化学反应中使用的冷媒用于降温过程及制冷量的计算方法

一、概述

在原有车间的工艺流程中，反应物料在进行化学反应时会释放出热量。所涉及的反应物料包括水、乙腈、盐酸、三乙胺以及二氯甲烷。每台设备初始时装载的物料体积为0.6立方米，在持续加入物料并完成反应后，最终每台设备内的物料体积达到1.5立方米。初始温度设定为37摄氏度，随后将温度降至-18摄氏度，并在此温度下保持2至3小时。在整个过程中，持续添加物料进行反应。目前采用液氮直接输送至设备罐内的方式，通过直径为25毫米的管道输送至罐体内部，整个反应过程持续时间为60分钟。当前使用的反应罐共有两台，每台容积为2立方米，并且冷媒通过外夹套进行循环。

二、制冷量计算方法如下

第一种计算方式：依据制冷量计算公式Q = m * c * (t1 - t2) / h，其中m代表质量，c是比热容，t1是起始温度，t2是目标降温后的温度，h表示时间。

现有两台容积各为2立方米的反应罐。溶媒配比方面：水占体积v1 = 0.6立方米；乙腈占v2 = 0.9立方米；丙酮占v3 = 0.2立方米；固液溶媒（包含盐酸、三乙胺及二氯甲烷）占v4 = 0.8立方米。

水的比热容C1 = 1 kcal/kg℃，密度ρ1 = 1000 kg/m³；

乙腈的比热容C2 = 0.32 kcal/kg℃，密度ρ2 = 780 kg/m³；

丙酮的比热容C3 = 0.55 kcal/kg℃，密度ρ3 = 788 kg