【文章內(nèi)容簡介】 衡算進(jìn)料量/（㎏/h） 餾出流量/（㎏/h） 釜液量/（㎏/h）丙烯 丙烷 丁烷 0 共計 100 D +F=D+W =%?? 100=D+W或 =+ 100=D+W解得： W=㎏/h D==㎏/h 丙烷 XWC3H8= =%??項 目組 分5 / 43 丁烷 XWC4H10= =%??式中 F—原料液流量， ㎏ /h； D—塔頂產(chǎn)品（餾出液）流量，㎏/h； W—塔底產(chǎn)品（釜殘液）流量，㎏/h；XW—釜液中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換將質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算成摩爾分?jǐn)?shù)按下式計算： XA= CWBAWAMXM///?式中 XA—液相中 A 組分的摩爾分?jǐn)?shù)； MA、 MB、 MC—A、 B、 C 組分的摩爾分?jǐn)?shù)，㎏/kmol；XWA、 XWB 、 XWC—液相中 A、 B、 C 組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。各組分的相對分子質(zhì)量見表 3。表 3 各組分的相對分子質(zhì)量分 子 式 相對分子質(zhì)量丙烯 C3H6 丙烷 C3H8 丁烷 C4H10 丙烯進(jìn)料摩爾組成： XF C3H6= ?? =同理，計算得各組分的摩爾分?jǐn)?shù)如表 4 所示。表 4 各組分的摩爾分?jǐn)?shù)進(jìn) 料 塔 頂 產(chǎn) 品 塔 釜 液丙烯 丙烷 丁烷 0 共計 計算進(jìn)料量和塔底產(chǎn)品量 F=W+D FXF=DXD+WXW因為 D=7595㎏/h項 目組 分項 目組 分6 / 43所以 F=7595+W F=7595+W解得 W=㎏/h F=7595+=㎏/h式中 XF—原料液中易揮發(fā)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； XD—餾出液中易揮發(fā)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； XW—釜殘液中易揮發(fā)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 物料衡算計算結(jié)果見表 5表 5 物料衡算組 分 C3H6 C3H8 C4H10 共計相 對 分 質(zhì) 量 ㎏/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% 100Kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) /% 100㎏/h 0 7595質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% 0 100Kmol/h 0 摩爾分?jǐn)?shù) /% 0 100㎏/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% 100Kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) /% 100 塔溫的確定 確定進(jìn)料溫度 操作壓力為 P=（絕對壓力）。假設(shè)：泡點進(jìn)料，溫度為 45℃，依 T、P，得到平衡常數(shù) k 值 【10】因為 =≈1iXK?所以 確定進(jìn)料溫度為 45℃，進(jìn)料組成的 KiXi 值見表 6進(jìn) 料塔 頂塔 釜7 / 43表 6 進(jìn)料組成的 KiXi 值進(jìn) 料 Xi Ki KiXiC3H6 C3H8 C4H10 共計 確定塔頂溫度 假設(shè)：塔頂露點溫度為 44℃，同理得 k 值 【10】 。塔頂物料組成的 yi/ki 值見表 7。表 7 塔頂物料組成的 yi/ki 值塔 頂 物 料 xi≈yi ki =ikyxC3H6 C3H8 C4H10 0 0共計 因為 =≈1?iky所以 確定塔頂溫度為 44℃，塔頂物料組成的 yi/ki 值見表 7 確定塔釜溫度假設(shè)：塔釜溫度為 52℃，得 k 值 【10】 。因為 = 誤差超過 2%，說明假設(shè)溫度過高。iXK再假設(shè)：塔釜溫度為 51℃，得 k 值 【10】 。因為 =≈1i所以 確定塔釜溫度為 51℃，計算過程數(shù)據(jù)見表 表 9表 8 塔釜溫度計算過程數(shù)據(jù)（一）塔 釜 物 料 xi ki kixiC3H6C3H8C4H10共計表 9 塔釜溫度計算過程數(shù)據(jù)（二）塔 釜 物 料 xi ki kixiC3H6C3H8C4H10共計 塔板數(shù)的計算8 / 43 最小回流比的計算（1）求相對揮發(fā)度 αij66 頁式（718） 【1】 αij = = jixyjik丙烯 k44℃ = k51℃ = Ki= = =?514 ?丙烷 k44℃ = k51℃ = Ki= = =.丁烷 k44℃ = k51℃ =Kj= = =?514 .?其相對揮發(fā)度為αij = =?相對揮發(fā)度見表 10。表 10 相對揮發(fā)度組 分 k44℃ k51℃ ck?514αij丙烯丙烷丁烷1（2）求 θ 值87 頁式（739） 【1】 =1δ???niix1??式中 —組分 i 對某一參考組分的相對揮發(fā)度?？扇∷敗⑺膸缀纹骄祷蛴眠M(jìn)料泡i?點溫度下的相對揮發(fā)度； xi—進(jìn)料混合物中組分 i 的摩爾分?jǐn)?shù)； δ—進(jìn)料的液相分率； θ—滿足上式的根。 因為泡點進(jìn)料，故 δ= 則有9 / 43 ?????????? 整理得 178。+=0 解得 θ=（ 舍去）（3）求最小回流比87 頁式（740） 【1】 1min?????RxijDi?? minijiR =. ??????式中 —最小回流比；min xDi—餾出液中組分 i 的摩爾分?jǐn)?shù)。 計算最少理論板數(shù)塔頂丙烯丙烷的相對揮發(fā)度 ?D?塔釜丙烯丙烷的相對揮發(fā)度 2..W 168..136???D平 均90 頁式（742） 【1】 平 均?lg11min?????????????WhDxN= ..gmin ??????????????式中 —塔頂、塔底溫度下相對揮發(fā)度的幾何平均值；平 均?下標(biāo) h—分別代表輕、重關(guān)鍵組分； —最少理論塔板數(shù)。minN 塔板數(shù)和實際回流比的確定取回流比 R =15 由 依據(jù) 107 頁吉利蘭特圖得 【10】??? ???N解得實際塔板數(shù) N=10 / 43其余實際塔板數(shù)的確定見表 11.表 11 實際塔板數(shù)的確定R 1min??minNNT R 1min??minNN13141516 由上表可見，當(dāng) R=~15 之間時塔板數(shù)變化為最慢，所以 NT= 塊。取實際塔板數(shù) N=100 塊計算板效率，109 頁式（653） 【10】 ET= %.?N式中 ET—塔板效率； NT—理論塔板數(shù)，塊； N—實際塔板數(shù)，塊。 確定進(jìn)料位置依據(jù) 90 頁式（743） 【10】泡點進(jìn)料： lg ????????????? xN 1?sr解得 NS= 塊 Nr= 塊式中 Nr—精餾段塔板數(shù)，塊； Ns—提留段塔板數(shù)，塊。所以 進(jìn)料位置為從塔頂數(shù) 62 塊塔板數(shù)進(jìn)料。 全塔熱量衡算 冷卻器的熱量衡算按 31 頁式（627） 【1】 DHRQLVP))(1??? iVDyH??混 合 LLiLx)(混 合式中 QP —冷凝器的熱負(fù)荷， kcal/h； HVD —每千克塔頂蒸汽的焓， kcal/㎏； HLD —每千克塔頂液產(chǎn)品的焓，kcal/㎏； HVi —每千克氣相純組分 i 的焓，kcal/㎏；11 / 43 HLi —每千克液相純組分 i 的焓，kcal/ ㎏； —混合熱?；?合? （ ） V =0 （ ） L =0混 合H?混 合H?查 158~159 頁圖 104，圖 105 得 【2】 丙烯 HVi =㎏ HLi =㎏丙烷 HVi =㎏ HLi =29kcal/㎏ HVP =+= kcal/㎏ HLP =+29= kcal/㎏ QP=（R+1）D(H VD HLD)=(+1)7595（） = kcal/h = kJ/h710式中 HVP—每千克由冷凝器上升蒸汽的焓，kcal/㎏； HLP—每千克冷凝液的焓，kcal/ ㎏ 。 再沸器的熱量衡算依據(jù) 32 頁式（630） 【1】 ，再沸器熱損失忽略不計，得 QW =V＇H VW +W HLW L?m? = V＇(H VW HLW)式中 QW—再沸器的熱負(fù)荷， kcal/h； V＇—提餾段上升蒸汽的量，㎏/h； —提餾段下降液體的量，㎏/h；L? HVW —每千克由再沸器上升的蒸汽焓， kcal/㎏； HLW—每千克釜液的焓，kcal/ ㎏； —每千克在提餾段底層塔板 m 上的液體焓， kcal/㎏。mL?查 158~160 頁圖 104，圖 105，圖 106【2】 ，丙烯 HVi =㎏ HLi =㎏丙烷 HVi =102kcal/㎏ HLi =34kcal/㎏丁烷 HVi =㎏ HLi =㎏ HVW =+102+ = kcal/㎏ HLW =+34+ = kcal/㎏ QW =（R+1）D（）12 / 43 = kcal/h = kJ/h710 全塔熱量衡算依據(jù) 33 頁式（632） 【1】 損QWHDFQPLW???式中 —熱量損失，kcal/h；損 —每千克進(jìn)料的焓，kcal/㎏.FH丙烯 HVi =㎏ HLi =㎏丙烷 HVi =㎏ HLi =29kcal/㎏丁烷 HVi =108kcal/㎏ HLi =26k