【正文】 料 L39。 ④塔底出料管管徑dw，取uw= dw== 選用接管：Dg=80mm，即896mm。④裙座 塔的高徑比：30采用圓筒形裙座，開4個(gè)50mm的排氣孔。= kg/h 流動(dòng)參數(shù) = 式中，L、G塔內(nèi)液、氣相流率kg/h 、塔內(nèi)液、氣相密度kg/m填料負(fù)荷因子= = 所選填料負(fù)荷因子== 由式（57）可得AT= 所以，提餾段塔徑== 綜上所述。=L+qF=L+F=L39。 壓縮因子Z：Tcm=∑yiTi，Pcm=∑yiPci，ωm=∑yiωi 表54 提餾段氣液相密度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表組分正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷合計(jì)xi，yi，mol%100Tc，KPc，atm i由Kay式混合規(guī)則可得： Tcm=yiTci=，Pcm=yiPci= Trm=(+273)/=，Prm=落在普遍化關(guān)系曲線下方，適用普遍壓縮因子法。壓縮因子Z：Tcm=∑yiTc，Pcm=∑yiPc，ωm=∑yiωi表52 精餾段氣相密度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷合計(jì)xi，yi，mol%100Tc，KPc，MPai由Kay式混合規(guī)則：Tcm=yiTci=Pcm=yiPci= （52） 由Trm=（49+273）/Tcm=，Prm= 落在普遍化關(guān)系曲線下方，適用普遍化壓縮因子。mC=QC/Cp△t=104(kg/h)（2）蒸汽用量：（℃），==QB/=2639kg/h (3)冷卻進(jìn)入T301的原料水的用量 ℃，混合焓為 ，℃。 已知Gm= kg/h，Cp= kJ/kg，則Q=Gm(HW1－HF2 )=105kJ/hm=Q/CpΔt=104kg/h T301能量衡 查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得各組分焓值，根據(jù)各組分的焓值計(jì)算各部分混合焓值。 冷凝器熱負(fù)荷體系選取如圖：VQCLD圖43 冷凝器負(fù)荷體系示意Q=(R+1)D(HV－HLD)=(+1)()=107kJ/h 再沸器熱負(fù)荷 能量衡算范圍如圖： QD QLQWQB QV QFQˊ圖44 再沸器熱負(fù)荷衡算范圍示意由全塔熱量衡算式：QF+QB+ QL=Qˊ+QD+QV+QW即：FHF+DRHLD+QB=D(R+1)HV +WHW+Qˊ，其中Qˊ=5%max(QB，QC)假設(shè) Qˊ= 則：QB= [(R+1)DHV+WHW－FHF－RDHLD ] / =107kJ/h 由于QBQC，所以假設(shè)成立。mc= QC/Cp△t =104 kg/h （43） （2）蒸汽用量： (℃)，== QB/=（44） (3)原料預(yù)熱蒸汽用量： 設(shè)定原料儲(chǔ)罐中的溫度為25℃，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得出各組分焓值。根據(jù)各部分組成，計(jì)算回流罐的焓值HLd，塔頂焓值HV，進(jìn)料焓值HF及塔底焓值HW。故進(jìn)料位置為從塔頂數(shù)第37塊。 確定理論塔板數(shù)表325 T301實(shí)際回流比及理論塔板數(shù)計(jì)算表R/RmRXYNN（R+1） 以R/Rm為x軸，N（R+1）為y軸作圖可得： 圖33 T301最小回流比示意圖由圖知R/Rm==，N=。 驗(yàn)證T301清晰分割是否成立 以重關(guān)鍵組分環(huán)戊烷為基準(zhǔn)，列相對(duì)揮發(fā)度表：表323 相對(duì)揮發(fā)度表組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷D（ oC）W（ oC）平均對(duì)輕關(guān)鍵組分正戊烷，由上表知： 平均=由式（34）可得Nm= 為驗(yàn)證T301清晰分割是否成立，以計(jì)算釜液中異戊烷的清晰分割為例：由式（35）可得 W=104kmol/h==105104同理可得，107 所以清晰分割成立。表321 塔頂溫度基本數(shù)據(jù)組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷∑yi/Pi yi，mol%PSi(40 oC)PSi(50 oC) PSi() 由上表數(shù)據(jù)得，當(dāng)TD=℃時(shí)，∑yi/Pi≈。表318 確定適宜回流比及理論塔板數(shù)R/RmRXYNN（R+1） 以R/Rm為x軸，N（R+1）為y軸作圖可得：圖32 T201最小回流比示意圖由圖取R/Rm=，得R=，N=。為驗(yàn)證T201清晰分割是否成立，以計(jì)算釜液中正丁烷的清晰分割為例：公式（35）可得 W==1011kmol/h==1013104同理可得，環(huán)戊烷和異己烷在塔頂餾出液中摩爾分率分別為7109，所以清晰分割成立。表314 確定進(jìn)料溫度組分正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷∑Pixixi，mol%PSi(60 oC)PSi(50 oC)由上表數(shù)據(jù)內(nèi)插，可得TF=℃，℃。如下表：表312 T201回流罐壓力試差表組分正丁烷異戊烷正戊烷xi，mol%PSi ，atm 由上表數(shù)據(jù)得Pb =∑Psixi=。 確定進(jìn)料溫度 由泡點(diǎn)方程即∑PSi xi =PF進(jìn)行試差，由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》查得數(shù)據(jù)，試差過程見下表310（PF=）。 確定最適宜的回流比應(yīng)用吉利蘭圖求解適宜的回流比，由《化工原理課程設(shè)計(jì)》[3]57頁吉利蘭圖讀取Y和X值。 驗(yàn)證T101清晰分割是否成立 以重關(guān)鍵組分異戊烷為基準(zhǔn)，i= PSi/PHS 表36 各組分相對(duì)揮發(fā)度數(shù)據(jù)表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷塔頂( oC)D塔底(95oC)W平均值平均 對(duì)輕關(guān)鍵組分正丁烷，由上表知： 平均= （33） 由Fensk公式：Nm== （34）（上式中Nm包括再沸器） 下面驗(yàn)證T101清晰分割是否成立：以計(jì)算釜液中丙烷的摩爾分率為例：W==107 kmol/h 　（35）==108 同理可得異丁烷在塔釜的摩爾分?jǐn)?shù)和含量以及正丁烷、環(huán)戊烷、異己烷在塔頂餾出液的摩爾量以及含量。假設(shè)一系列溫度，查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》得下表：表34 塔頂溫度試差表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷∑yi/Kiyi，mol%Pi(45oC) Pi(50 oC) 由上表得， oC。第三章 物料衡算簡捷計(jì)算主要步驟： 一、假設(shè)滿足清晰分割，進(jìn)行初步物料衡算二、確定塔的操作壓力及溫度三、確定Rm、Nm四、校核物平五、確定R、N六、確定進(jìn)料位置七、板式塔還需計(jì)算全塔效率及實(shí)際板數(shù)，每年按開工8000小時(shí)計(jì)算，則進(jìn)料量為8500g/h 。 裝置原則工藝流程圖 圖22 裝置原則工藝流程圖 生產(chǎn)流程簡述原料自產(chǎn)品罐V101經(jīng)原料泵進(jìn)入預(yù)熱器E101，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入精餾塔T101。 T201驗(yàn)算T201取輕關(guān)鍵組分為異戊烷，重關(guān)鍵組分為正戊烷，假設(shè)回收率為99%，99%，物料平衡計(jì)算如下表：表24 T201物料平衡表組分正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷合計(jì)進(jìn)料，kmol/h塔頂，kmol/h塔釜，kmol/h 異戊烷：iC50純度的計(jì)算，D=，D=， iC50純度=D/D100%=%97% 合理。 確定方案是否合適，每年按8000小時(shí)計(jì)算，則進(jìn)料量為8500kg/h。根據(jù)工藝要求，將原料分為：A. 丙烷、異丁烷、正丁烷，B. 異戊烷，C. 正戊烷，D. 環(huán)戊烷、異己烷。 。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展以及小城鎮(zhèn)、新農(nóng)村建設(shè)步伐的加快，對(duì)潔凈能源需求將日益加大，這也為輕烴的應(yīng)用提供了廣闊的市場(chǎng)，其間蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)，是二十一世紀(jì)最具投資價(jià)值的新能源項(xiàng)目。而天然氣、液化石油氣都是非常寶貴的化工原料，深加工后的附加值很高，因沒有很好的替代能源，只能將其作為普通燃料燒掉。它具有建站靈活，占地少，可集群管網(wǎng)供氣，儲(chǔ)運(yùn)安全便捷，價(jià)格適宜等優(yōu)勢(shì)，具備了向市場(chǎng)推廣的條件。產(chǎn)品用途：在三氯化鋁存在下，經(jīng)異構(gòu)化可制備異戊烷；也用作萃取溶劑，聚苯乙烯理想的發(fā)泡劑，液態(tài)空氣機(jī)的潤滑劑；用于低溫溫度計(jì)，制人造冰，麻醉劑，以及合成戊醇等。產(chǎn)品用途：煉油廠在進(jìn)行原油催化裂解與熱裂解時(shí)所得到的副產(chǎn)品；主要用作石油化工原料，用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣，可作為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機(jī)燃料。對(duì)其叫法各地不同，有稱輕質(zhì)油、輕油、也有稱輕石腦油、輕汽油。C5C6的烴在常溫常壓下是液態(tài)，叫液態(tài)輕烴。年開工周期：8000小時(shí)/年。 Distillation 。選擇出合適的輕烴餾分，根據(jù)原料組成及產(chǎn)品指標(biāo)要求，調(diào)優(yōu)出合理分離序列。 中國石油大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 學(xué)生姓名： *** 系 別： 化學(xué)化工系 專業(yè)年級(jí)： 2007級(jí)化學(xué)工程與工藝專業(yè) 指導(dǎo)教師： ************ 2011年6月14日中國石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要輕烴具有一系列優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，可用于燃料、制藥、染料和制冷劑等。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)輕烴生產(chǎn)工藝的分離工段進(jìn)行計(jì)算。Abruption。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力：。液化石油氣的主要成份是CC4，常溫常壓下呈氣態(tài)，叫氣態(tài)輕烴。 油氣田開采過程中的伴生副產(chǎn)品，C4 –C10的液態(tài)烴類混合物。 液化氣產(chǎn)品：高壓或低溫液化的石油氣，是由丙烷、正丁烷、異丁烷及少量的乙烷、不飽和烴等組成；具有污染少、發(fā)熱量高、壓力穩(wěn)定、儲(chǔ)存設(shè)備簡單、供應(yīng)方式靈活等特點(diǎn)。 正戊烷：無色液體，具有微弱的薄荷香味；微溶于水，極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物；屬于低毒類，高濃度可引起眼與呼吸道粘膜輕度刺激癥狀和麻醉狀態(tài)，甚至意識(shí)喪失，慢性作用為眼和呼吸道的輕度刺激。由于戊烷燃料成功地解決了汽化、管輸、壓力調(diào)配等技術(shù)問題，戊烷燃料可以罐裝形式供用戶使用，也可通過建立戊烷燃?xì)夤?yīng)站。 目前，我國乃至世界上一些發(fā)達(dá)國家所使用的清潔燃料還是以天然氣 、液化石油氣及柴油為主?！　⑤p烴作為替代燃料可解決我國石油資源短缺，緩解石油供需矛盾，加快我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，加強(qiáng)資源綜合利用，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。 。各組分沸點(diǎn)的沸點(diǎn)相差大且溫度差范圍較寬，可以用精餾方法分離各組分。第二個(gè)塔餾出液與塔釜液的摩爾數(shù)相差很大，塔頂?shù)酿s出物很多，需要的塔徑相應(yīng)增加，同樣使得設(shè)備費(fèi)用增加。假設(shè)回收率分別為99%，99%，則估算物料平衡如下表：表23 T101物料平衡計(jì)算表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷合計(jì)進(jìn)料，kmol/h100塔頂，kmol/h塔底，kmol/h液化氣C5及C5+組分含量=100%=%% 合格。由以上分析假設(shè)回收率成立，所以分離方案合適。塔底餾出物C