【正文】 對脫乙烷塔全塔作熱量衡算 衡算范圍如圖 32所示 由圖可知： Q 進(jìn) ＝ Q 出 即： Q1+ Q3 + Q5 = Q2 + Q4 而： 其中： Wi—— 質(zhì)量流量 kg/h ILi—— 某組分 i 單位質(zhì)量的液相焓 Kcal/kg Q1—— 進(jìn)脫乙 烷塔的熱量 Kcal/ h 進(jìn)料溫度 60＝乙t? ℃， P 進(jìn) ＝ 29atm,查《化工工藝設(shè)計手冊》得知如下數(shù)據(jù)： ? ? 4 5 2 6 ) (31 ???????? Cny ?CK ? ? ?? Y ??CK ? ? ??? Y? ? 3 31 020202 1 ??? ?cc kyx ????? ?cc xx?? ?? 511 i Lii IWQkgKcalILC /19002 ?kgKcalI CL /1173 ?＝kgKcalI CL / ?kgKcalI CLi /10404 ?kgKcalI CLi /1074 ?＝? ? 3321 ?????? ?cc kyx 38 則 Q1＝ ＝ ? 190+? 117+? +? 104+? 107 Q1＝ kg/h 同理，根據(jù)進(jìn)出塔的物料的溫度和壓力分別求出 Q2 Q3 Q4 Q5 見表 52 Q2求法列表 組分 02C ?3C ? ? hkgyMVW inii /,1???? kgKcalI iV /, 182 170 kgKcalIW iVi /,? hK calIWQ i LCi i /,2 12 ?? ?? 注： 上表中 V—— 脫乙烷塔精餾段上升蒸汽摩爾質(zhì)量 Kmol/h V=(R+1)D=(+1) =Mi—— i 組分的摩爾質(zhì)量 kg/Kmol Ivi—— i 組分的單位質(zhì)量的氣相焓 Kcal/kg y(n+1)—— 脫乙烷塔精餾段上升蒸汽 i組分的摩爾分率 53 Q3值求法列表 組分 02C ?3C hkgXMLW iii /,回??? kgKcalI iLD /, 175 95 kgKcalIW iLDi /,? ???? ??????? 4404040303330202 LCiCLCiCLCCLCCLCC IWIWIWIWIW 39 ?? ?? 213 i iLi IWQ 回 注： 上表中 L—— 脫乙烷塔精餾段回流液的干摩爾流量 Kmol/h L＝ VD== Kmol/h IL 回 i—— i 組分單位質(zhì)量回流液的焓 Kcal/kg X 回 i—— 回流液中組分 i 的摩爾分率 54 Q4值求法列表 組分 02C ?3C 03C 04iC ?4iC hkgWi /, kgKcalI iV /, 198 127 112 114 kgKcalIW iVi /,? ?? ?? 514 i LCi iIWQ 進(jìn)入衡算范圍的熱量 Q 進(jìn) ＝ Q1+Q3+Q5 帶出衡算范圍的熱量 Q 出 ＝ Q2+Q4 Q 進(jìn) ＝ Q 出 即： Q1+Q3+Q5＝ Q2+Q4 則： Q5＝ Q2+Q4 Q1Q3 Q5＝ += Kcal/h iDiinii kxkyX ??回4 9 3 7 020202 ???cDcc kxX 回333 ??? ???cDcc kxX 回 40 脫乙烷塔熱量衡算結(jié)果匯總 55 脫乙烷塔熱量衡算結(jié)果匯總 項目 數(shù)值說明 備注 Q1 Kcal/h Q2 Kcal/h Q3 Kcal/h Q4 Kcal/h 丙烯精制塔熱量衡算 全凝器的熱量衡算 全凝器的熱量衡算 （ 1）全器的熱負(fù)荷 Q 冷 由 34 圖Ⅱ所示的衡算范圍得： Q1＝ Q3+ Q 冷 +Q2 則： Q 冷 ＝ Q1Q2Q3＝ ＝ kcal/h 考慮到安全系數(shù) ξ ＝ 41 則： Q 冷 ＝ ＝ kcal/h （ 2）全凝器冷卻水（循環(huán)水）的用量 Wc 因為循環(huán)水的溫度由 28℃ ?? ?? 上升 56℃ 則 再沸器的熱量衡算 對丙烯精制塔再沸器的熱量衡算 （ 1）再沸器的熱負(fù)荷 QB QB＝ Q5ξ＝ ＝ （ 2）加熱介質(zhì)消耗量 因為加熱介質(zhì)在再沸器中只發(fā)生相變 則： IB1IB2＝Δ H（ IB IB2分別為進(jìn)出再沸器加熱介質(zhì)的焓） hTttC QWc )2856(1 1 5 0 2 5 8)( 21pc ?????? 冷 由于進(jìn)再沸器的蒸汽壓 9kg/cm2，由《化工工藝設(shè)計手冊》上冊 P174查得，在相變溫度為 174℃時的相變熱 ΔН＝ ， 則： Wh＝ QB/Δ H= 全塔熱量衡算 42 衡 算范圍 求出 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 據(jù)進(jìn)料溫度 ＝丙t?? ℃ P 進(jìn) ＝ 查《化工工藝設(shè)計手冊》得 ILi(組分：單位質(zhì)量的液相焓 )如下： 而 ＝ ? 190+? 105+? +? 97+? 100 ＝ （ Kcal/h） 同理，求出 Q1 Q2 Q3 Q4分別見下表 35；表 36；表 37和表 38 56 求 Q1值列表 組分 02C ?3C 03C ? ? hkgyMVW inii /,1???? kgKcalI iV /, 185 170 kgKcalIW iVi /,? 。 ξ＝ ＝ kcal/h （ 2）加熱介質(zhì)消耗量 Wh 因加熱介質(zhì)在加熱過程中只發(fā)生相變，即：由 174℃的蒸汽→ 174℃的水。 ξ＝ ＝ kcal/h （ 2）加熱介質(zhì)消耗量 Wh 因加熱介質(zhì)在加熱過程中只發(fā)生相變，即：由 174℃的蒸汽→ 174℃的水。丙 和Ｐ 頂 查《化工原理》下冊Ｐ 44 “烴類的 PTK 列線圖”可得 K 02C ＝ 選擇 i ＝4C 的揮發(fā)度為基準(zhǔn)揮發(fā)度，又知： ＝4KiC ＝ 則 ＝ 同理，求得其它各組分的相對揮發(fā)度，見上表。 如求 已知 t頂 ＝ t180。 脫乙烷塔選浮閥塔板，浮閥為 F1 型。＝ m/=13/=32(塊 ) （含塔釜再沸器與分凝器） 由 n180。 n180。 設(shè) t=66℃ P 進(jìn)料 ＝ ，試差結(jié)果如下： 34 試差法求進(jìn)料溫度數(shù)據(jù)表 組分 02C ＝3C 03C 04iC ?4iC xi ki yi=kixi 103 104 ? yi ≈ ∵ ? yi＝ ∴進(jìn)料溫度為 66℃ 22 脫乙烷塔操作條件匯總 35脫乙烷塔操作條件匯總 項目 數(shù)值說明 備注 塔頂壓力： 進(jìn)料壓力： 塔釜壓力： 回流溫度 塔頂溫度 塔底溫度 進(jìn)料溫度 30℃ 38℃ 78℃ 66℃ 丙烯精制塔工藝條件確定 操作壓力的確定 塔頂冷凝器采用新鮮汞為冷劑，溫度 15℃，則由物料與冷劑溫差，設(shè)塔頂氣 23 相冷凝溫度→確定塔頂壓力采用現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)： 塔頂壓力： 進(jìn)料壓力： 塔釜壓力： 回流溫度的確定 泡點：公式為 設(shè) t=56℃ P 回 ＝ ，試差結(jié)果如下： 36試差法求回流溫度數(shù)據(jù)表 組分 XDi yi= ki xDi ? yi 1 ∵ ? yi＝ ∴即泡點為 56℃ 塔頂溫度的計算 露點：公式為 設(shè) t=56℃ P 塔 頂 ＝ ，試差結(jié)果如下： 111 ???? ?? cici kiyi111 ???? ?? cici kiXiyi 24 37試差法求塔頂溫度數(shù)據(jù)表 組分 02C ＝3C 03C yDi ki X(θ +1)i=yDi/ki ? Xi ? ∵ ? Xi= ∴露點為 56℃ 塔底溫度計算 泡點：公式為 設(shè) t=65℃ P 塔釜 ＝ ，試差結(jié)果如下： 38試差法求塔釜溫度數(shù)據(jù)表 組分 ?3C 03C 04iC ?4iC xwi ki 1 yi= ki xwi ? yi ? ∵ ? yi＝ ∴即泡點為 65℃ 進(jìn)料溫度的計算 由原始數(shù)據(jù)，進(jìn)料為飽和液進(jìn)料，即泡點進(jìn)料， P 進(jìn)料 ＝ 設(shè) t=℃由《化工原理》中 P44 烴類 PTK 圖圖得 ki 及 試差結(jié)果如下： 39 試差法求進(jìn)料溫度數(shù)據(jù)表 組分 02C ＝3C 03C 04iC ?4iC XFi ki YFi=kiXFi 111 ???? ?? cici kiXiyi 25 ? yi ∵ ? yi＝ ∴進(jìn)料溫度為 ℃ 丙烯精制塔操作條件匯總 310 丙烯精制塔操作條件匯總 項目 數(shù)值說明 備注 塔頂壓力 進(jìn)料壓力 塔釜壓力 回流溫度 塔頂溫度 塔底溫度 進(jìn)料溫度 56℃ 56℃ 65℃ ℃ 26 4 塔板數(shù)的確定 脫乙烷塔塔板數(shù)的計算 最小回流比的計算 41脫乙烷塔的平均相對揮發(fā)度 組分 塔頂 P= T=38℃ 進(jìn)料 t=66℃ p=29atm 塔釜 t=78℃ p= 平均相對揮發(fā)度 ki α 頂 i ki α 進(jìn) ki α 釜 α i=( α 頂 α 頂 i α 釜 )1/3 02C ?3C 03C 04iC ?4iC 1 1 1 1 依據(jù)上表中的平均相對揮發(fā)度用恩德伍德公式求 Rmin （ 1） （ 2） 由進(jìn)料知 q＝ 1 取θ＝ 42試差結(jié)果列于下表 組分 02C ＝3C 03C 04iC ?4iC XFi xi 1 ≈ 0 (2)公式右邊＝ 0 試差結(jié)果 ≈ 0 ∴θ可取 ??? qaiaixRaiaixciFiciDi??????????11min11???? ?CI i Fiiaxa1 ? 27 最少理論塔板數(shù)的計算 最少理論板數(shù) Nmin 因為脫乙烷塔塔頂采用分凝器： 由芬斯克方程 而 ∴ Nmin = （不含塔釜再沸器與分凝器） 理論塔板數(shù)和實際 回流比的確定 （一）理論塔板數(shù)的確定 ： 由 ??????R RmR ???T mTN NN? ? ? ? ＝＝釜頂 ?? LhLhlh aaa? ? ???????? ???????????? 28 求得 NT＝ 12（塊） （不含塔釜再沸器與分凝器） ，提餾段的理論板數(shù) n,m N+2=m+n ????? (1)其中包括塔釜與分凝器 由于泡點進(jìn)料，由柯克布賴德經(jīng)驗式 ?（ 2） ∴ ∴ （含塔釜再沸器與分凝器） （二）實際回流比的確定 回流比 R R＝ 4Rmin =4 = 實際塔板數(shù)的確定 實際塔板數(shù) Np E0=∑ xFμ L 而全塔的平均溫度： ℃ 查《石油化工工藝計算圖表》得： 002 ?c? ?＝c? ?c? ?ci? ??ci? 則 22 ????????? ????????