【正文】 18 最少理論塔板數(shù)的計算 最少理論板數(shù)采用芬斯克方程計算。 Rmin 計算過程詳見下表。 再設(shè) ? =，計算結(jié)果詳見下表。 組成 xFi % ij? ij? xFi ???ij ????ij Fiijx 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 17 C2 C3= C3o iC4o ∑ 100 注：第二列數(shù)據(jù)見表 2。通過試差法計算 ? 值。 1．確定相對揮發(fā)度 由 pTk圖查得液相各組分的平衡常數(shù)， 選取 C3=組分為基準(zhǔn)組分 j，計算相對揮發(fā)度 ij? ，詳見下表。 丙 烯 塔操作條件匯總 丙 烯 塔操作條件見表 ： 表 9 丙 烯 塔操作條件 匯總表 項目 塔頂 進料 塔釜 回流 壓力（ MPa） 溫度（ ℃ ） 41 46 54 40 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 16 第 4 章 脫乙烷 塔 和丙烯塔塔 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 采用恩德伍德（ underwood）法計算最 小回流比。 組分 xi=xFi P=，設(shè) T=45℃ P=，設(shè) T=46℃ ki ki xi ki ki xi C2 C3= 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 15 C3o iC4o ∑ 注：第二列數(shù)據(jù)見表 4。 進料溫度的計算 脫丙烷 塔底的飽和液體靠自壓進入 異丁烯 塔，故 異丁烯 塔的進料狀態(tài)為飽和液體，進料溫度采用泡點方程計算。 組分 xi=xWi P=，設(shè) T=53℃ P=，設(shè) T=54℃ ki ki xi ki ki xi C3= C3o iC4o ∑ 注：第二列數(shù)據(jù)見表 4。 塔底溫度的計算 塔底為飽和液相，故應(yīng)采用泡點方程計算塔底溫 度 。 組分 yi = y1i =xDi P=，設(shè) T=50℃ P=，設(shè) T=43℃ ki iiky ki iiky C2 C3= C3o 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 14 ∑ 注：第二列數(shù)據(jù)見表 4。 塔頂溫度的計算 塔頂為飽和汽相，故應(yīng)采用露點方程計算塔頂溫度。 設(shè)塔頂?shù)交亓鞴薜膲毫Σ顬?，則塔頂壓力 P頂＝ ；塔頂?shù)剿獕毫禐?，則塔釜壓力 P底＝ ；進料口壓力取塔頂壓力和塔釜壓力的平均值，故設(shè)進料 壓力 P進＝ 。 組分 xi=xDi T=40℃ ，設(shè) P= T=40℃ ， 設(shè) P= ki ki xi ki ki xi C2 C3= 1 C3o ∑ 注：第二列數(shù)據(jù)見表 4。 iii xky ? ? ? ?? 1iii xky 式中 yi —— 任意組分 i在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)； 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 13 xi —— 任意組分 i在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)； ki —— 相平衡常數(shù)。 表 8 脫 乙 烷 塔操作條件 項目 塔頂 進料 塔釜 回流 壓力（ MPa） 3. 5 溫度（ ℃ ） 47 72 78 35 丙 烯塔工藝條件的確定 操作壓力的確定 塔頂采用水作冷卻劑，設(shè)水溫為 25℃ ，冷凝器冷凝液的出口溫度比水溫高 15℃ ，則回流罐中冷凝液的溫度為 40℃ 。 當(dāng) 進料 溫度為 72℃ 時， 滿足歸一條件， 平衡 汽 相組成之和 ? ? ≈1 ，故 進料 溫度為 72℃ 。 iii xky ? ? ?? 1iii xky 在進料壓力下， 假設(shè)泡點溫度， 由 pTk圖查得料液各組分的平衡常數(shù)，并進行相關(guān)計算如下表。 當(dāng)塔底溫度為 78℃ 時， 滿足歸一條件， 平衡 汽 相組成之和 ? ? ≈1 ，故塔 底 溫度為 78℃ 。 iii xky ? ? ? ?? 1iii xky 在塔底壓力下， 假設(shè)塔底泡點溫度， 由 pTk圖查得液 相各組分的平衡常數(shù)，計算過程及結(jié)果列表如下。 當(dāng)塔頂溫度為 47℃ 時， 滿足歸一條件， 平衡液相組成之和 ? ? =1，故塔頂溫度為 47℃ 。 在塔頂壓力下， 假設(shè)塔頂露點溫度， 由 pTk圖查得汽相各組分的平衡常數(shù)，計算過程及結(jié)果列表如下。 ? ? ???1iiiiiikyxkyx 式中 yi —— 任意組分 i在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)； xi —— 任意組分 i在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)； ki —— 相平衡常數(shù)。 回流溫度的確定 回流液溫度即為全凝器的冷凝溫度， T 回 ＝ 35℃ 。 當(dāng)回流罐壓力為 ， 滿足歸一條件： 平衡汽相組成之和 ?? iy ≈1 ，故回流罐壓力為 。 根據(jù)冷凝液的泡點，假設(shè)回流罐的壓力， 由 pTk圖查得液相各組分的平衡常數(shù)， 計算過程及結(jié)果列表如下。 脫乙烷塔的塔頂出料形式見右圖： 為塔頂?shù)谝粔K板上升的氣體組成；為 回流液體的組成；為脫乙烷頂?shù)漠a(chǎn)品組成。 表 7 丙 烯塔 物料平衡 匯總表 組分 進料 塔頂餾出液 塔底釜液 kg/h Wt% kmol/h mol% kg/h Wt% kmol/h mol% kg/h Wt% kmol/h mol% C2 0 0 0 0 C3= C3o iC4o 0 0 0 0 ∑ 100 100 100 100 100 100 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 9 第 3 章 脫乙烷塔和丙烯精制塔工藝條件的確定 脫 乙 烷塔工藝條件的確定 操作壓力的確定 塔頂采用水作冷卻劑，設(shè)水溫為 25℃ ，冷凝器冷凝液的出口溫度比水溫高 10℃ ，則回流罐中冷凝液的溫度為 35℃ 。 列全塔物料衡算式 =W+D +=D 解得： D=(kg/h) W= (kg/h) （ 2）求出塔頂及塔底的產(chǎn)品量及組成如下表。 表 5 丙烯 塔 進料中各組份的量及組成 組成 kg/h Wt% kmol/h mol% 摩爾質(zhì)量 (kg/kmol) C2 C3= C3o iC4o ∑ 100 100 丙烯 塔塔頂及塔底的流量及組成 選 丙烯 （ C3=）為輕關(guān)鍵組分， 丙 烷 （ C3o）為重關(guān)鍵組分， 根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，丙烷 （ C3o） 在 塔頂產(chǎn)品中的含量 ≯ %， 丙烯 （ C3=） 在塔底產(chǎn)品中的含量 ≯ %（ mol%）， 進行清晰分割物料衡算 ，物料衡算圖見圖 4。 表 3 塔頂及塔底的產(chǎn)品量及組成 組分 塔頂餾出液 塔底釜液 kg/h Wt% kmol/h mol% kg/h Wt% kmol/h mol% C2 70 C3= 30 C3o 0 0 0 0 iC4o 0 0 0 0 ∑ 100 100 100 100 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 6 脫 乙 烷塔 的 物料平衡 脫 乙 烷塔 物料平衡數(shù)據(jù)見表。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 5 圖 1 脫 乙 烷塔 物料衡算圖 （ 1） 計算塔頂餾出液量 D 和塔底釜液量 W 列于下表。 則： M= + + + =（ kg/kmol） 原料 的 摩爾流量 ： 2410 75 ??? MFF W ( kmol/h ) 其中 乙烷的摩爾流量 ： % 2 2 4 12 ???CF ( kmol/h ) 原料各組分組成及流量見下表。 則 ： 2111212%30 .07 73 .5 22 .6 30 .07 42 .08 44 .10 58 .12 1%WCW W W nnxMxx x xM M M?? ? ??? ? ?? 平均摩爾質(zhì)量 M： 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 4 平均摩爾質(zhì)量用下式計算。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 3 第 2 章 丙烯 精制 裝置的物料衡算 乙 烷 塔 的 物料衡算 脫乙烷塔的進料量及進料組成 ? ?W 10008000F ??? ? ? ?生 產(chǎn) 任 務(wù) 消 耗 定 額年 生 產(chǎn) 時 間 脫 乙 烷 塔 回 收 率 丙 烯 塔 回 收 率 進 料 丙 烯 濃 度 年處理量 15 萬噸，年工作時間 8000 小時，則原料 質(zhì)量流量 為 34 ???? ????F W （ kg/h） 計算示例： 以乙烷為例，進行原料組成及流 量的換算： 乙烷的質(zhì)量流量 ： 5 6% 2 2 4 12 ???WCF kg/h 乙烷的摩爾分?jǐn)?shù) ： 摩爾分?jǐn)?shù)與質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算關(guān)系如下式。丙烯精制 塔底餾分一部分經(jīng)塔底重沸器返回第一層塔板下，另一部分經(jīng)流量控制閥、流量計送產(chǎn)品罐區(qū)。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 2 丙烯精制工藝流程的敘述 來自氣分車間的碳三進入原料罐內(nèi)，罐中碳三經(jīng)脫乙烷塔進料泵再經(jīng)流量控制閥、原料預(yù)熱器預(yù)熱后由進入脫乙烷塔，采用精餾原理，對碳三中的碳二進行分離，塔頂餾分進入分凝器至回流罐，塔頂不凝器由回流罐頂經(jīng)控制閥進入高壓罐網(wǎng)，回流罐液體靠回流泵再經(jīng)控制閥打回塔頂，為塔盤提供液相介質(zhì)，塔底重沸器采用 蒸汽供熱，塔底一部分液相經(jīng)塔底重沸器返回第一層塔盤下，提供氣相介質(zhì)，另一部分作為丙烯精制塔進料靠兩塔之間壓差、經(jīng)流量控制閥壓入丙烯精制塔。其他組分在采出前要經(jīng)過多次汽化 和 冷凝 才能得到產(chǎn)品，能量（熱量和冷量）消耗大。 丙烯生產(chǎn)方法的確定 在基本有機化工生產(chǎn)過程中，按揮發(fā)度遞減的順序依次采出餾分的流程較為常見，因為各組分在采出之前只需一次汽化和冷凝，即可得到產(chǎn)品。 在化工生產(chǎn)中的地位： 丙烯是僅次于乙烯的一種重要有機石油化工基本原料 。 丙稀可做聚丙稀、異丙醇的原料，還可做腈綸、丙烯睛等 產(chǎn)品的原料，丙烯在我國的需要量很大，它是三大合成材料的重要原材料。易燃，爆炸極限為 2%11%。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 論文 目 錄 第 1章 概述 .................................................................. 1 丙烯的性質(zhì)及用途 ........................................................ 1 丙烯的來源及丙烯生產(chǎn)在化工生產(chǎn)中的地位 ................................... 1 丙烯生產(chǎn)方法的確定 ...................................................... 1 丙烯精制工藝流程的敘述 ................................................... 2 第 2章 丙烯精制裝置的物料衡算 ................................................. 3 ....................................................... 3 脫乙烷塔的進料量及進料組成 ........................................... 3 脫乙烷塔塔頂及塔底的流量及組成 ....................................... 4 脫乙烷塔的物料平衡 ................................................... 6 丙烯塔的物料衡算 ........................................................ 6 丙烯塔的進料量及進料組成 ............................................. 6 丙烯塔塔頂及塔底的流量及組成 ......................................... 6 丙烯塔的物料平衡 ..................................................... 8 第 3章 脫乙烷塔和丙烯精制塔工藝條件的確定 ..................................... 9 脫乙烷塔工藝條件的確定 ................................................... 9 操作壓力的確定 ..........................