【文章內(nèi)容簡介】 A進料組成及流量 表 10 原料抽余碳四的組成及各組分的流量 組分 分子量 質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg 質(zhì)量流量kg/h 摩爾分?jǐn)?shù)kmol/kmol 摩爾流量kmol/h 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二 烯 1， 3丁二烯 異丁烯 水 ∑ =47 76 69 kg / h w= 22 M =42 .08=47 76 69 0 00 46 52 2=8 2k g/ h=87 .12 42 .08 = 7k m ol / h= 7 33 9 =0 00 62????已知：質(zhì)量流量（異丁烯） . ， ， （丙烯）質(zhì)量流量（丙烯） . .摩爾流量（丙烯）摩爾流量（丙烯） （總摩爾流量） . 通過已知數(shù)據(jù)按比例計算新鮮甲醇中純甲醇流率為 表 11 工業(yè)甲醇的組成及流量 ： 名稱 摩爾流量kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù)kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 分子量 甲醇 水 18 其他 32 工業(yè)甲醇 =24 64 .67 kg / h w= 99 M =18=24 64 .67 0 00 08 99 = 7k g/ h= 7 18 = 1k m ol / h= 1 77 .05 =0 00 14????已知：質(zhì)量流量（甲醇） ， ， 水質(zhì)量流量（水） .摩爾流量（水）摩爾流量（水） （總摩爾流量） . 表 12 通過已知數(shù)據(jù)按比例 計算得混合甲醇流率為 kg/h 名稱 丙烯 丙烷 異丁烯 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯質(zhì)量流量k g / h 正戊烷 丙二烯 丁二烯 水 甲醇 其他 = = 2 9 7 2 3 6 k g /h 2 4 6 4 6 7 k g /h= 5 0 7 6 9 k g /h循環(huán)甲醇 混合甲醇 新鮮甲醇 . . . 則醇烯比為： ： 1 滿足設(shè)計要求 。 表 13 反應(yīng)器 A進料組成及流量（醇烯混合物的組成及流量） 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 水 甲醇 其他 ∑ q m = q m 1 + q m 2 ===摩爾流量運用公式： 總 摩爾分?jǐn)?shù)總摩爾流量質(zhì)量流量 質(zhì)量流量摩爾流量 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分子量 總質(zhì)量流量 其他雜質(zhì)含量可忽略不計 a） 反應(yīng)器一段反應(yīng)產(chǎn)物及循環(huán)物料的組成及流量： 主反應(yīng)方程式 : CH3 a CH3 ? ? CH3 ? C ? 2CH +CH3 OH ? CH3 ? C ? O ? CH3 ? CH3 副反應(yīng)方程式 : CH3 CH3 ? ? CH3 ? C ? 2CH + 2HO? CH3 ? C ? O ? CH3 ? CH3 異丁烯→二 .三異丁烯 已知異丁烯生成 MTBE 的選擇性為 99%，甲醇生成 MTBE 的選擇性為 100%. 一段反應(yīng)轉(zhuǎn)換率為 74%， 反應(yīng)的異丁烯為 : 85 .1 3 km ol / h 0. 74 = 63 .0 0 km ol / h? MTBE 產(chǎn)量為 : 85 .1 3 km ol / h 0. 74 0. 99 = 62 .3 7 km ol / h?? 由于生成 1mol 的 TBA需要 1mol 的水，所以生成 TBA 的量為 /kmol h 生 成二 .三異丁烯的量為 ： 2 ( 6 3 . 0 0 k m o l / h 6 2 . 3 7 k m o l / h 0 . 4 5 k m o l / h ) = 0 . 0 7 k m o l / h5 剩下的異丁烯流量為 : km ol / h (1 ) = km ol / h? 剩下的甲醇流量為 : km ol / h km ol / h = km ol / h? 表 14 反應(yīng)器一段出口反應(yīng)產(chǎn)物的組成及流量： 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE TBA 二 .三異丁烯 ∑ 計算方式同表 13 根據(jù)設(shè)計要求循環(huán)物 料的循環(huán)比控制范圍為 — 。所以取循環(huán)物料的循環(huán)比為 烯的量為 x,則 x x 2 2 .1 3=8 5 .1 3 0 .8 8 5 .1 3 (1 0 .8 )?? ? ? 解得 x= h 同理可得循環(huán)物料中含 MTBE 的量為 h ， 含甲醇的量為 h 表 15 則反應(yīng)器一段循環(huán)物料的組成及流量： 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE TBA 二 .三異丁烯 ∑ xx x 2 2 .1 3= : x = 1 7 .7 0 8 5 .1 3 0 .8 8 5 .1 3 ( 1 0 .8 )?? ? ?例子：設(shè)循環(huán)循環(huán)物料中含異丁烯的量為 解得同理其余組分計算方式與異丁烯同理，已知摩爾流量，可求質(zhì)量流量、摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù) b) 反應(yīng)器二段出口物料的組成及流量 到二段時異丁烯反應(yīng)轉(zhuǎn)換率達到 86% 反應(yīng)的異丁烯的量 : 85 .1 3 km ol / h 0. 86 = 73 .2 1 km ol / h? MTBE 產(chǎn)量為 : 85 .1 3 km ol / h 0. 86 0. 99 = 72 .4 8k m ol / h?? 二 .三異丁烯的產(chǎn)量為 : 2 ( 7 3 . 2 1 k m o l / h 7 2 . 4 8 k m o l / h 0 . 4 5 k m o l / h ) = 0 . 1 1 k m o l / h5 剩下的異丁烯流量為 : 85 .1 3 km ol / h (1 0. 86 ) = 11 .9 2 km ol / h? 甲醇流量為 : km ol / h ol / h = km ol / h? 表 16 反應(yīng)器二段出口物料的 組成及流量 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE TBA 二 .三異丁烯 ∑ 計算方式同表 13 根據(jù)設(shè)計要求循環(huán)物料的循環(huán)比控制范圍為 — 。所以取循環(huán)物料的循環(huán)比為 ,設(shè)循環(huán)循環(huán)物料中含異丁烯的量為 x,則 x x 1 1 .9 2=8 5 .1 3 0 .8 8 5 .1 3 (1 0 .8 )?? ? ? 解得 x= h 同理可得循環(huán)物料中含 MTBE 的量為 h ,含甲醇 的量為 h 表 17 則反應(yīng)器二段循環(huán)物料的組成及流量： 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE TBA 二 .三異丁烯 ∑ 計算方案同表 15 c) 反應(yīng)器三段出口物料組成及流量 到三段時異丁烯反應(yīng)轉(zhuǎn)換率達到 93% 反應(yīng)的異丁烯的量 85 .1 3 km ol / h 0. 93 = 79 .1 7 km ol / h? MTBE 產(chǎn)量為 85 .1 3 km ol / h 0. 93 0. 99 = 78 .3 8k m ol / h?? 二 .三異丁烯的產(chǎn)量 : 2 ( 7 9 . 1 7 k m o l / h 7 8 . 3 8 k m o l / h 0 . 4 5 k m o l / h ) = 0 . 1 4 k m o l / h5 ?? 剩下的異丁烯流量為 85 .1 3 km ol / h (1 0. 93 ) = 5. 96 km ol / h? 甲醇流量為 km ol / h ol / h = km ol / h? 表 18 反應(yīng)器三段出口物料組成及流量： 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE TBA 二 .三異丁烯 ∑ 計算方法同表 13 MTBE精餾塔物料衡算 根據(jù)設(shè)計要求：塔底甲醇 ≤ （ wt），二 .三異丁烯≤ （ wt） ，MTBE 精餾過程 MTBE 收率為 %，未反應(yīng)的異丁 烯全部從塔頂餾出， TBA 與二 .三異丁烯存在于成品 MTBE 中， 塔底 MTBE 的量為： 69 09 .2 0 kg / h 0. 98 5 68 05 .5 6 kg / h?? 塔底成品 MTBE 的量為： 68 05 .5 6k g / h 0. 98 69 44 .4 5 kg / h?? 塔底甲醇的量為 ： 6944 .45kg / h kg / h?? 塔底二 .三異丁烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： （滿足設(shè)計要求） 塔頂 MTBE 的量為： 6909 .