-3368.57-47.16=3321.40（kg/天）

综合以上计算，可以得出水洗离心机的进料和出料，见表3-5。

最终3321.40kg/天对乙酰氨基酚粗品进入精制工艺。

（二）精制工艺物料衡算

精制工艺的物料衡算包括精制脱色罐物料衡算、压滤机物料衡算、精制结晶罐物料衡算及精制离心罐物料衡算，其中出现的物料参数及代号见表3-6。

1.精制脱色罐的物料衡算

由图3-10可知，精制脱色罐的进料分别为对乙酰氨基酚粗品（水洗离心机出料③）、活性炭和水，脱色完成全部出料。

根据生产厂家的经验参数，对乙酰氨基酚粗品、水及活性炭的质量比为180:16:400。

（1）活性炭物料衡算　依据对乙酰氨基酚粗品投料量与投料比，可计算出活性炭日投料量。

脱色工艺活性炭日用量为295.24kg/天。

（2）水物料衡算

脱色工艺水日用量为7380.89kg/天。

脱色结束完全出料，可计算出对乙酰氨基酚、活性炭混合物质量。

m₄=m₁+m₂+m₃=3321.40+295.24+7380.89=10997.53（kg/天）

综合以上计算，可以得出精制脱色罐的进料和出料，见表3-7。

2.压滤机物料衡算

由图3-11可知，脱色结束后物料完全进入压滤机以除去活性炭。压滤过程中，有部分物料跟随活性炭进入滤渣。根据经验参数，活性炭与其他物料的质量比为1:1，据此可计算出活性炭滤渣的质量。

m₅=m₂×2=295.24×2=590.48（kg/天）

由此，可计算出压滤后的对乙酰氨基酚滤清液质量。

m₆=m₄-m₅=10997.53-590.48=10407.05（kg/天）

综合以上计算，可以得出压滤机的进料和出料，见表3-8。

压滤完成后，10407.05kg/天对乙酰氨基酚滤清液进入结晶罐。

3.精制结晶罐物料衡算

由图3-12可知，精制结晶罐的进料为对乙酰氨基酚滤清液和焦亚硫酸钠，结晶完成出料。

根据生产厂家的经验参数，对乙酰氨基酚与焦亚硫酸钠的质量比为1800:52，据此可计算出焦亚硫酸钠用量。

由此，可计算出对乙酰氨基酚结晶溶液的质量。

m₈=m₆+m₇=10407.05+95.95=10503.00（kg/天）

综合以上计算，可以得出精制结晶罐的进料和出料，见表3-9。

最终进入精制离心机的物料总量为10503.00kg/天。

4.精制离心机物料衡算

由图3-13可知，精制离心机的进料为对乙酰氨基酚的结晶溶液（精制结晶罐出料③），出料包括对乙酰氨基酚湿成品与离心母液。

已知经验离心率为67％，据此可计算出离心母液质量。

m₉=m₈×67％=10503.00×67％=7037.01（kg/天）

约有7037.01kg/天离心母液进入回收工艺。

由对乙酰氨基酚结晶溶液的质量减去离心母液的质量，可以得到对乙酰氨基酚湿成品的质量。

m₁₀=m₈-m₉=10503.00-7037.01=3465.99（kg/天）

综合以上计算，可以得出精制离心罐的进料和出料，见表3-10。

约有3465.99kg/天的对乙酰氨基酚湿成品进入干燥流程。

5.流化床干燥器物料衡算

由图3-14可知，干燥流程的进料为对乙酰氨基酚湿成品（精制离心罐出料②），干燥完成出料即可得到对乙酰氨基酚成品，除了水蒸气外，还有一定的粉子、渣子及损耗，这部分物料是“三废”的来源，随着环保要求的日益提高，研究原子经济性，减少物料损耗，还需要做大量艰苦的探索。

根据物料衡算，对乙酰氨基酚湿物料质量为3465.99kg/天，含水量为3％，即

m₁₁=m₁₀×3％=3465.99×3％=103.98（kg/天）

干燥脱水后失重约为103.98kg/天。

因为流化床的排空系统和机器本身造成的损耗一般为0.150％～0.171％，计算取值0.170％。损耗量计算如下：

m₁₂=m₁₀×0.170％=3465.99×0.170％=5.89（kg/天）

在沉降室和扑集器得到粉子，渣子质量为56.10kg/天，可算出成品量。

m₁₄=m₁₀-m₁₁-m₁₂-m₁₃=3465.99-103.98-5.89-56.10=3300.02（kg/天）

总产率为86％，成品量为3300.02kg/天（符合设计要求）。

综合以上计算，可以得出流化床干燥器的进料和出料，见表3-11。