年產(chǎn)68萬噸異丙醇裝置丙烯精制工段工藝設(shè)計(jì)脫乙烷塔部分(存儲版)
【正文】 塔板數(shù)的確定1．全塔效率全塔效率由下式計(jì)算。1．確定相對揮發(fā)度由pTk圖查得液相各組分的平衡常數(shù)，選取丙烷組分為基準(zhǔn)組分j，計(jì)算相對揮發(fā)度，詳見下表。 Rmin＝ R=() Rmin= =不同實(shí)際回流比下的理論板數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表。表411 丙烯塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目最 小回流比實(shí) 際回流比最少理論板數(shù)理論板數(shù)實(shí)際板數(shù)全塔效率進(jìn)料位置數(shù)值109015060%第27和29塊板 5 熱量衡算 脫乙烷塔熱量衡算熱量衡算示意圖見下圖?！芚iHi==104 kcal/h脫乙烷塔冷凝器的熱負(fù)荷：QC＝QV－QR－QD＝105 105 －104 ＝104＝104 =104 kJ/h丙烯塔熱量衡算示意圖見下圖圖52 丙烯塔熱量衡算示意圖熱量衡算式為：QF＋QB＋QR＝QV＋QW＋Q0QB＝QV＋QW＋Q0 －QF －QRQB—再沸器的熱負(fù)荷kcal/hQF—進(jìn)料帶入的熱量kcal/hQV—塔頂蒸氣帶出的熱量kcal/hQR—回流液帶入的熱量kcal/hQW—釜液帶出的熱量kcal/hQ0—向環(huán)境散失的熱量（取再沸器帶入熱量的10％）kcal/h基準(zhǔn)狀態(tài)：選－129℃飽和液體，即在此溫度下飽和液體的焓H－129℃＝0脫乙烷塔底的物料進(jìn)入丙烯塔，進(jìn)料溫度為44℃，進(jìn)料 kmol/h 表56 進(jìn)料帶入的熱量過程計(jì)算組 分Xi（mol%）Hi（kcal/kmol）XiHiC2C3=C3oiC4o∑100QF = F本次設(shè)計(jì)所得的主要工藝條件如下?！芚iHi==105 kcal/h丙烯塔冷凝器的熱負(fù)荷：QC＝QV－QR－QD＝106 －105＝105kcal/h＝105 =105kJ/h 結(jié) 論本設(shè)計(jì)首先根據(jù)原料的性質(zhì)和分離要求確定生產(chǎn)流程，然后進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和圖紙繪制。∑XiHi=18=105 kcal/hQ0 取QB的10％。將相關(guān)條件帶入方程可得：=[()()()2]=()=n/m=（或n/m=（） =）將n=n+m=Np=150解方程可得：精餾段塔板數(shù)n=提餾段塔板數(shù)m=進(jìn)料口取二個(gè)，分別是由上向下數(shù)的第27塊和第29塊板上。Rmin計(jì)算過程詳見下表。 脫乙烷塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總脫乙烷塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果見下表。式中 ——輕關(guān)鍵組分l、重關(guān)鍵組分h之間的相對揮發(fā)度，取塔頂、塔底的平均值；xl、xh——輕關(guān)鍵組分l、重關(guān)鍵組分h的摩爾分?jǐn)?shù)；下標(biāo)D、W——塔頂、塔底。 （A） （B）式中 xFi——組分i在進(jìn)料中的摩爾分?jǐn)?shù)；——組分i對基準(zhǔn)組分j的相對揮發(fā)度，取塔頂、塔釜條件下的平均值；q——原料的液化分率（飽和液相進(jìn)料q=1）；——方程（A）的根，且＞＞；xDi——組分在塔頂產(chǎn)品中的摩爾分?jǐn)?shù)；Rmin——最小回流比。，則塔頂壓力P頂＝；，則塔釜壓力P底＝；進(jìn)料口壓力取塔頂壓力和塔釜壓力的平均值故設(shè)進(jìn)料壓力P進(jìn)＝。表33 在塔底壓力下不同溫度的平衡常數(shù)計(jì)算過程及結(jié)果組分xi=xWiP=，設(shè)T=82℃P=，設(shè)T=84℃P=，設(shè)T=86℃kiyi= ki xikiyi= ki xikiyi= ki xiC2C3=C3oiC4o∑1當(dāng)塔底溫度86℃時(shí)，滿足歸一條件，平衡汽相組成之和=，故塔底溫度為86℃。若＞1說明所設(shè)溫度偏低，ki值太小，若＜1說明溫度偏高，ki值太大，經(jīng)反復(fù)假設(shè)溫度，并求出相應(yīng)的直到滿足為止，此時(shí)的溫度即露點(diǎn)。式中xA，xB，xC……xn均為已知，因此，在試差時(shí)，可先在泡點(diǎn)溫度，查出各組分在假設(shè)壓力下的K值，若＞1說明所設(shè)壓力偏高，ki值太小，若＜1說明壓力偏低，ki值太大，經(jīng)反復(fù)假設(shè)壓力，并求出相應(yīng)的kixi直到滿足為止，此時(shí)的壓力即泡點(diǎn)時(shí)回流罐的壓力。表24 塔頂及塔底的產(chǎn)品量及組成組分塔頂餾出液塔底釜液kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%kmol/hmol%C2C3=C3o0000iC4o0000∑100100100100 脫乙烷塔的物料平衡組分進(jìn)料塔頂餾出液塔底釜液kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%kmol/hmol%C2C3=C3o0000iC4o0000∑100100100100100100脫乙烷塔物料平衡數(shù)據(jù)見下表表25 脫乙烷塔物料平衡數(shù)據(jù) 丙烯塔的物料衡算 丙烯塔的進(jìn)料量及進(jìn)料組成丙烯塔以脫乙烷塔底物料為原料，進(jìn)行原料組成及流量的換算：原料的摩爾流量為 F=(kmol/h ) 原料各組分組成及流量見下表。流程安排有兩種，一種是相對揮發(fā)度遞減順序流程，另一種是對揮發(fā)度遞增順序流程，本設(shè)計(jì)采用相對揮發(fā)度遞減順序流程分離出丙烯。本文利用丙烯與硫酸起加成反應(yīng)，生成異丙基硫酸，后者水解生成異丙醇，%，%以上才可作異丙醇生產(chǎn)原料。 丙烯的性質(zhì)及用途丙烯常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體。物料衡算；丙烯精餾塔； Annual output of 98,000 tons refined isopropyl alcohol propylene Process Design Section Deethanizing TowerAbstractTitle I design production capacity is 98,000 tons annual output of isopropyl alcohol, started a period of 8,000 hours / year, material position of ethane, propylene, propane, butane, propylene is % in material, boiling point of each ponent and its relative volatility differences of degree of separation of each ponent. The design uses a multiponent distillation, the process by decreasing volatility program, process design the two towers that is, first isolated by deethane ethane tower, tower distillation top separated from the ethane , top of the propylene tower geit that propylene, the purity of %, and propylene as the product of a device to provide raw materials production and isopropanol, the bottom of the propane can be sold as a modity
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