【正文】 丙烷 2）操作壓力 p= 3）年開(kāi)工時(shí)間為 8000h； 4）年生產(chǎn)能力 54000t。將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)溫度后送入精餾塔內(nèi)，塔頂上升蒸汽采用全凝汽冷凝，全凝汽主要用于準(zhǔn)備控制回流比，冷凝器在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送入貯罐。 本文就是對(duì)精餾塔的一些物料、熱量衡算，工藝計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及冷制精餾裝置工藝流程圖，設(shè)備裝備圖和塔板負(fù)荷性能圖等。在與極性試劑加成時(shí)，主要得到符合馬爾可夫尼可夫規(guī)則的產(chǎn)物，如與硫酸加成，主要生成硫酸氫異丙酯，再經(jīng)水解生成異丙醇。與氯在高溫下發(fā)生 ? 氫取代反應(yīng)，生成 3氯 1丙烯，這是制取甘油、樹(shù)脂的原料（ ? 位在不同的條件下得到不同的氧化產(chǎn)物）。近年來(lái)，由于丙烯下游產(chǎn)品的快速發(fā)展，極大的促進(jìn)了中國(guó)丙烯需求量的快速增長(zhǎng)。但同期下游裝置對(duì)丙烯的需求量年均增長(zhǎng)速度將 達(dá)到 %，丙烯資源供應(yīng)略微緊張。到 2021 年，中國(guó)對(duì)丙烯的當(dāng)量需求將達(dá)到 1905 萬(wàn)噸，供需缺口將達(dá)到 825 萬(wàn)噸，屆時(shí)將還有大量丙烯衍生物進(jìn)口，中國(guó)丙烯開(kāi)發(fā)利用前景的廣闊。 丙烯的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展 概況 丙烯是最早被采用的化工原料，也是生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的主要烯烴之一。丙烯需求增長(zhǎng)速度一直高于乙烯，丙烯及其衍生物需求和產(chǎn)能近年來(lái)均以較高的增長(zhǎng)率發(fā)展。近年來(lái)，中國(guó)丙烯工業(yè)都是以進(jìn)口為主，出口相對(duì)較少。 丙烯生產(chǎn)新技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 目前增產(chǎn)丙烯的新技術(shù)研究主要集中在四個(gè)方面。在塔釜有再沸器作用。 由題目給定 ： 54000000/8000=6750kg/h 計(jì)算塔釜質(zhì)量組成 設(shè)計(jì)比丙烷重的全部在塔底，比丙烷輕的全部在塔頂。 各組分的相對(duì)分子質(zhì)量見(jiàn)表 。 西北大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 因?yàn)? 222 1iikx ??? 所以 確定進(jìn)料溫度為 45C? ，進(jìn)料組成的 iikx值 確定塔頂溫度 假設(shè)：塔頂露點(diǎn)溫度為 44C? ，同理查 參考資料 1，圖 144得 k 值。 因?yàn)? ?? 誤差超過(guò) 2% ，說(shuō)明假設(shè)的溫度過(guò)高。 表 實(shí)際塔板數(shù)的確定 R min1RRR?? min2NNN?? TN R min1RRR?? min2NNN?? N 13 15 14 16 016 由上表可見(jiàn)，當(dāng) ~15R? 之間時(shí)塔板數(shù)變化為最慢，所以 ? 塊 。 ? ? 0VH??混 合 ? ? 0LH??混 合 查 參考資料 11.， 158~159 頁(yè)圖 104，圖 105 得 丙烯 kcal kg? kcal kg? 丙烷 kcal kg? 29LiH kcal kg? 1 6 8 . 5 0 . 9 9 6 2 1 0 0 . 5 0 . 0 0 3 8 1 6 8 . 2 4 1 69 9 . 5 0 . 9 9 6 2 2 9 0 . 0 0 3 8 9 9 . 2 3 2 1VDLDH k c a l k gH k c a l k g? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 14 .5 1 67 50 16 8. 24 16 99 .2 32 1D V D LDQ R D H H? ? ? ? ? ? ? ? 7 .0 2 3 1 1 0 kcal hkJ h??? 式中 VPH —— 每千克由冷凝器上升蒸汽的焓， /kcal kg ； LPH —— 每千克冷凝液的焓， /kcal kg 。 查 參考資料 11,158~160 頁(yè)圖 104，圖 105，圖 106， 丙烯 168 .5 /ViH kcal kg? /LiH kcal kg? 丙烷 102 /ViH kcal kg? 34 /LiH kcal kg? 168 .5 580 102 420 112 .50 7VWH k c al k g? ? ? ? ? 9 9 .5 0 .1 5 8 0 3 4 0 .8 4 2 0 4 4 .3 4 9LWH k c a l k g? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 1 2 .5 0 7 4 4 .3 4 9 1 4 .5 1 6 2 5 0 1 1 2 .5 0 7 4 4 .3 4 9WQ R D? ? ? ? ? ? ? ? 7 .9 9 5 6 1 0 kcal hkJ h??? 全塔熱量衡算 依據(jù) 參考資料 6， 33頁(yè)式（ 632） W F LD LW PQ F H D H W H Q Q? ? ? ? ? 損 （ ） 式中 Q損 —— 熱量損失， /kcal h ； FH —— 每千克進(jìn)料的焓， /kcal kg 。 計(jì)算舉例：塔頂溫度 44C? 1 1 10 .9 9 6 2 0 .0 0 3 84 7 7 4 6 2mL? ? ? ? ? 34 7 6 .9 4 1 2 /mL kg m? ? 塔頂進(jìn)料溫度 45℃ 1 1 10 .9 3 0 6 0 .0 6 9 44 7 5 4 6 0mL? ? ? ? ? 34 7 3 .9 2 7 5mL kg m? ? 塔釜溫度 49℃ 1 1 10 .1 5 8 1 0 .8 4 1 94 6 0 4 5 0mL? ? ? ? ? kg m? ? 液體平均密度見(jiàn)表 表 液體密度 組分 密度（ 44C? ）/(3/kgm ) 密度（ 45C? ）/( 3/kgm ) 密度（ 49℃ ）/( 3/kgm ) 36CH 477 475 460 38CH 462 460 449 液體平均密度見(jiàn)表 表 液體平均密度 項(xiàng)目 44C? 45C? 49℃ 液體平均密度/( 3/kgm ) 474． 0546 （ 2）氣體的密度 查 參考資料 11,10 頁(yè)，得公式： 西北大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 mv PMZRT? ? （ ） 式中 mV? —— 氣體平均密度， 3/kgm ； p —— 操作壓力， aP ； Z —— 壓縮因子，由對(duì)比溫度和對(duì)比壓力查圖而得； M —— 平均相對(duì)分子質(zhì)量； T —— 操作溫度 ， K ； R —— 通用氣體常數(shù)。V —— 精餾塔內(nèi)精、提餾段上升蒸汽的流量， /kmol h ； L 、 39。V L 39。 實(shí)際氣速 ? ? m ax0. 6 ~ 0. 8uu? 取 ? 所以 5 434 582 1u m s? ? ? 0 . 6 5 4 2 2 . 2 9 5 30 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 2 0 3 3VDmu? ? ?? 式中 D—— 塔徑， m 。 （ 3）求閥孔氣速 根據(jù)閥孔動(dòng)能因數(shù) 00 9 ~ 12VFu ??? 取 0 10F? 00VFu ?? （ ） 式中 0F —— 氣體通過(guò)閥孔時(shí)的動(dòng)能因數(shù)； 0u —— 氣體通過(guò)閥孔時(shí)的速度， /ms。 查 參考資料 10,120 頁(yè)表 45得雙溢流型塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)，見(jiàn)表 。 （ 1） 計(jì)算停留時(shí)間 按 參考資料 2,196 頁(yè)式（ 714）計(jì)算 3 ~ 5fTSAH sL? ??? （ ） ? 30. 06 33 4 /SL m s? 精餾段 0 . 7 3 8 9 0 . 5 1 1 . 6 52 0 . 0 6 3 3 4 2fTSAH ssL? ? ?? ? ? ? 提餾段 0 . 7 3 8 9 0 . 5 1 0 . 2 52 0 . 0 7 2 0 2fTSAH ssL? ? ?? ? ? ? 式中 ? —— 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間， s ； fA —— 降液管的截面積， 2m 。 （ 3） 計(jì)算溢流堰上液層高度 owh 采用平堰，根據(jù) 參考資料 2,195 頁(yè)式（ 710） 2 / 32 .8 41000 how WLhEL??? ???? 取 E= （ ） 式中 E —— 液流收縮系數(shù)； hL —— 塔內(nèi)液體流量， 3/mh。 精餾段 13 3 1 1 . 5 0 0 50 . 7 1 . 5 0 0 5 1 9 . 94 7 6 . 9 4 1 2 4 7 6 . 9 4 1 2ch A? ? ? ? ? ? ? ? m? 液 柱 提餾段 ? ? . 5 4 6 51 9 . 9 0 . 0 4 7 54 5 2 . 2 5 2 8chm? ? ? 液 柱 全開(kāi)后： 2 VC Luh g ???? （ ） 精餾段 ? ?21 .5 0 0 5 4 4 .3 5 1 35 .3 7 0 .0 5 7 42 9 .8 1 4 7 6 .9 4 1 2chm? ? ? ?? 液 柱 提餾段 ? ?21 .5 4 6 5 4 2 .6 9 6 95 .3 7 0 .0 6 0 52 9 .8 1 4 5 2 .2 5 2 8c ? ? ? ?? 液 柱 取兩者較大的值 74( )Chm? 液 柱， ? ?` 05chm? 液 柱 （ 2） 板上清液層阻力，根據(jù) 參考資料 2,201 頁(yè)式（ 726） w owh h h?? （ ） 精餾段 ? ?0. 4 0. 05 0. 04 57 0. 06 37lhm? ? ? ? 液 柱 提餾段 ? ?1 0. 4 0. 05 0. 04 85 0. 06 85? ? ? ? 液 柱 （ 3） 忽略表面張力的壓力降 故氣體通過(guò)塔板的壓力降： 西北大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 精餾段 ? ?0. 05 74 0. 06 37 0. 12 11hm? ? ? ? 液 柱 提餾段 ? ?0 .0 6 0 5 0 .0 6 8 5 0 .1 2 9P ? ? ? 液 柱 霧沫夾帶 （ 1）根據(jù) 參考資料 2,202 頁(yè)式（ 733）、式（ 734） 泛點(diǎn)率 1 1 0 0 1 3 6 100%VSA F aC L ZF CA???? （ ） 或 1 100 100%0 .7 8 VT A FCF AC?? 式中 1F —— 泛點(diǎn)率； VC —— 氣相負(fù)荷， 3/ms； Z —— 溢流的流程長(zhǎng)度， m ； AFC —— 氣相負(fù)荷系數(shù)； TA —— 塔的截面積， 2m ； aA —— 鼓泡區(qū)面積， 2m 。 ①計(jì)算液體表面張力 由 參考資料 11， 65頁(yè)查表面張力見(jiàn)表 217. 計(jì)算液體平均表面張力 m i ix???? （ ） 式中 m? —— 表面張力， /dyncm 。 無(wú)進(jìn)口堰 200 .1 5 3 sdwLh Lh???????? （ ） 精餾段 20 .0 5 7 0 20 .1 5 3 0 .0 1 6 1 81 .7 5 2 8 0 .0 5dhm??? ? ?????? 西北大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 提餾段 20 . 0 6 7 2 20 . 1 5 3 0 . 0 2 2 51 . 7 5 2 8 0 . 0 5dhm??? ? ?????? 精餾段 1