【正文】 混溶于乙醇、乙醚等多數(shù)有機(jī)溶劑；極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易燃燒爆炸，且對人體具有麻醉及輕度的刺激作用，皮膚長期接觸可發(fā)生輕度皮炎。產(chǎn)品用途：可以作聚乙烯生產(chǎn)中催化劑的溶劑、可發(fā)性聚苯乙烯的發(fā)泡劑、聚氨酯泡沫體系的發(fā)泡劑、脫瀝青溶劑等；其辛烷值高，可用于汽車、飛機(jī)燃料。例如在煉廠拔頭油的碳五餾分中主要含有正戊烷和異戊烷。(四)正己烷低毒、有微弱的特殊氣味的無色液體，℃，℃；具有一定的毒性，會通過呼吸道、皮膚等途徑進(jìn)入人體，長期接觸可導(dǎo)致人體出現(xiàn)頭痛、頭暈、乏力、四肢麻木等慢性中毒癥狀，嚴(yán)重的可導(dǎo)致暈倒、神志喪失、甚至死亡。在火場中受熱的容器有爆炸危險其蒸氣比空氣重能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方遇明火會引著回燃。山東金升有色金屬集團(tuán)公司已將液化石油氣成功地用于德國克虜伯熔煉爐的銅冶煉工藝代替了原煤氣燃燒工藝減少了硫、磷等雜質(zhì)的危害提高了銅材質(zhì)量。目前戊烷產(chǎn)品還沒有國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但生產(chǎn)企業(yè)有各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且與國外同類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。它具有建站靈活，占地少，可集群管網(wǎng)供氣，儲運安全便捷，價格適宜等優(yōu)勢，具備了向市場推廣的條件。只有流程確定后，其他各項工作才能展開，工藝流程設(shè)計影響各個方面，而各個方面的變化又反過來影響工藝流程的設(shè)計，設(shè)計使工藝流程發(fā)生較大的變化。 　　 。 第三章 物料衡算簡捷計算主要步驟：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、四．校核物料平衡五．確定R、N六．確定進(jìn)料位置七．板式塔還需計算全塔效率及實際板數(shù) 原始數(shù)據(jù)的獲得，每年按開工7200小時計算，則流量為17083kg/h。表33 T201估算物料平衡表組分進(jìn)料kmol/h塔頂kmol/h塔釜kmol/h正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計正己烷純度：﹥98%，所以合格。管線壓力=。表37 T101塔頂溫度基本數(shù)據(jù)溫度組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷50℃53℃所以，塔頂溫度取53℃。由Fensk公式：Nm= （31）（上式中Nm包括再沸器）Nm = =以計算釜液中乙烷的摩爾分率為例，則 === 104kmol/hx乙烷=W乙烷/W=106同理， 釜液異丁烷x異丁烷=104，塔頂正戊烷x正戊烷=104塔頂異戊烷x異戊烷=108，塔頂正己烷x正己烷=109所以塔1101清晰分割是合理的。(三) 確定進(jìn)料位置根據(jù)芬斯克方程可得： （34）得到=，=。其中由《化學(xué)化工物性手冊》查得[5]。(二) 計算塔頂、塔底溫度（1）塔頂溫度由前可知，=,應(yīng)用露點方程=1試差，其中，=/，得到表316。 驗證T201清晰分割是否成立以重關(guān)鍵組分異戊烷為基準(zhǔn)，則有= /表318 T201各組分相對揮發(fā)度表組分組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷45℃89℃由表318可知，輕關(guān)鍵組分正戊烷=Nm == =則以計算塔釜中正丁烷的含量為例，有W1= =1029，x1=W1/W=1032 同理可得：釜液異戊烷W2=1014，x2=1017 釜液正戊烷W3=1011，x2=1014所以，T201按照清晰分割是合理的。由 得到=，=，圓整后得到=48塊，=39塊。表324 T301塔頂各組分基本數(shù)據(jù)組分正丁烷異戊烷正戊烷Pi，atm,atm所以，=，取管線壓力= atm，則=+=+=，設(shè)塔板數(shù)為84塊P=,則=+NpP=+84=。表326 T301塔底各組分基本數(shù)據(jù)組分異戊烷正戊烷異己烷正己烷,atm（60℃）,atm（61℃）所以，=61℃。由(31)得到，=。進(jìn)料在第38塊板。 計算傳熱劑用量(1)冷卻水用量取循環(huán)上水為25℃，循環(huán)下水為35℃，則△t=3525=10℃查得水的CP= kcal/(kg壓縮因子Z：=， = 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yi100Tc，K398Pc，MpaWi由kay式混合規(guī)則：==398K==Tr=(53+)/Tcm=Pr=落在普遍化關(guān)系下方，適用于普遍化壓縮因子由Pr，Tr查《化工熱力學(xué)》[8]P15P16得，Z0=，Z’=，Wr=， Z= Z0+Wr Z’=+=氣相密度：v=PM平/ZRT=()/()=③計算塔徑：液相摩爾流率：Lm=RD==氣相摩爾流率：Vm=（R+1)D== kmol/h液相體積流率：Lh=LmM/L =氣相體積流率：Vh=VmM/g=由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K=分別取板間距為：450，500，600mm取=450mm： umax = ==取Ks=1，K=則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax=1=則空塔氣速：u==塔徑：同理可作表：表53 T101精餾段塔徑HT,mumax,m/su,m/sD,m圓整,mD2HT,m3根據(jù)塔體積最小原則選取HT=450mm，D=(二)提餾段 查得各組分相應(yīng)密度數(shù)據(jù)如表54表54 T101提餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)組分T=122℃ P=正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對分子質(zhì)量，M氣相平均分子量M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)，100液相密度，kg/m3/106104104104104103① 液相密度的計算：=1/= kg/m3②氣相密度的計算：由于T101操作壓力P3atm，需用壓縮因子法求算表55 提餾段氣相密度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計xi，yi100Tc,KPc,MpaWiTr=，Pr=查得=， =Z=+==PM平/ZRT=()/()=③計算塔徑：液相摩爾流率：=V+qF=氣相摩爾流率：==液相體積流率：=ML/L =氣相體積流率：=Mg/g=取HT=450mm：=取Ks=1，K=則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax=1=則空塔氣速：u==塔徑：：表56 T101提餾段塔徑HT,mumax,m/su,m/sD,m圓整,mD2HT,m3450500600 塔高的計算(一)有效段高度26=(二)塔釜高度HB ： 取塔釜停留時間為10分鐘 HB=4/πD2=410()/=進(jìn)料段高度HF=，塔頂高度HD=，塔高：H= HD+HF+HB++= 塔體設(shè)計(一)溢流裝置(1)板上溢流形式的確定由選擇單溢流Lh 45m3/h，符合要求。②堰高：hw=50mm③溢流堰的型式采用平口堰由公式how=驗證精餾段：how =6mm。(3)受液盤為保證側(cè)線采出的連續(xù)均勻，造成良好的正液封，并對改變液體流具有緩沖作用，有利于氣泡分離，全塔采用凹型受液盤，且不設(shè)進(jìn)口堰，盤深50mm。 (2)浮閥的排列：采用叉排式，等邊三角形排列 邊長取75mm，高隨開孔率變更。浮閥個數(shù)為32。單板壓降計算公式：hp=++（以液柱高度表示）式中，：干板壓降，：液層壓降，：克服液體表面張力壓降精餾段 ①干板壓降浮閥全開前=浮閥全開后= =32= （液柱）②液層壓降=β（+）充氣系數(shù),一般可取β=～,所以取β=. ：出口堰高 m：堰上液頭高，對平口堰可用。how=1()2/3=（液柱）=50mm=所以，=β（+）=（+）=(液柱)③克服液體表面張力的壓降h很小，可以忽略。(2)霧沫夾帶量：根據(jù)《化工原理課程設(shè)計》第（246a）(246b)核算泛點率，取一下兩者大者： 式中，== 50272502=4023cm2= 精餾段：由，查《化工原理課程設(shè)計》圖217得到=，查表24得到，代入上述兩個公式中得到：=%,=%。 提餾段：同理可得= =%，=%所以，=%＜65%～70%，合適。對于浮閥塔可忽略不計。提餾段： 同精餾段: = =+++=。提餾段：同理可得=所以＞，合適。提餾段：① 過量霧沫夾帶線 令F=82%= m3/h②淹塔線 同精餾塔一樣，得到： a=107，b=，c=，d=103Vh=(－Lh2－103Lh2/3/107)③過量漏液線（氣相負(fù)荷下限線） m3/h④降液管超負(fù)荷線（液相負(fù)荷上限線）取停留時間t=4sLh=3600AdHT/t=3600502104⑤液相負(fù)荷下限線Lh=== m3/h 取Lh數(shù)值，計算出相應(yīng)的Vh，作出負(fù)荷性能圖。Lh39。提餾段：how =6mm。(4)降液管 ①底隙高h(yuǎn)b因為采用凹形受液盤，所以降液管底隙高h(yuǎn)b等于盤深，即。(3)塔板開孔率由適宜閥孔氣速求開孔率①精餾段 == =空塔氣速： = 4VS/= m/s 開孔率：=100％=%由《化工原理課程設(shè)計》第142頁附十圖查標(biāo)準(zhǔn)系列，%，浮閥個數(shù)為76。（三） 塔板的水力學(xué)校核（1）塔板壓降由前計算知，閥孔氣速u≈5m/s。E：液流收縮系數(shù)，此處取E=。所以，+=（液柱）檢驗：=1000/13600=＜6mmHg所以，T201提餾段設(shè)計基本合理。合適。：塔板上液面落差，m。 取相對泡沫密度ψ= =(+)= 可知滿足要求，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。精餾段：， 76==．所以=所以Foa=()=所以＞，合適。表516 T201精餾段負(fù)荷性能匯總，203035過量霧沫夾帶線，淹塔線，過量漏液線，液相負(fù)荷下限，降液管超負(fù)荷，Vh，m3/hM(3)Lh，m3/h (6)(6)(5)(5)(4)(4)(3)(2)(2)(1)(1) 圖57 T201精餾段負(fù)荷性能圖M點為操作點，操作線與邊界線兩交點的縱坐標(biāo)分別為=，=。 T301的設(shè)計與選型選用板式塔 塔徑的計算 （一）精餾段表518 T301精餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)表組分T=43℃ P=　合計正丁烷異戊烷正戊烷氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對分子質(zhì)量，M氣相平均分子質(zhì)量 M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)xi100 液相密度，kg/m3106xi/ρi103105103① 液相密度的計算：②氣相密度的計算：T201操作壓力P＜3atm，所以=③計算塔徑：由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K=液相摩爾流率：Lm=RD== 氣相摩爾流率：Vm=（R+1)D== kmol/h液相體積流率：Lh=LmM/L =氣相體積流率：Vh=VmM/g=取=450mm：取Ks=1，K= 則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax 則空塔氣速：u== 塔徑： 同理可做表：表519 T301精餾段塔徑數(shù)據(jù)HT,mumax,m/sU,m/sD,m圓整,mD2HT,m3450500600