產(chǎn)5萬(wàn)噸甲基叔丁基醚生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-03 07:30本頁(yè)面
【正文】 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 數(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 ∑ 根據(jù)設(shè)計(jì)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 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 24 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 ∑ 反應(yīng)器三段出口物料組成及流量 到三段時(shí)異丁烯反應(yīng)轉(zhuǎn)換率達(dá)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)量為 ： 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 摩爾分?jǐn)?shù) 質(zhì)量流量 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 25 kmol/h kmol/kmol kg/h 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 ∑ MTBE 精餾塔物料衡算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求：塔底甲醇 ≤ （ wt），二 .三異丁烯≤ （ wt， MTBE精餾過(guò)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求） 塔頂 MTBE 的量為： 6909 .20 kg / h 68 05 .56 kg / h 1 03 .64 kg / h?? 塔頂甲醇的量為： 461 .06 kg / h kg / h kg / h?? 已知精餾塔進(jìn)料組成和流量為反應(yīng)器出口物料的組成和流量 表 19 對(duì)精餾塔進(jìn) 行物料衡算列表如下： 名稱(chēng) 進(jìn)料 kg/h 質(zhì)量 分?jǐn)?shù) kg/kg 餾出液 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 釜液 kg/h 質(zhì)量 分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 26 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 ∑ 表 20 MTBE 精餾塔組分表 2： 名稱(chēng) 進(jìn)料 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 餾出液 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 釜液 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 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 ∑ 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 27 萃取塔物料衡算 根據(jù)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算得，萃取塔萃取水流量為 萃取水組成為： 水和甲醇 。 已知甲醇的流量 kg/h 純水的流量 295 kg h kg h = 294 kg h? 設(shè)計(jì)要求塔頂：甲醇含量≤ 水≤ （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 表 21 萃取塔進(jìn)料的物料組成及流量為： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 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 水 ∑ 根據(jù)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算 得： 塔頂出料總量為 kg/h 塔頂含甲醇： kg/ h =? 塔頂含水量： kg/ h =? 塔底含甲醇量： kg/ h 塔底含水量： 29 43 .7 9 kg / h 3. 98 kg / h= 29 39 .8 1k g/h 表 22 萃取塔塔釜出料的流量及組成： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 摩爾流量 摩爾分?jǐn)?shù) 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 28 kg/h kg/kg kmol/h kmol/kmol 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 水 ∑ 表 23 萃取塔塔頂出料的流量及組成： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 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 水 ∑ 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 29 回收塔物料衡算 回收塔設(shè)計(jì)要求： 塔釜甲醇含量 ≤ % 表 24 回收塔進(jìn)料組成及流量： 名稱(chēng) 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 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 水 ∑ 根據(jù)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算得： 塔底甲醇含量為 kg/h 塔頂甲醇含量為 kg/h =根據(jù)已知數(shù)據(jù)按比例計(jì)算得：塔頂水含量為 kg/h 表 25 回收塔組分表： 名稱(chēng) 進(jìn)料 塔頂 塔釜 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg 質(zhì)量流量kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg 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 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 30 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 甲醇 水 ∑ 熱量衡算 以下計(jì)算是以 250C 為基準(zhǔn) 計(jì)算。在某一溫度下某處的全部物料比熱容可以以平均植代替。其計(jì)算方法如下： 。 250C 下的比熱容分別取平均值。 Cp= ∑ iiCp x? 計(jì)算平均比熱容 Cp 。 一器一段循環(huán)冷卻器 E101 熱量衡算 一器一段循環(huán)冷卻器 E101 的簡(jiǎn)圖如下： Q3Q1 Q2 設(shè)計(jì)要求 E101 物料出口溫度為 055C 原料帶進(jìn)的熱量為： 001 1 1 1Q = G Cp t = 2 1 9 5 3 .9 7 k g h 2 .4 4 9 1 k J k g ( 1 0 C 2 5 C) = 8 0 6 5 1 2 .0 2 k J h? ? ? ? ? ? ? 回流液帶進(jìn)的熱量為： 002 2 2Q = G Cp t 2 = 2 1 9 5 3 .9 7 k g h 0 .8 2 .6 7 6 3 K J k g c ( 7 6 2 5 ) c = 2 3 9 7 2 2 0 .7 2 k J h? ? ? ? ? ? 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 31 混合液帶出的熱量為： 3 3 3 3 00Q = G C p t = 2 1 9 5 3 . 9 7 k g h 1 . 8 2 . 5 6 2 4 k J k g c ( 5 5 2 5 ) c = 3 0 3 7 7 6 2 . 0 5 k J h? ? ? ? ? ? 由熱量守衡原則： 3 1 2Q =Q (Q Q )? 所以水蒸汽帶進(jìn)的熱量為 : 3 2 1Q =Q Q Q = 144 705 kJ h?? 查得 29kg cm 的水蒸汽的汽化潛熱為 v= 203 0 kJ kg 所需水蒸汽的量為4 Q 1 4 4 7 0 5 3 . 3 5 k J hG = = = 7 1 0 . 0 0 k g hv 2 0 3 8 . 1 0 k J k g 一器一段熱量衡算 101R 一段簡(jiǎn)圖如下： Q3Q2Q4Q5 已知： a b c 異丁烯 ?? 10?? 甲醇 ? 0 MTBE ?? 0 設(shè)反應(yīng)溫度為 073C （ 346k） MTBE 比熱容： 2Cp = a bt c t = Cp Cp? ? ? ? ? ? 反生 成 物 2 4 2= 1 4 .9 6 7 1 9 .8 4 7 6 1 7 .3 3 4 7 0 .1 9 8 1 0 .0 9 6 7 1 .2 8 8 1 0 t ( 1 .1 5 0 4 1 0 ) t??? ? ? ? ?（ ） （ ） 重慶理工大學(xué)化學(xué)工藝設(shè)計(jì) 32 MTBE 生成焓： 346298 298h = h Cpdt? ? ? ?? 3 4 6 4 2298= 9 0 0 0
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