【正文】 ② 環(huán)氧乙烷吸收塔吸收率（ %） 氮?dú)猓? 氬氣： 氧氣： 甲 烷： 乙烯： 乙烷： 二氧化碳： 環(huán)氧乙烷： 乙醛： 100 水： 乙二醇： 100 ③ 混合器物料衡算圖 10 圖 混合器物料衡算圖 the map of the mixer material balance ④ 計(jì)算過程 計(jì)算新鮮乙烯原料的量 [6] ?? 設(shè) 計(jì) 任 務(wù)新 鮮 乙 烯 原 料 中 乙 烯 的 物 質(zhì) 的 量 = 開 工 率 環(huán) 氧 乙 烷 的 摩 爾 質(zhì) 量 環(huán) 氧 乙 烷 的 收 率 6 1 0 0 0 0 1 0 0 0 5 6 7 . 5 0 6 0 k m o l /h8 0 0 0 4 4 . 0 5 2 4 3 0 %???? 5 6 7 . 5 0 6 0 0 . 0 5 % 0 . 2 8 4 2 k m o l / h9 9 . 8 5 %? ? ?新 鮮 乙 烯 原 料 中 甲 烷 的 量 5 6 7 . 5 0 6 0 0 . 1 % 0 . 5 6 8 4 k m o l / h9 9 . 8 5 %? ? ?新 鮮 乙 烯 原 料 中 甲 烷 的 量 新鮮乙烯原料的量 =新鮮乙烯原料中乙烯的量 +新鮮乙烯原料中甲烷的量 +新鮮乙烯原料中乙烷的量 即： 2F 56 7. 50 60 0. 28 42 0. 52 10 56 8. 31 12 km ol / h? ? ? ? 反應(yīng)器的進(jìn)料量為 MF；新鮮甲烷原料量為 F3；針對(duì)混合器列甲烷和乙烯的物料衡算方程得： 反應(yīng)器進(jìn)料的乙烯量 =循環(huán)氣中乙烯的量 +新鮮乙烯原料中乙烯的量 +新鮮甲烷原料中乙烯的量 ? ? ? ? ? ? 3M F 3 0 % M F 3 0 % 1 1 0 % 1 0 . 0 5 % 1 0 . 1 8 % 5 6 7 . 5 0 6 0 F 0 . 5 %? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 反 應(yīng)器進(jìn)料的甲烷量 =循環(huán)氣中甲烷的量 +新鮮乙烯原料中甲烷的量 +新鮮甲烷原料中甲烷的量 ? ? ? ?M F 5 0 % M F 5 0 % 1 0 . 0 0 0 1 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ? ? ? ++% 聯(lián)立以上兩式解得： MF=循環(huán)氣中環(huán)氧乙烷的量為 REO；進(jìn)反應(yīng)器中環(huán)氧乙烷的量為 MFEO；環(huán)氧乙烷的摩爾分率 yEO ；針對(duì)混合器列環(huán)氧乙烷的物料衡算方程得： 循環(huán)氣中環(huán)氧乙烷的量 =進(jìn)反應(yīng)器的環(huán)氧乙烷的量： 11 EO EO EO R MF MF y? ? ? 　 　 進(jìn)反應(yīng)器環(huán)氧乙烷的量： ? ? ? ? ? ?24E O E O C HM F M F y M F y 0 . 1 8 0 % 1 0 . 9 9 6 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 聯(lián)立以上兩式得： ? ? ? ?? ? ? ?24EOCH0 . 1 0 . 8 1 0 . 9 9 6 1 0 . 0 0 1 8M F yM F y 1 1 0 . 9 9 6 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? 解得： EOy ? 新鮮氧氣原料的量為 F1；針對(duì)混合器列氧氣的物料衡算方程得： 反 應(yīng) 器 進(jìn) 料 中 的 氧 氣 量 = 新 鮮 氧 氣 原 料 中 的 氧 氣 量 + 循 環(huán) 氣 中 的 氧 氣 量 2 2 2O 1 O OM F y F y R y ?? ? ? ? ? 循環(huán)氣中的氧氣量 =反應(yīng)器中的氧氣量 反應(yīng)消耗的氧氣量 氧氣的吸收量 氧氣的排放量 ? ? ? ?2 2 2 4 2 4O O C H C HR y M F y M F y 0 . 1 0 . 8 0 . 0 0 2 0 . 5 M F y 0 . 1 0 . 1 9 8 3 1 0 . 0 0 0 1??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ?1 ?? 即： ? ?? ? ? ? ?1M F 8 . 3 2 % F 9 9 . 8 % M F 8 . 3 2 % M F 3 0 % 0 . 1 0 . 8 0 . 0 0 2 0 . 5 M F3 0 % 0 . 1 0 . 1 9 8 3 1 0 . 0 0 0 1 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? 解得 F1=環(huán)氧乙烷吸收塔的二氧化碳的吸收率為2CO?；二氧化碳吸收塔二氧化碳的吸收率為2CO?? 針對(duì)混合器列二氧化碳的物料衡算方程得： 反應(yīng)器中的二氧化碳的量 =新鮮甲烷原料進(jìn)料中二氧化碳的量 +循環(huán)氣中的二氧 化碳的量： 2 2 2C O 3 C O C OM F y F y R y ?? ? ? ? ? 循環(huán)氣 中二氧化 碳的量 =反應(yīng)器中二氧化碳的量 +反應(yīng)生成的二氧化碳的量 環(huán)氧乙烷吸收塔吸收的二氧化碳量 排放量 二氧化碳吸收塔吸收的二氧化碳的量，即： ? ? ? ?2 2 2 4 2C O C O C H C OR y M F y M F y 0 . 1 0 . 1 9 8 2 1 0 . 0 0 1 8 1 ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 12 即： ? ?? ? 22C O 3 C OM F y F 0 . 6 % M F y M F 3 0 % 0 . 1 0 . 1 9 8 2 1 0 . 0 0 1 81 0 . 1 8??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? 解得：2COy= 新鮮乙烯原料量為 2F ；乙烷的吸收率為26CH?，針對(duì)混合器列乙烷的物料衡算方程得： 反應(yīng)器 中的乙烷的量 =新鮮乙烯原料中的乙烷的量 +循環(huán)氣中的乙烷的量， 2 6 2 6 2 6C H 2 C H C HM F y F y R y?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?1 0 . 0 0 0 0 2 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ?26CH循 環(huán) 氣 中 乙 烷 的 量 = M F y 即： ? ? ? ?1 0 . 0 0 0 0 2 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ? ? ?2 6 2 6C H C HM F y = 5 6 8 . 3 1 1 2 0 . 1 % + M F y 解得：26CHy ? 氮?dú)獾奈章蕿?N?；針對(duì)混合器列氮?dú)獾奈锪虾馑惴匠痰茫? 反應(yīng)器中的氮?dú)獾牧?=新鮮氧氣原料中氮?dú)獾牧?+新鮮甲烷原料中氮?dú)獾牧?+循環(huán)氣中氮?dú)獾牧? 2 2 2N 3 N NM F y y + F y + R y?? ??? ?? ? ? ?2N1=F ? ? ? ?2NM F y 1 1 0 . 0 0 1 8?? ? ? ? ?2N循 環(huán) 氣 中 氮 氣 的 量 = 即： ? ? ? ?22NNM F y = 5 5 6 . 1 3 9 2 0 . 0 0 5 % + 1 7 . 8 7 4 3 2 % + M F y 1 0 . 0 0 0 0 1 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ? ? ? ? 解得2Ny ? 氬氣的吸收率為 Ar? ，針對(duì)混合器列物料衡算方程得： ?反 應(yīng) 器 中 氬 氣 的 量 新 鮮 氧 氣 原 料 中 氬 氣 的 量 + 循 環(huán) 氣 中 氬 氣 的 量 A r 1 A r A rMF y =F y +R y?? ?? ? ? 即： ? ? ? ?A r A rM F y = 5 5 6 . 1 3 9 2 0 . 1 9 5 % + M F y 1 0 . 0 0 0 0 1 1 0 . 0 0 1 8? ? ? ? ? ? ? 解得： Ary = 13 水的吸收率2HO?；循環(huán)氣中水的摩爾分率為2HOy?，針對(duì)混合器列水的物料衡算方程得：循環(huán)氣中水的量 =反應(yīng)器中水的量 +反應(yīng)生成水的量 即： ? ? ? ?2 2 2 4 2H O H O C H H OM F y = M F y + M F y 0 . 1 0 . 1 9 8 2 1 1 0 . 0 0 1 8????? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 反應(yīng)器中水的摩爾分率： 2 4 2 4 2 2 2 6 2H O C H C H O C O C H N A r E Oy = 1 y y y y y y y y 1 0 . 5 0 . 3 0 . 0 8 3 2 0 . 0 5 0 . 0 1 680 . 0 1 1 2 0 . 0 3 2 3 0 . 0 0 0 1 0 . 0 0 6 4 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 又有： 1 2 3F F F R M F? ? ? ?，即 1 2 3R M F F F F? ? ? ? 解得： R 1 8 5 3 0 . 9 4 3 9 5 5 6 . 1 3 9 2 5 6 8 . 3 1 1 2 1 7 . 8 7 4 3 1 7 3 8 8 . 6192? ? ? ? ? 即： ? ? ? ? ? ?2HOR y = M F 0 . 0 0 6 4 M F 0 . 3 0 . 1 0 . 1 9 8 2 1 0 . 6 5 2 9 4 1 0 . 0 0 1 8?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 解得：2HOy ? ? 計(jì)算結(jié)果見表 表 混合器物料衡算結(jié)果表 the sheet for the result of mixer material balance 輸入物料 輸出物料 原料氧氣 原料乙烯 原料甲烷 循環(huán)氣 組分 摩爾流量kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) (%) 摩爾流量kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) (%) 摩爾流量kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) 摩爾流量kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) 摩爾流量kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) N2 76 29 Ar 50 95 O2 69 0 76 745 CH4 2 692 736 C2H4 60 .99.85 516 470 C2H6 15 99 CO2 99 71 C2H4O CH3CHO H2O 37 37 C2H6O2 合計(jì) 92 12 3 17388.6192 18530.9913 反應(yīng)器 (R101) ① 反應(yīng)器的物料衡算圖 14 圖 反應(yīng)器物料衡算圖 tha map of the reactor material balance ② 對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行物料衡算： 反應(yīng)器出口乙烯的量 ? ?24CHM F y 1? ? ? ? 乙 烯 的 單 程 轉(zhuǎn) 化 率 ? ?1 8 5 3 0 .9 4 3 9 0 .3 1 1 0 %? ? ? ? ol / h? 反應(yīng)器出口環(huán)氧乙烷的量 24CH= M F y M F y? ? ? ? EO乙 烯 的 單 程 轉(zhuǎn) 化 率 環(huán) 氧 乙 烷 的 選 擇 性 + 1 8 5 3 0 . 9 4 3 9 0 . 3 1 0 % 8 0 % 1 8 5 3 0 . 9 4 3 9 0 . 0 0 0 1? ? ? ? ? ? =反應(yīng)器出口二氧化碳的量 2 4 2C H CO= M F y 2 + M F y1 8 5 3 0 .9 4 3 9 0 .3 1 0 % 1 9 .8 % 2 1 8 5 3 0 .9 4 3 9 0 .0 51 1 4 6 .6 9 4 8 k m o l / h? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??乙 烯 的 單 程 轉(zhuǎn) 化 率 二 氧 化 碳 的 選 擇 性 反應(yīng)器出口乙醛的量 24CH= MF y= 18 53 0. 94 39 0. 3 10 % 0. 2%= 1. 11 19 km ol / h? ? ?? ? ?乙 烯 的 單 程 轉(zhuǎn) 化 率 乙 醛 的 選 擇 性 反應(yīng)器出口水的量 2 2 4H O C H= M F y + M F y 21 8 5 3 0 .9 4 3 9 0 .0 0 6 4 1 8 5 3 0 .9 4 3 9 0 .3 1 0 % 1 9 .8 % 23 3 8 .7 4 5 7 k m o l /h? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??乙 烯 的 單 程 轉(zhuǎn) 化 率 二 氧 化 碳 的 選 擇 性 反應(yīng)器出口氧氣的量 15 2 2 4 2 424O C H C HCH= M F y M F y 0 . 5 M F y0 . 5 M F y3? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??乙 烯 單 程 轉(zhuǎn) 化 率 環(huán) 氧 乙 烷 的 選 擇 性乙 烯 的 單 程