天津大學化工分離工程教案第7章習題和解答(參考版)
2025-01-18 02:44本頁面
【正文】 。由此可見，分離方案的取舍不僅取決于每個塔系本身能耗的高低，而且還取決于不同分離流程所引起的其他工藝部分能耗的變化。 我國上海石油化工股份公司從日本三菱公司引進的乙烯裝置就采用這種流程。 (a)根據(jù)探試規(guī)則（ 1），應(yīng)采用按沸點由低而高，逐個脫除輕組分的流程，即順序分離流程。 ①由于乙烯與乙烷和丙烯與丙烷兩個二元混合物中的兩組分間沸點差均很小，故這兩個二元系統(tǒng)是最難分離的混合物。通過催化加氫方法，還可將甲基乙炔和丙二烯轉(zhuǎn)化成為丙烯和丙烷，作為液化氣使用。用精餾方法達到這么高的純度是比較困難或不經(jīng)濟的，因此應(yīng)通過催化加氫使乙炔轉(zhuǎn)化成乙烯和乙烷。 解 ：（ 1）加氫方案 ASTM終沸點 205 0 C。 例 79附表1 裂解氣組成 組分 摩爾， % 組分 摩爾， % 甲烷 甲基乙炔 +丙二烯 乙烯 碳四 乙烷 碳五 乙炔 碳六 碳八 丙烯 燃料油 丙烷 其它 主要分離產(chǎn)品的規(guī)格為： ①高純度乙烯 乙烯：＞ % (mol)；乙炔：＜ 510 6 （ mol） ②高純度丙烯 丙烯 ＞99. 5% (mol)； 乙烯 ＜ 10 10 6 （ mol） ；乙炔 ＜ 1 10 6 （ mol） ； 甲基乙炔 +丙二烯 ＜ 5 10 6 （mol）。 [例79] 第一塔流率， kmol/h 第二塔流率， kmol/h 餾出液 釜液 餾出液 釜液 流程 (b) 流程 (c) 例 78 附圖 不同塔序的分離方案 與流程(c)相比，流程(b)的餾出液與釜液之比更接近于1，因此可認為流程(b)可能是較好的方案。根據(jù)沸點差及產(chǎn)品純度考慮，異丁烷和正丁烷之間分離要求最高，應(yīng)將其分離放在最后，故 (a)、(d)、(e)三種流程可不予考慮。 C 7 將一烴類混合物送入精餾裝置進行分離，各組分的流率為 組分 丙烷 異丁烷 正丁烷 戊烷 己烷 庚烷 合計 流率， kmol/h 10 10 10 10 10 10 60 要求產(chǎn)品的指標： 丙烷餾分——含丙烷94%（摩爾）；異丁烷餾分——含異丁烷94%（摩爾）； 正丁烷餾分——含丁烷94%（摩爾）；戊烷餾分——含戊烷以上94%（摩爾）； 試比較可行的分離方案。 [例78] 調(diào)優(yōu)合成法是以某個初始的流程為基礎(chǔ)，經(jīng)過一系列修正而合成接近最優(yōu)系統(tǒng)的方法。（7）進入低溫分離系統(tǒng)的組分盡量少。（6）有害組分應(yīng)先分。（5）進料中含量高的組分盡量提前分出。（4）回收率要求高的分離應(yīng)放在最后。（3）應(yīng)使每個塔的餾出液與釜液的摩爾流率盡量接近。（2）最難的分離應(yīng)放在塔序的最后。（1）按相對揮發(fā)度遞減的順序逐個從塔頂分離出各組分。到目前為止，探試規(guī)則僅適用于簡單清晰切割塔，即只有一個進料，兩個出料，進料組分只出現(xiàn)在一個出料中的精餾塔。 分離序列的確定常用方法：先用探試規(guī)則產(chǎn)生初始流程，再用調(diào)優(yōu)法加以改進。但隨著溫度降低，各異構(gòu)體變成固體后其分子形狀的差別比較顯著，故建議采用冷凍結(jié)晶分離。有鄰、間、對二甲苯混合物欲分離成純物質(zhì)，試根據(jù)其分子性質(zhì)選擇分離方法。 圖 712 按相對揮發(fā)度遞降順序分離產(chǎn)品的簡單精餾塔熱耦合(a) 兩簡單精餾塔的熱耦合 (b) 側(cè)線精餾塔 圖 713 按相對揮發(fā)度遞增順序分離產(chǎn)品的簡單精餾塔熱耦合(a) 兩簡單精餾塔的熱耦合 (b) 側(cè)線精餾塔 [例77]
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