【正文】 組分 分子量 kg/h wt% kmol/h mol% XD 丙 02C 30 ?3C 42 03C 44 ? 100 100 25 丙烯塔塔釜的流量和組 成 組分 分子量 kg/h wt% kmol/h mol% Xw 丙 ?3C 42 03C 44 04iC 58 ?4iC 56 ? 100 100 ???％％＝丙丙丙 33 ?????CFDCXF XD％％＝丙丙丙丙 991000303 ???CFCWXF XW??? ????? 333 WCDCFC XWXDXF 19 3 丙烯精制裝置工藝條件的計(jì)算 脫乙烷塔工藝條件的確定 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)塔頂氣相冷凝溫度→確定塔頂壓力采用現(xiàn)場(chǎng)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 利用試差去求塔頂回流溫度即泡點(diǎn)溫度， 其公式如 下 ,若 說(shuō)明所設(shè)溫度偏高， ki 值太大，若 說(shuō)明溫度偏低， ki 值太小，經(jīng)反復(fù)假設(shè)溫度，并求出相應(yīng)的 kiyi直到足 為止，此時(shí)的溫度即泡點(diǎn)。 設(shè) t=30℃ P 塔頂 ＝ ，試差結(jié)果如下： 31 試差法求露點(diǎn)溫度 組分 02C ?3C 111 ???? ?? ci iici i Xky 1yi?? 1yi??1yi?＝ 20 yi ki Xi=yiki ? xi ∵ ? xi＝ ∴露點(diǎn)為 30℃ 塔頂溫度的計(jì)算 利用試差去求塔頂溫度即露點(diǎn)溫度 其公式 若 說(shuō)明所設(shè)溫度偏低， ki 值太小，若 說(shuō)明溫度偏高， ki 值太大，經(jīng)反復(fù)假設(shè)溫度，并求出相應(yīng)的 kixi 直到滿足 時(shí)的溫度即露點(diǎn)。 設(shè) t=38℃ P 塔頂 ＝ ，試差結(jié)果如下： 32 試差法求 塔頂溫度數(shù)據(jù)表 組分 02C ?3C yi xi Xi=yi/ki ? xi ≈ ∵ ? xi＝ ∴露點(diǎn)為 38℃ 塔底溫度的計(jì)算 利用試差法，求算塔釜溫度即泡點(diǎn)溫度，其公式如下 ,若 說(shuō)明所設(shè)溫度偏高， ki 值太大，若 1xi?? 1xi??1xi?＝11 1cciiiiiyX k??????1yi??1yi?＝111 ???? ?? ci iici i Xky 1yi?? 21 說(shuō)明溫度偏低， ki 值太小，經(jīng)反復(fù)假設(shè)溫度 ，并求出相應(yīng)的 kiyi 直到滿足 為止，此時(shí)的溫度即泡點(diǎn)。 假設(shè) t=78℃ P 釜 =，由《化工原理》中 P44 烴類 PTK 圖中查得 iK 及試差結(jié)果如下： 33試差法求塔釜溫度數(shù)據(jù)表 組分 02C ＝3C 03C 04iC ?4iC xi ki yi=kixi 1 104 103 104 ? yi ≈ ?? ?泡點(diǎn)為 78℃ 進(jìn)料溫度的計(jì)算 進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料，即為泡點(diǎn)進(jìn)料，同計(jì)算塔釜的溫度相同。 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(xiàng)目 數(shù)值說(shuō)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(chǎng)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(diǎn)：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(diǎn)為 56℃ 塔頂溫度的計(jì)算 露點(diǎn)：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(diǎn)為 56℃ 塔底溫度計(jì)算 泡點(diǎn)：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(diǎn)為 65℃ 進(jìn)料溫度的計(jì)算 由原始數(shù)據(jù)，進(jìn)料為飽和液進(jìn)料，即泡點(diǎn)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(xiàng)目 數(shù)值說(shuō)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(jì)算 最小回流比的計(jì)算 41脫乙烷塔的平均相對(duì)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(duì)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(duì)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(jì)算 最少理論板數(shù) Nmin 因?yàn)槊撘彝樗敳捎梅帜鳎? 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(shí)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(diǎn)進(jìn)料，由柯克布賴德經(jīng)驗(yàn)式 ?（ 2） ∴ ∴ （含塔釜再沸器與分凝器） （二）實(shí)際回流比的確定 回流比 R R＝ 4Rmin =4 = 實(shí)際塔板數(shù)的確定 實(shí)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(jì)算圖表》得： 002 ?c? ?＝c? ?c? ?ci? ??ci? 則 22 ????????? ????????????????? ?????????????????? ＝DhwiFih XXXXDWmn?mn131mn??? ??????? ? ?? 14mnnm ＝＝釜頂 ??? ttt? ? ???????????LFx ? 29 ∴ E0＝ = 考慮到實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值 E0＝ 40% ∴ Np= 進(jìn)料位置的確定 精餾段，提餾段實(shí)際數(shù) n180。 m180。 n180。 =n/=1/=3（塊） m180。＝ m/=13/=32(塊 ) （含塔釜再沸器與分凝器） 由 n180?？芍M(jìn)料板為上數(shù)第 3塊板。 脫乙烷塔選浮閥塔板，浮閥為 F1 型。 脫乙烷塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總 43 脫乙烷塔塔板 數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總 項(xiàng)目 數(shù)值說(shuō)明 備注 最小回流比 最少理論塔板數(shù) 理論塔板數(shù) 實(shí)際回流比 實(shí)際塔板數(shù) 進(jìn)料位置 11(塊 ) 12（塊） 35（塊） （塊）＝＝ 35%40140ENT 30 上數(shù)第 3塊板 丙烯精制塔塔板數(shù)的計(jì)算 最小回流比的計(jì)算 最小回流比 44 丙烯塔的平均相對(duì)揮發(fā)度 組分 塔頂 T=56℃ 進(jìn)料 t=℃ 塔釜 t=65℃ 平均相對(duì)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 1 04iC ?4iC 1 1 1 1 31 注：上表 中各組分的相對(duì)揮發(fā)度的求法： 首先由前面的計(jì)算知道了塔頂、塔釜及進(jìn)料溫度，又由原始數(shù)據(jù)知道了塔頂、塔釜和進(jìn)料壓力，這樣知道了相平衡常數(shù)便可求得任一組分的全塔平均相對(duì)揮發(fā)度 α i,事實(shí) k可按溫度和壓力在有關(guān)的書(shū)中查得。 如求 已知 t頂 ＝ t180。丙 ＝ 50℃，Ｐ＝ 則據(jù) t180。丙 和Ｐ 頂 查《化工原理》下冊(cè)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(duì)揮發(fā)度，見(jiàn)上表。 由上表中全塔的平均相對(duì)揮發(fā)度用恩德伍德公式試差 （ 1） （ 2） 由進(jìn)料知 q＝ 1 （ 2）右邊＝ 0 設(shè)θ＝ 試差結(jié)果列于下表 45 試差法求回流比數(shù)據(jù)表 組分 02C ＝3C 03C 04iC ?4iC XFi α i 2． 975 1 ≈ 0 試差結(jié)果 ≈ 0 ∴θ可取 則 Rm＝ 最少理論塔板數(shù)的計(jì)算 最少理論板 Nm ∵丙烯精制塔塔頂采用全凝器，則芬斯克方程為如下形式： ??? qaiaixRmaiai