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正文內(nèi)容

年產(chǎn)10萬噸丙烯分離工段工藝設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-03 23:53 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 Xikg/hkmol/hXiC3H6C3H8C4H10(正)000總計1149.9511(一)溫度的確定①進(jìn)料溫度:操作壓強:P= =950kPa物料飽和液體進(jìn)料,故進(jìn)料的泡點溫度為進(jìn)料溫度。假設(shè)T=59℃ ,因為P=570kPa,查PKT圖[5]得各組分的K值見下表:表41 各組分的K值組分xiKiyi=Kixi乙烯乙烷丙烯105∑Kixi=≠,∑Kixi<1,說明所設(shè)溫度偏低,重設(shè)T=58℃,則各組分的K值見下表:表42 各組分的K值組分xiKiyi=Kixi乙烯乙烷丙烯105∑Kixi=≈,故泡點溫度即進(jìn)料溫度為58℃。②塔頂露點溫度操作壓強:P= =950kPa同上,假設(shè)T=59℃ ,因為P=570kPa,查PKT圖[5]得各組分的K值見下表:表43 各組分的K值組分yiKixi= yi /Ki乙烯乙烷103103∑yi /Ki =≈,故塔頂露點溫度為59℃。③塔底泡點溫度操作壓強:P= =950kPa同上,假設(shè)T=39℃ ,因為P=570kPa,查PKT圖[5]得各組分的K值見下表:表44 各組分的K值組分xiKiyi=Kixi乙烯乙烷丙烯11042105∑Kixi=≈,故塔底泡點溫度為39℃。(二)最小回流比Rmin的確定①相對揮發(fā)度本設(shè)計以乙烯為輕關(guān)鍵組分A;乙烷為重關(guān)鍵組分B;丙烯為非重關(guān)鍵組分C;以重關(guān)鍵組分為基準(zhǔn)物,即=1。塔頂:進(jìn)料:塔釜:全塔平均相對揮發(fā)度:②最小回流比Rmin本設(shè)計為泡點進(jìn)料,即飽和液體進(jìn)料,q=1。由恩特伍德公式:所以,試差解得θ=(三)實際回流比,則R===V=(R+1)D=(+1)=(kmol/h)L=RD==(kmol/h)(四)熱量衡算設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃,則塔頂:塔底:塔釜:查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(有機卷)》[6]得:表45 液體比熱容數(shù)據(jù)表溫度℃CP(比熱容)乙烯J/molK乙烷KJ/KgK丙烯KJ/K molK6040表46 汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol6040經(jīng)插值計算,得:表47 插值計算后液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃乙烯J/molK乙烷KJ/KgK丙烯KJ/KmolK595839表48 插值計算后汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol595839QFQVQRQDQAQWQ損QB乙烯精餾塔冷凝器再沸器圖41 乙烯精餾裝置熱量衡算流程圖QF:進(jìn)料液帶入的熱量;QV:塔頂蒸氣帶出的熱量;QD:塔頂產(chǎn)品帶走的熱量;QR:回流帶入的熱量;QA:冷凝器的熱負(fù)荷;QW:塔底產(chǎn)品帶出的熱量;QB:再沸器的熱負(fù)荷;Q損:再沸器的熱損失根據(jù)能量守衡:QV= QR+ QD+ QA則冷凝器的熱負(fù)荷:QA= QV QR QD(1)QV的計算(2)QD的計算(3)QR的計算(4)QA的計算QA= QV QR QD=107=107(KJ/h)(5)QF的計算(6)QW的計算(7)QB的計算設(shè)塔底熱損失10%,再沸器熱損失=將精餾塔與再沸器看作一個系統(tǒng),Q進(jìn)= Q出,即QF+QR+QB=QV+QW+ Q損=QV+QWQFQR=107+107= 107(KJ/h),QB=107(KJ/h)107KJ/h,106KJ/h設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃,則塔頂:,進(jìn)料:,塔釜:,查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(有機卷)》[6]得:表49 液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃丙烯J/molK丙烷KJ/KgK正丁烷KJ/KgK2040表410 汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol203040經(jīng)插值計算,得表411 插值計算后液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃丙烯J/molK丙烷KJ/KgK正丁烷KJ/KgK20.9表412 插值計算后汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol20.9QFQVQRQDQAQWQ損QB丙烯精餾塔冷凝器再沸器圖42 丙烯精餾裝置熱量衡算流程圖QF:進(jìn)料液帶入的熱量;QV:塔頂蒸氣帶出的熱量;QD:塔頂產(chǎn)品帶走的熱量;QR:回流帶入的熱量;QA:冷凝器的熱負(fù)荷;QW:塔底產(chǎn)品帶出的熱量;QB:再沸器的熱負(fù)荷;Q損:再沸器的熱損失根據(jù)能量守衡:QV= QR+ QD+ QA則冷凝器的熱負(fù)荷:QA= QV QR QD(1)QV的計算(2)QD的計算(3)QR的計算(4)QA的計算QA= QV QR QD=106=107(KJ/h)(5)QF的計算(6)QW的計算(7)QB的計算設(shè)塔底熱損失10%,再沸器熱損失=將精餾塔與再沸器看作一個系統(tǒng),Q進(jìn)= Q出,即QF+QR+QB=QV+QW+ Q損則=QV+QWQFQR=107+107=107(KJ/h),QB=107(KJ/h)107KJ/h,106KJ/h(一)操作條件與回流比查《基本有機化工工藝學(xué)》[4]得表131,以及本設(shè)計對乙烯精餾塔與丙烯精餾塔的設(shè)計計算,得表413 塔的操作條件、相對揮發(fā)度與回流比分離塔關(guān)鍵組分操作條件 平均相對揮發(fā)度最小回流比輕重溫度,℃壓力 MPa塔頂塔釜脫甲烷塔甲烷乙烯966脫丙烷塔丙烷正丁烷470脫乙烷塔乙烷丙烯1276乙烯精餾塔乙烯乙烷5939丙烯精餾塔丙烯丙烷55泡點進(jìn)料時,當(dāng)輕關(guān)鍵組分進(jìn)料組成xF與塔頂出料組成xD一定時,最小回流比Rmin隨揮發(fā)度的增大而減小。分析上表,本設(shè)計設(shè)定脫甲烷塔、脫丙烷塔、,各塔均泡點進(jìn)料。V=(R+1)D=(+1)=(kmol/h)L=RD==(kmol/h)V'= V=(kmol/h)L'= L+F=+=(kmol/h)(二)熱量衡算設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃,則塔頂:,塔釜: 其中,C4組分以正丁烷計,則查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(無機卷)》[7]得:表414 氫氣的定壓比熱容壓強kPa溫度,K1502001000KK10000KK查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(有機卷)》[6]得:表415 液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃甲烷KJ/KgK乙烯J/molK乙烷KJ/KgK丙烯J/molK丙烷KJ/KgK正丁烷KJ/KgK10080020其中,40℃K表416 汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃甲烷KJ/mol乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol10021.2780020其中,90℃經(jīng)插值計算,得,96℃條件下, KJ/KgK。表417 插值計算后液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃甲烷KJ/KgK乙烯J/molK乙烷KJ/KgK丙烯J/molK丙烷KJ/KgK正丁烷KJ/KgK966表418 插值計算后汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃甲烷KJ/mol乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol96622.25塔釜中料液帶出的甲烷含量極小,可略去不計。QFQVQRQDQAQWQ損QB脫甲烷塔冷凝器再沸器QV'QL'圖43 脫甲烷精餾裝置熱量衡算流程圖QF:進(jìn)料液帶入的熱量;QV:塔頂蒸氣帶出的熱量;QD:塔頂產(chǎn)品帶走的熱量;QR:回流帶入的熱量;QA:冷凝器的熱負(fù)荷;QW:塔底產(chǎn)品帶出的熱量;QB:再沸器的熱負(fù)荷;Q損:再沸器的熱損失;QV':上升蒸汽帶出的熱量;QL':下降液體帶入再沸器的熱量根據(jù)能量守衡:QV= QR+ QD+ QA則冷凝器的熱負(fù)荷:QA= QV QR QD;QB+ QL'= QV'+ Q損+ QW 則再沸器的熱負(fù)荷:QB= QV'+ Q損+ QW QL'(1)QV的計算 (2)QD的計算(3)QR的計算(4)QA的計算QA= QV QR QD=106=106(KJ/h)(5)QW的計算 (6)QL'的計算 (7)QV'的計算 (8)QB的計算設(shè)塔底熱損失10%,再沸器熱損失=QB= QV'+ Q損+ QW QL',即= QV' + QW QL'=107+108=107(KJ/h)QB=107(KJ/h)107KJ/h,106KJ/h(9)QF的計算根據(jù)熱量衡算:QF+QR+ QV'= QV + QL'則QF = QV + QL' QR QV'=107+107=107(KJ/h)V=(R+1)D=(+1)=(kmol/h)L=RD==(kmol/h)V'= V=(kmol/h)L'= L+F=+=(kmol/h)設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃,則塔頂:,塔釜: 其中,C4組分以正丁烷計,則查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(有機卷)》[6]得:表419 甲烷、乙烯氣體的比定壓熱容CP(比熱容)溫度K甲烷J/molK乙烯J/molK250300350表420 液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃乙烯J/molK乙烷KJ/KgK丙烯J/molK丙烷KJ/KgK正丁烷KJ/KgK2099.0306080其中,20℃與40℃K、K表421 汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol2006080經(jīng)插值計算,得,12℃條件下, J/molK、 J/molK。表422 插值計算后液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃乙烯J/molK乙烷KJ/KgK丙烯J/molK丙烷KJ/KgK正丁烷KJ/KgK1276表423 插值計算后汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃乙烯
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