【正文】 0D’W’物料衡算：以100kg/h為基準(zhǔn)進(jìn)料，則；；解得：D’=，W’=根據(jù)表37，以100kg/h為進(jìn)料基準(zhǔn)時(shí)，算得的最終塔頂和塔底的分布情況見表38。表39 脫甲烷塔物料衡算結(jié)果表：組分FiDiWikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXi氫氣000甲烷1031103乙烯1043104乙烷103000103丙烯104000104丙烷103000103C4103000103總計(jì)111CH4C2H4C2H6C3H6C3H8 C4 CH4C2H4C2H6C3H6C2H6C3H6C3H8C4脫乙烷塔圖33 脫乙烷塔物料衡算流程圖已知：%，釜液中乙烷含量≤%,則表310 脫乙烷塔的進(jìn)料、出料組成：組分aF（%）aD（%）aW（%）甲烷乙烯乙烷 ≤丙烯34．83丙烷C4，甲烷、乙烯為輕組分，乙烷為輕關(guān)鍵組分，丙烯為重關(guān)鍵組分，丙烷和C4為重組分。表312 最終物料在塔底塔頂?shù)姆植记闆r：組分進(jìn)料，F(xiàn)’塔頂，D’塔底，W’甲烷乙烯乙烷丙烯34．83103丙烷C4合計(jì)100由表312可得，（kg/h）時(shí)，塔頂和塔底的出料為：F=（kg/h）（其中F甲烷=（kg/h），F(xiàn)乙烯=（kg/h），F(xiàn)乙烷 =103（kg/h），F(xiàn)丙烯 =104（kg/h），F(xiàn)丙烷 =（kg/h），F(xiàn) C4 =（kg/h））D=%F==（kg/h）（其中D甲烷=（kg/h），D乙烯=（kg/h）D乙烷=（kg/h），D丙烯=（kg/h））W=FD==（kg/h）（其中W乙烷=（kg/h），W丙烯=（kg/h），W丙烷=（kg/h），W C4=（kg/h））脫乙烷塔總物料衡算結(jié)果見表313。C2H4C2H6C3H6C2H4C2H6C2H4C2H6C3H6乙烯精餾塔圖34 乙烯精餾塔物料衡算流程圖已知：%，釜液中乙烯含量≤%,則表314 脫乙烷塔的進(jìn)料、出料組成：組分aF（%）aD（%）aW（%）乙烯≤乙烷 丙烯、乙烷、丙烯的物性數(shù)據(jù)知，乙烯為輕關(guān)鍵組分，乙烷為重關(guān)鍵組分，丙烯為重組分。表316 最終物料在塔底塔頂?shù)姆植记闆r：組分進(jìn)料，F(xiàn)’塔頂，D’塔底，W’乙烯乙烷丙烯合計(jì)100由表316可得，（kg/h）時(shí)，塔頂和塔底的出料為：F=（kg/h）（其中F乙烯=（kg/h），F(xiàn)乙烷 =（kg/h），F(xiàn)丙烯 =（kg/h））D=%F==（kg/h）（其中D乙烯=（kg/h）D乙烷=（kg/h））W=FD==（kg/h）（其中W乙烯=（kg/h），W乙烷=（kg/h），W丙烯=（kg/h））乙烯精餾塔總物料衡算結(jié)果見表317。又丙烯精餾塔的進(jìn)料中乙烷只占有極小的比例，故略去不記；為簡易計(jì)算，重組分C4餾分僅以正丁烷計(jì)。采用清晰分割法計(jì)算塔頂和塔底各組分的分布情況，見表319：表319 物料在塔底塔頂?shù)姆植记闆r：組分進(jìn)料，F(xiàn)’塔頂，D’塔底，W’C3H6’’C3H8’’C4H10（正）―合計(jì)100D’W’物料衡算：以100kg/h為基準(zhǔn)進(jìn)料，則；；解得：D’= kg/h，W’=根據(jù)表319，以100kg/h為進(jìn)料基準(zhǔn)時(shí)，算得的最終塔頂和塔底的分布情況見表320。表321 丙烯精餾塔物料衡算結(jié)果表：組分FiDiWikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXiC3H6C3H8C4H10（正）000總計(jì)1149．9511(一)溫度的確定①進(jìn)料溫度：操作壓強(qiáng)：P= =950kPa物料飽和液體進(jìn)料，故進(jìn)料的泡點(diǎn)溫度為進(jìn)料溫度。②塔頂露點(diǎn)溫度操作壓強(qiáng)：P= =950kPa同上，假設(shè)T=59℃ ，因?yàn)镻=570kPa，查PKT圖[5]得各組分的K值見下表：表43 各組分的K值組分yiKixi= yi ／Ki乙烯乙烷103103∑yi ／Ki =≈，故塔頂露點(diǎn)溫度為59℃。(二)最小回流比Rmin的確定①相對(duì)揮發(fā)度本設(shè)計(jì)以乙烯為輕關(guān)鍵組分A；乙烷為重關(guān)鍵組分B；丙烯為非重關(guān)鍵組分C；以重關(guān)鍵組分為基準(zhǔn)物，即=1。由恩特伍德公式：所以，試差解得θ=(三)實(shí)際回流比，則R===V=（R+1）D=（+1）=（kmol/h）L=RD==（kmol/h）(四)熱量衡算設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃，則塔頂：塔底：塔釜：查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)（有機(jī)卷）》[6]得：表45 液體比熱容數(shù)據(jù)表溫度℃CP(比熱容)乙烯J/molK丙烯KJ/K molK乙烷KJ/KgK595839表48 插值計(jì)算后汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol595839QFQVQRQDQAQWQ損QB乙烯精餾塔冷凝器再沸器圖41 乙烯精餾裝置熱量衡算流程圖QF：進(jìn)料液帶入的熱量；QV：塔頂蒸氣帶出的熱量；QD：塔頂產(chǎn)品帶走的熱量；QR：回流帶入的熱量；QA：冷凝器的熱負(fù)荷；QW：塔底產(chǎn)品帶出的熱量；QB：再沸器的熱負(fù)荷；Q損：再沸器的熱損失根據(jù)能量守衡：QV= QR+ QD+ QA則冷凝器的熱負(fù)荷：QA= QV QR QD(1)QV的計(jì)算(2)QD的計(jì)算(3)QR的計(jì)算(4)QA的計(jì)算QA= QV QR QD=107=107（KJ/h）(5)QF的計(jì)算(6)QW的計(jì)算(7)QB的計(jì)算設(shè)塔底熱損失10%，再沸器熱損失=將精餾塔與再沸器看作一個(gè)系統(tǒng)，Q進(jìn)= Q出，即QF+QR+QB=QV+QW+ Q損=QV+QWQFQR=107+107= 107（KJ/h），QB=107（KJ/h）107KJ/h，106KJ/h設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃，則塔頂：,進(jìn)料：,塔釜：，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)（有機(jī)卷）》[6]得：表49 液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃丙烯J/molK正丁烷KJ/KgK丙烷KJ/KgK20．9表412 插值計(jì)算后汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol20．9QFQVQRQDQAQWQ損QB丙烯精餾塔冷凝器再沸器圖42 丙烯精餾裝置熱量衡算流程圖QF：進(jìn)料液帶入的熱量；QV：塔頂蒸氣帶出的熱量；QD：塔頂產(chǎn)品帶走的熱量；QR：回流帶入的熱量；QA：冷凝器的熱負(fù)荷；QW：塔底產(chǎn)品帶出的熱量；QB：再沸器的熱負(fù)荷；Q損：再沸器的熱損失根據(jù)能量守衡：QV= QR+ QD+ QA則冷凝器的熱負(fù)荷：QA= QV QR QD(1)QV的計(jì)算(2)QD的計(jì)算(3)QR的計(jì)算(4)QA的計(jì)算QA= QV QR QD=106=107（KJ/h）(5)QF的計(jì)算(6)QW的計(jì)算(7)QB的計(jì)算設(shè)塔底熱損失10%，再沸器熱損失=將精餾塔與再沸器看作一個(gè)系統(tǒng)，Q進(jìn)= Q出，即QF+QR+QB=QV+QW+ Q損則=QV+QWQFQR=107+107=107（KJ/h），QB=107（KJ/h）107KJ/h，106KJ/h(一)操作條件與回流比查《基本有機(jī)化工工藝學(xué)》[4]得表131，以及本設(shè)計(jì)對(duì)乙烯精餾塔與丙烯精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算,得表413 塔的操作條件、相對(duì)揮發(fā)度與回流比分離塔關(guān)鍵組分操作條件 平均相對(duì)揮發(fā)度最小回流比輕重溫度，℃壓力 MPa塔頂塔釜脫甲烷塔甲烷乙烯966脫丙烷塔丙烷正丁烷470脫乙烷塔乙烷丙烯1276乙烯精餾塔乙烯乙烷5939丙烯精餾塔丙烯丙烷55泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，當(dāng)輕關(guān)鍵組分進(jìn)料組成xF與塔頂出料組成xD一定時(shí)，最小回流比Rmin隨揮發(fā)度的增大而減小。V=（R+1）D=（+1）=（kmol/h）L=RD==（kmol/h）V＇= V=（kmol/h）L＇= L+F=+=（kmol/h）(二)熱量衡算設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃，則塔頂：，塔釜： 其中，C4組分以正丁烷計(jì)，則查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)（無機(jī)卷）》[7]得：表414 氫氣的定壓比熱容壓強(qiáng)kPa溫度，K1502001000K10000K查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)（有機(jī)卷）》[6]得：表415 液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃甲烷KJ/KgK乙烷KJ/KgK丙烷KJ/KgK10080020其中，40℃K。K乙烯J/molK丙烯J/molK正丁烷KJ/KgQFQVQRQDQAQWQ損QB脫甲烷塔冷凝器再沸器QV＇QL＇圖43 脫甲烷精餾裝置熱量衡算流程圖QF：進(jìn)料液帶入的熱量；QV：塔頂蒸氣帶出的熱量；QD：塔頂產(chǎn)品帶走的熱量；QR：回流帶入的熱量；QA：冷凝器的熱負(fù)荷；QW：塔底產(chǎn)品帶出的熱量；QB：再沸器的熱負(fù)荷；Q損：再沸器的熱損失；QV＇：上升蒸汽帶出的熱量；QL＇：下降液體帶入再沸器的熱量根據(jù)能量守衡：QV= QR+ QD+ QA則冷凝器的熱負(fù)荷：QA= QV QR QD；QB+ QL＇= QV＇+ Q損+ QW 則再沸器的熱負(fù)荷：QB= QV＇+ Q損+ QW QL＇(1)QV的計(jì)算 (2)QD的計(jì)算(3)QR的計(jì)算(4)QA的計(jì)算QA= QV QR QD=106=106（KJ/h）(5)QW的計(jì)算 (6)QL＇的計(jì)算 (7)QV＇的計(jì)算 (8)QB的計(jì)算設(shè)塔底熱損失10%，再沸器熱損失=QB= QV＇+ Q損+ QW QL＇，即= QV＇ + QW QL＇=107+108=107（KJ/h）QB=107（KJ/h）107KJ/h，106KJ/h(9)QF的計(jì)算根據(jù)熱量衡算：QF+QR+ QV＇= QV + QL＇則QF = QV + QL＇ QR QV＇=107+107=107（KJ/h）V=（R+1）D=（+1）=（kmol/h）L=RD==（kmol/h）V＇= V=（kmol/h）L＇= L+F=+=（kmol/h）設(shè)基準(zhǔn)溫度為0℃，則塔頂：，塔釜： 其中，C4組分以正丁烷計(jì)，則查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)（有機(jī)卷）》[6]得：表419 甲烷、乙烯氣體的比定壓熱容CP(比熱容)溫度K甲烷J/molK250300350表420 液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃乙烯J/molK丙烯J/molK正丁烷KJ/KgK、K、 J/mol表422 插值計(jì)算后液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃