50000噸MTBE計(jì)算說明書

1、目錄摘 要 3Abstract41 物料衡算 51.1 全車間的物料衡算 51.2 R-101 物料衡算 51.3 產(chǎn)品精餾塔物料衡算 71.4 萃取塔物料衡算 81.5 甲醇回收塔物料衡算 92 能量衡算 92.1 根底數(shù)據(jù) 92.2 E-101 熱量衡算 11 2.3R-101 熱量衡算 122.4 E-104 熱量衡算 132.5 E-105 熱量衡算 142.6 T-0101 熱量衡算 142.7 E-108 熱量衡算 153 反響器工藝設(shè)計(jì) 163.1 反響器一段 163.2 反響器二段物料衡算表 173.3 反響器三段物料衡算 183.4 反響器各段熱量衡算 193.4.1 根底數(shù)

2、據(jù) 19一段熱量衡算19二段熱量衡算19三段熱量衡算193.5 反響器各段的密度的計(jì)算 203.5.1 R-101 一段平均密度 213.5.2 R-101 二段平均密度 213.5.3 R-101 三段平均密度 21223.6 催化劑用量與床層高度的設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.1 根底數(shù)據(jù)和公式 223.6.2 催化劑各段的填充體積 223.6.3 反響器直徑確實(shí)定 233.6.4 反響器高度的計(jì)算 264 精餾塔的工藝設(shè)計(jì) 274.1 物料平衡 274.2 各局部溫度的計(jì)算 274.2.1 物性參考的計(jì)算 274.2.2 各局部溫度的計(jì)算 294.3 回流比和理論塔板數(shù) 314.3.1 回流比的計(jì)算

3、314.3.2 最小回流比的計(jì)算 324.3.3 最小理論板數(shù) 324.4 進(jìn)料位置 334.5 塔高和塔徑的計(jì)算 344.6 氣液負(fù)荷計(jì)算 365 設(shè)備計(jì)算與選型 375.1 換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 375.1.1 根本條件與數(shù)據(jù) 385.1.2 設(shè)計(jì)方案 385.1.3 物性數(shù)據(jù) 385.1.4 計(jì)算總傳熱系數(shù) 395.1.5 計(jì)算傳熱面積 405.1.6 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 405.2 換熱器的校核 425.2.1 熱量校核 42445.2.2 換熱器的流動(dòng)阻力校核5.3 泵的選型 455.4 進(jìn)口管路阻力 465.5 出口管路阻力計(jì)算 475.6 全管路阻力計(jì)算 486 經(jīng)濟(jì)分析 496.1 流動(dòng)

4、資金的估算 496.2 本錢估算 496.3 稅金和利潤 517 結(jié)論 52參考文獻(xiàn) 53附錄I 54附表 154附表 255附表 357附表 459附表 561附表 663 附錄n 65 泡點(diǎn)溫度計(jì)算程序框圖 65摘要化學(xué)工業(yè)在我國開展十分迅速，MTBE作為汽油添加劑，主要作用是提高汽 油的辛烷值， 是大宗化工產(chǎn)品中很重要的產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)是依據(jù)本學(xué)院即化學(xué)與制 藥工程學(xué)院下達(dá)的任務(wù)書，模擬中國石油石化公司有機(jī)合成廠原有的MTBE裝置的工藝過程設(shè)計(jì)而成的。本裝置為年產(chǎn) 5萬噸甲基叔丁基醚裝置， 以吉化 104廠抽余碳四與工業(yè)甲醇 為原料，合成MTBE本裝置年生產(chǎn)時(shí)間7200小時(shí)，平均生產(chǎn)1噸M

5、TBE需要原 料混合碳四 1.4373 噸，工業(yè)甲醇 379.1 千克甲醇過量，醇烯比 1.1 ：1。本 設(shè)計(jì)主要是設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算物料衡算、 熱量衡算、 工藝參數(shù)的選定、 設(shè) 備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝尺寸的計(jì)算、輔助設(shè)備的選型、工藝流程圖的繪制等容。 關(guān)鍵詞：物料衡算 ;熱量衡算 ;設(shè)備工藝設(shè)計(jì)；工藝流程圖AbstractChemical industry in China is developing very quickly,MTBE is gasoline additive,the main function is to improve the octane of the gasoline,

6、it is the important product in the commodity chemicals.The design is based on the college n amely school of chemical and pharmaceutical engin eeri ng of project,simulation in petrochina jilinpetrochemical companyorganicsyn thesis of the orig inal MTBE device desig ned process.This device for 50000 t

7、ons of methyl ether device-p-tertbutyl-calix,JiHua 104 with the carb on and in dustrial raw materials for four metha nol syn thesis, MTBE.The annual producti on time 7200 hours device, Average producti on 1 ton to smokemore carb on materials MTBE four plus 1.4373 ton s(Isobutyle ne,i ndustrial metha

8、 nol conv ersi on379.1 kilograms (propyle ne glycol, metha nol excessive tha n 1.1: 1).Thedesig n is desig n calculati on of mainly equipme nt process,i nclud ing the materialbala nee calculati ons, heat bala nee calculati ons,processparameter selecti on, equipme nt structure desig n, process of the

9、 size of the calculati on, auxiliary equipme nt select ion, process flow diagram of the draw, etc.Key word: material balanee calculations;heatbalanee calculation;processequipme nt desig n;process flow diagram1.1全車間的物料衡算1物料衡算350000 型 6944.44kg/h 7200M6944.4478.78kmol / h88.15表1產(chǎn)品指標(biāo)等級(jí)名稱合格品一級(jí)品m/m m/mMT

10、BE甲醇叔丁醇98.0%98.7%0.6%0.3%0.7%0.5%每小時(shí)MTBEI勺量MP 6944.44 0.9876854.16kg/h反響器生成的純MTBE勺量P 6854.16/88.1577.76kmol/h進(jìn)入反響器的異丁烯的量"7 "7 7 dM 79.34kmol/h0.99 0.99M 79.34 56.104450.91kg/h進(jìn)入反響器的甲醇的量醇烯比1.1:1N 79.34 1.187.27kmol/hN 87.27 32.042796.26kg /h1.2 R-101 物料衡算原料進(jìn)入反響器的摩爾流量和質(zhì)量流量。異丁烯進(jìn)料量 M 79.34kmol

11、 /h 4450.90kg/h再由各物質(zhì)的組成和摩爾質(zhì)量可分別算得各物質(zhì)摩爾流量和質(zhì)量流量正丁烯為例:正丁烯的進(jìn)料量44.9679 34,x152.94kmol /h 2969.96kg /h原料甲醇的甲醇含量為99.2%純甲醇摩爾流量 N 87.7kmol/h 2796.26kg/h原料甲醇中水的含量為0.8%水的流量 99.28727,x1 0.7kmol /h 12.67kg/h0.8x-i：總反響總轉(zhuǎn)化率為99%異丁烯選那么性為99%甲醇進(jìn)料量 N 79.34kmol/h 1.187.27kmol /h 2796.26kg /h表2原料組成名稱進(jìn)料量摩爾分?jǐn)?shù)%質(zhì)量分?jǐn)?shù)(m/m)%摩爾質(zhì)

12、量Kg/kmolkmol/hKg/h異丁烯79.344450.9128.1432.3656.101-丁烯52.942969.9618.7721.5956.10丁二烯0.1910.480.070.0854.00止烷33.161923.1811.7613.9858.00碳三0.146.290.050.0544.00碳五0.021.050.010.0172.002- 丁烯28.231583.9810.0111.5256.10甲醇87.272796.2630.9520.3332.04水0.7012.670.250.0918.00合計(jì)281.9913754.78異丁烯的總轉(zhuǎn)化量79.34kmol/h 0

13、.9272.99kmol /h72.99kmol /h 56.104087.44kg/h轉(zhuǎn)化為MTBE所需異丁烯的量72.99kmol/h 0.9972.26kmol /h72.26kmol /h 56.104053.79kg/h生成TBA的反響方程式CH3CH2=CCH3+ H2OIH3CCOHCH3CH30.7kmol/h 的 H2O可生成 0.7kmol/h 的 TBA所以轉(zhuǎn)化為TBA所需異丁烯的量=0.7mol/h生成副產(chǎn)物所需異丁烯的量：79.34 (1 0.99) 0.79kmol/h轉(zhuǎn)化為二三異丁烯所需異丁烯的量：0.79 0.7 0.09kmol / h 5.04kg/h生成M

14、TBEl勺反響方程式：CH3ICH2=j-CH3 + CH3OH H3CCOCH3CH3CH3生成 MTBEfc為 79.34 0.99 0.9272.26kmol/h6369.97kg/h生成叔丁醇的摩爾流量0.7kmol / h叔丁醇的質(zhì)量流量=0.7 74 51.87kg/h2生成二三異丁烯的量0.09 - 0.0036kmol/h50.0036kmol /h 1405.04kg / h剩余異丁烯的量：79.34 (1 0.92) 6.38kmol/h 357.92kg/h反響掉的甲醇的量：因?yàn)榧状寂c異丁烯按1:1反響，所以甲醇用量和異丁烯用 量相同，即反響掉的甲醇的量為79.34 0.

15、92 0.9972.26kmol/h剩余甲醇流量：87.27 72.26 15.01kmol/h480.92kg/h水全部反響生成叔丁醇。計(jì)算結(jié)果見附表1反響器物料衡算表1.3產(chǎn)品精餾塔物料衡算要求：MTB產(chǎn)品含量 98.7%塔底甲醇 0.6%(m/n)，二三異丁烯 0.5%(m/m);MTBE 精餾過程MTBE攵率為98.5%;MTBE 精餾過程MTB戰(zhàn)失為0.5%。未反響的異丁烯全部從塔頂餾出，TBA與二三異丁烯存在于成品MTB沖塔釜 MTBE勺量 79.34 0.99 0.99 (1 0.5%)77.76kmol/h6854.64kg/h6854 64 塔底成品MTBEl勺量6959.0

16、3kg/h0.985塔底甲醇的量 6959.03 0.3%20.88kg/h 0.65kmol/h塔底二，三異丁烯的量0.07%6959.03塔頂 MTBE勺量 6854.64 0.5%32.27kg/h塔頂甲醇的量87.27 79.34 0.99 0.99 0.65 8.86kmol / h 283.84kg/h計(jì)算結(jié)果見附表2產(chǎn)品MTB0精餾塔物料衡算表1.4萃取塔物料衡算設(shè)計(jì)要求塔頂：甲醇含量0.04% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)，水 0.03% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)異丁烯、MTB陪頂采出，塔釜?dú)堃褐刑妓恼歼M(jìn)料的 0.1%，萃取塔萃取水流量 2100kg/h萃取水由水和甲醇組成甲醇的流量 283.84kg/h純水的流

17、量 2100 283.841816.16kg/h100.90 kmol/h塔頂含甲醇量 8.89kmol/h 0.5%0.044kmol /h 1.419kg /h1.419kg/h0.02%0.04%6568.19kg/h塔釜含甲醇量 8.86kmol /h 0.995 8.82kmol / h 282.46kg/h塔頂含水量 100.90 0.1% 0.10kmol /h 1.82kg/h1.82kg/h6568.19kg/h0.027%0.03%塔釜含水量 100.9kmol /h 0.999100.8kmol /h 1814.38kg/ h塔頂總出料量：1.419 1.82 (44.3

18、2 2969.96 10.48 1923.18 6.29 1.051583.98 32.27) 0.9996568.19kg/h塔釜總出料量:282.46 100.90 0.999 18 (44.32 2969.96 10.48 1923.18 6.29 1.051583.98 32.27) 0.0012103.41kg/h其他碳四組分計(jì)算舉例：塔頂正丁烯的流量52.94 0.999 52.89kmol/h 2966.96kg/h塔釜正丁烯的流量52.94 0.001 0.053kmol / h 2.97kg/h計(jì)算結(jié)果見附表3萃取塔物料衡算表1.5甲醇回收塔物料衡算回收塔設(shè)計(jì)要求：塔釜甲醇含

19、量0.5%塔頂含甲醇量 8.82 0.981 8.65kmol/h 277.22kg/h377 ".3% g塔頂含水量100.8 0.002 0.2kmol/h 2.63kg/h塔底循環(huán)甲醇量=8.82x0.019=0.17kmol/h=5.37kg/h5370.29%0.5% 符合工藝要求1861.16 5.37塔釜含水量=100.8 0.998100.6kmol/h1810.77kg/h計(jì)算結(jié)果見附表4甲醇回收塔物料衡算表2能量衡算2.1根底數(shù)據(jù)根據(jù)進(jìn)出熱量平衡：即Q進(jìn)=0出，進(jìn)行熱量衡算Q G?CP? t1Cp :與25C下的平均比熱J/g CG :物料質(zhì)量kg；t : t-2

20、5 ;iCpXi ?Cp Xi，各組分質(zhì)量百分率 wt%100以下計(jì)算是以25C為基準(zhǔn)計(jì)算。再某一溫度下某處的全部物料比熱容可以以 平均值代替1. 查出該溫度下的所有組分的比熱容。2. 已查出25C下的比熱容分別取平均值3. 通過公式CPiCPi xi計(jì)算平均比熱容CPi各溫度下的平均比熱容CPi見表3表3個(gè)溫度下的平均比熱容 CPi，單位kJ/kgC 組分10C35 C49 C55 C60 C76 C78.6 C80 C89.8 C異丁烯2.39362.50192.52042.53975.61222.51972.62632.68451-丁烯2.56242.739412.74872.82033

21、.04893.07673.10123.1012丁二烯2.25982.38372.403Q2.42152.49122.49862.54082.5562止烷2.36512.475482.4892.50072.61342.63133.13822.6771碳三2.61222.847122.899Q2.94483.13613.15573.17293.3245碳五2.32912.417482.4322.44602.49492.49972.50392.53632- 丁烯2.20542.308452.32672.34222.40252.40852.41352.6638異丁烷2.44332.58742.6174

22、3.14242.74572.75622.76532.8397甲醇2.46102.53402.584112.6082.62892.70762.71542.72232.7752MTBE2.13702.203632.23182.25532.33522.21682.35492.3953叔丁醇2.67202.706682.7222.73542.78272.78622.79462.81974.18484.19634.1774.17934.18344.18564.18684.19333平均2.44572.21452.58692.5642.31012.68712.83442.61822.788682.2 E-

23、101熱量衡算E-101熱量衡算框圖見圖1C bB 7圖1 E0101熱量衡算框圖參考生產(chǎn)數(shù)據(jù)E-101物料出口溫度為55E原料帶進(jìn)的熱量為Q1 G?Cp1? t1 13754.78 2.5648 (10 25)529173.90kJ/h回流液帶進(jìn)的熱量Q2 0.8G?Cp2? t2 0.8 13754.78 2.6871 (76 25) 1507987.15kJ/h混合液帶出的熱量Q3 1.8G1 ?Cp3? t2 0.8 13754.78 2.6871 (55 25) 1905026.03kJ/h熱量平衡，即Q進(jìn)=0出所以水蒸汽帶進(jìn)的熱量Q Qa Q1 Q2 1905026.03 5291

24、73.90 1507987.15 926212.79kJ/h查得9kg/cm3的水蒸汽的汽化潛熱為v=2038.10kj/kg所需水蒸汽的量454.45kg/h廠 Q 926212.78G4V 2038.102.3R-101熱量衡算R-101熱量衡算見框圖2Q3卄 35"C卜Q反Q2.6化Q4 649TQ5圖2 R0101熱量衡算框圖反響溫度規(guī)定為60C 333K表4物料系數(shù)系數(shù)名稱abc異丁烯17.33472.288x10-21.1504x10-4甲醇-9.84760.09670MTBE-14.96710.19810Cp a bT+cT2Cp生成物-Cp反響物=(-14.9671+

25、9.8476-17.3347)+( 0.1981-0.0967-1.28810 2)T+(-1.150410 4)T2(22.4542 0.0885T 1.1504 10 4T2)dT333H 298298CpdT3339000298( 22.45420.0885T421.1504 10 T )dT9000 785.897 977.2613 401.19999209.84 Kcal / Kmol38497.13KJ / Kmol (MTBE ) q 436.72 KJ / Kg (MTBE)2.4 E-104熱量衡算圖3 E0104的熱量衡算框圖T-101B塔釜出料與T-101A塔頂進(jìn)料換熱T

26、-101B塔釜出料溫度為159.7 C,降為60 E進(jìn)料帶入的熱量Q1Q1 G?Cp1t1 13760.66 2.5869 (49 25) 854338.83kJ /h塔底出料帶走的熱量Q2Q2 G2?Cpt2 6989.16 2.5248 (159.7 25) 2376947.34kJ / h塔底出料帶走的熱量Q3Q3 G3?Cp3? t36898.16 2.3101 (60 25)557740.38kJ /h塔進(jìn)料帶入的熱量Q4 G?Cp4? t4 13760.66 2.6182 (80 25) 198154880kJ /hQ入=Q1+Q2854338.83 2345999.1 32312

27、86.17Q 損失=02Q 入=640067.99Q出 Q3 Q4 Q損失 557740.38 198154880 640067.99 317935717kJ/h2.5 E-105熱量衡算T-101 進(jìn)料經(jīng)E-105由80 C升溫至89.8 CQ1 G1 ?Cp1 ? t1 13760.66 2.6182 (80 25) 1981548.80kJ / hQ2 G2?Cp2? t2 13760.66 2.7886 (89.8 25) 2486568.88kJ/hQ Q2 Q1 248656888 1981548.80 505020.08kJ/h所需9kg/cm3的水蒸汽的量m505020.082

28、038.10247.79kg/h2.6 T-0101熱量衡算T-0101熱量衡算見框圖4圖4 T0101熱量衡算框圖規(guī)定回流比為1.2T-101 進(jìn)料經(jīng) E-105 有 80C升溫至 89.8 CE-107熱量衡算塔頂采出量6855.37kg/hQvGv ?Cpv ? tv Gm?(1.2 1)?Cpv ? tv6855.37 2.2 2.7886 (89.8 25)2725434.28kJ / hGn?CpNtNGN?(121) ?C pN ? tN6855.37 2.2 2.8344 (78.6 25)2291397.39kJ/hQr1.2QN2.2Qm1Qn2.21249853.12kJ

29、 /h1041544.27kJ /h塔底出料帶走熱量 QW Q22345999.10kJ/hQ進(jìn) 2486568.88kJ / hQb Qv Qw Qr Q 進(jìn)272534.28 2345999.10 1249853.12 2486569.88 1335011.38kJ/h所需 9kg/cm3 的水蒸汽的量 mB 加 1335011.38 655.03kg/h v 2038.1QC Qn Qv2725434.28 2291397.39'434036.89kJ/h冷卻水的進(jìn)口溫度為25r，出口溫度為35r25 r水的比熱容為4.170 kJ/(kg?C) , 35E水的比熱容為4.178

30、5 kJ/(kg?C)P 平均比熱容為：Cp1 4.1740 4.1785 4.1763kJ /(kg oC)2meQcCpx? t434036.894.1763 (35 25)10392.86 kg/h2.7 E-108熱量衡算E-108熱量衡算見框圖51'r'St 亠 1|-麗：/)11、/ 11L ,山 feO'C圖5 E0108熱量衡算圖MTBE成品經(jīng)E0108由60C冷卻至35CQ3G3?Cpr t36898.16 2.2145 (3525)152759.75kJ/hQ2G3?Cp2? t26898.16 2.3101 (6025)557740.38kJ /

31、hQ1Q2 Q3557740.38 152759.75 404980.63kJ/h冷卻水進(jìn)口溫度為25r，出口溫度為35Cmu404980.634.1763 (35 25)9697.11kg/h3反響器工藝設(shè)計(jì)3.1反響器一段：一段反響轉(zhuǎn)化率為65%異丁烯選擇性為99%循環(huán)比0.8剩下的異丁烯的量79.34 (1 0.65) 27.77kmol/h 1557.84kg/h設(shè)循環(huán)中的異丁烯xkmol/hx x 27 77 ,x 22.22kmol /h 1246.32kg /h 0.8 1.8進(jìn)入一段異丁烯的量：79.34 22.22101.56kmol /h5697.52kg/h轉(zhuǎn)化的異丁烯的

32、量:79.34 0.6551.57kmol /h2893.13kg/h轉(zhuǎn)化為TBA所需異丁烯的量因?yàn)镮molTBA/lmolO,加黑色這段水的轉(zhuǎn)化率為 100%0.7kmol/h 的 H2 O可生成 0.7kmol/h 的 TBA所以轉(zhuǎn)化為TBA所需異丁烯的量0.7kmol/h 39.27kg/h轉(zhuǎn)化為二三異丁烯所需異丁烯的量：生成副產(chǎn)物所需異丁烯的量79.34 (1 0.99) 0.79kmol/h 44.32 kg/h轉(zhuǎn)化為二三異丁烯所需異丁烯0.79 0.7 0.09kmol/h 5.05kg/h生成 MTBE勺量 79.34 0.65 0.9951.06kmol/h4500.52kg/

33、h叔丁醇的量0.7kmol/h 51.80kg/h生成二三異丁烯的量-0.09 0.036kmol /h 5.05kg/h5但用掉甲醇用量與異丁烯用量相同79.34 0.65 0.9951.06kmol/h2864.46kg/h剩余甲醇流量=87.27 51.06 36.21kmol/h1160.17kg/h設(shè)循環(huán)中的甲醇X kmol/hx x 36.21,x 28.97kmol/h928.20kg/h0.8 0.8 1設(shè)循環(huán)中MTBE勺勺xkmol/h0.8 51.0640.85kmol / h 3600.75kg /h循環(huán)中叔丁醇的量=0.8 0.7 0.56kmol /h 44.44kg

34、/h循環(huán)中二三異丁烯的量 =0.8 0.0360.029kmol/h4.06kg/h計(jì)算結(jié)果見附表5.1反響器一段物料衡算表3.2反響器二段物料衡算表二段轉(zhuǎn)化率為85%異丁烯選擇性為99%剩下異丁烯的量79.34 (1 0.85) 11.90kmol/h 667.65kg/h設(shè)循環(huán)中的異丁烯xkmol/hx x 11.90,x 9.52kmol/h 534.07kg/h0.8 1.8進(jìn)入二段異丁烯的量1513.33 534.07 2047.40 kg/h轉(zhuǎn)化的異丁烯的量79.34 (0.82 0.65) 15.87kmol/h 890.19kg/h二段生成 MTBE量 79.34 (0.82

35、0.65) 0.99 15.71kmol/h1384.95kg/h設(shè)循環(huán)中MTBE的xkmol/h x 15.71 37.26,x 53.54kmol /h 4719.57kg/h0.8 1.8反響掉的甲醇的量甲醇用量和異丁烯用量相同反響掉甲醇的量87.27 (0.82 0.65) 15.87kmol/h 508.47kg/h剩余甲醇流量 1160.17 508.47651.70kg/h 20.34kmol/h設(shè)循環(huán)中的甲醇xkmol/hx 20 34,x 16.27kmol/h520.70kg/h0.8 1.8二段生成二三異丁烯的量2= 79.34 (0.82 0.65) 0.010.063

36、kmol /h 8.82kg/h5轉(zhuǎn)化為叔丁醇的量為0kmol/h計(jì)算結(jié)果見附表5.2反響器二段物料衡算表3.3反響器三段物料衡算三段反響轉(zhuǎn)化率為92%異丁烯選擇性99%355.99 kg/h457.44kg/h6369.97kg/h剩下異丁烯的量=79.34 (1 0.92) 6.35kmol/h剩余甲醇流量=87.27 79.34 0.9214.28kmol/h生成 MTBE的量=79.34 0.92 0.9972.26kmol /h三段二三異丁烯的出料量0.02kmol/h 3.11kg/h79.34 (0.92 0.85) 0.01 -5轉(zhuǎn)化為叔丁醇的量為0kmol/h計(jì)算結(jié)果見附表5

37、.3反響器三段物料衡算表3.4反響器各段熱量衡算根底數(shù)據(jù)1. 各溫度下的物料比熱均為2.6631J/gC計(jì)2. 冷卻水入口溫度為25 C，出口溫度為35 C3. 處理量為 21746.27kg/h4. 反響熱取-38559.76 kJ / mol5. 令各段循環(huán)物料相等或相近3.4.2R-101 段熱量衡算Q進(jìn) G進(jìn)？Cp? t 13747.21 2.6631 1.8 (35 25)65898351kJ/hQ反 Q生？m(MTBE) 38559.76 51.06 1968861.34kJ/hQ出 Q 進(jìn) Q反 65898351 1968861.34 2627844.86kJ / hQ出 G出?

38、cp ? (t出-25),t 出色 252627844.8625 64.88oCG出？CP2.6631 1.8 13747.21 二段熱量衡算Q進(jìn) G進(jìn)？Cp? t 13747.21 2.6631 1.8 (55 25)1976950.53kJ /h38559.76 15.87611938.32kJ/hQ生1976950.53 61193832258888885kJ/hQ出G出 ? cp ? (t出-25),25 64.29oC亠 252588888-85G出？CP2.6631 1.8 13747.21三段熱量衡算Q進(jìn) G進(jìn)？Cp? t 13747.21 2.6631 1.8 (57 25)

39、2108747.23kJ/hQ反 Q生？m(MTBE) 38559.76 5.55 214153.19kJ/h2108747.23 2141531923229O042kJ/hQ出G出? cp ? (t出-25),25 60.25oC丄 252322900-42G出？CP2.6631 1.8 13747.213.5反響器各段的密度的計(jì)算R-101 一段進(jìn)口溫度35E，出口溫度為 64.39 CR-101二段進(jìn)口溫度55E，出口溫度為67.25 CR-101三段進(jìn)口溫度57E，出口溫度為60.50 C 各溫度下物料密度p g/cm3見表5由插法求得以60.25 C異丁烯為例：575560.2557

40、0.5396t/m330.54430.5472,xx 0.5443006 xy /in表5物料在不同溫度下的密度溫度35 r55 r57 r60.25 r64.29 r64.88 r名稱異丁烯0.57490.54720.54430.53960.53370.53291-丁烯0.60470.57880.57610.57170.56630.5655丁二烯0.59950.57410.57120.56650.56350.5627止烷0.56180.53710.53450.53030.52500.5243碳三0.48630.44410.43940.43180.42230.4209碳五0.78630.763

41、50.76110.75720.75230.75162- 丁烯0.57540.54860.54570.54100.53510.5343甲醇0.78890.76680.76450.76080.75610.7554MTBE0.72460.70270.70050.69690.69250.6918叔丁醇0.77780.75490.75210.74750.74190.7410水0.99400.98570.98470.98310.98110.98083.5.1 R-101 一段平均密度在溫度為35E下混合溶液的平均密度1X22.89%21.61%0.076%13.99%0.046%PmPi0.57490.6

42、0470.59950.56180.48630.0076%11.53%15.06%14.56%0.17%0.051% d1 600.78630.57540.78890.72460.77780.9940pm 0.624t/m3624.00kg / m3在溫度為64.39 C下混合溶液的平均密度1Xi11.02%21.64%0.076%14.01%0.046%PmPi0.53290.56550.56270.52430.42090.0076%11.53%8.45%32.76%0.37%0.75160.53430.75540.69180.74101 .666Pm 0.600t/m3 600.09kg/m

43、3一段平均密度=600.09 624.00612.04kg / m323.5.2 R-101 二段平均密度在溫度為55r下混合溶液的平均密度1Xj8.27%Pmpi0.54720.0076%11.52%21.61%0.076%0.57880.57416.80%37.26%13.99%0.046%0.53710.44410.76350.54860.76680.7027pm 0.616t/m3 616.74kg/m30.38%0.75491.6214在溫度為67.25 C下混合溶液的平均密度1人4.85%FmPi0.53370.0076%11.52%21.61%0.076%0.56630.5635

44、4.73%42.83%13.99%0.046%0.52500.42230.75230.53510.75610.6925pm 0.609t / m3 609.04kg / m30.37%0.74191.642二段平均密度=609.042616.74612.89kg / m33.5.3 R-101 三段平均密度在溫度57C下混合溶液的平均密度1Xi4.84%21.55%0.076%13.96%0.046%PmPi0.54430.57610.57120.53450.43940.0076%11.50%4.73%42.81%0.38%1 6150.76110.54570.76450.70050.7521

45、1 .6 15pm 0.619t/m3 619.03kg/m3在溫度為63.42 C下混合溶液的平均密度1Xi2.59%21.60%0.076%13.99%0.046%PmPi0.53960.57170.56650.53030.43180.0076%11.50%3.33%46.34%0.37%1 6190.75720.54100.76080.69690.74751 O 1pm 0.617t/m3617.76kg/m3三段平均密度=619.0617.76618.40kg/m33.6催化劑用量與床層高度的設(shè)計(jì)計(jì)算根底數(shù)據(jù)和公式1. 處理量為 13747.21kg/hV2. 計(jì)算催化劑填充體積公式

46、VR=( V:物料體積流率(m3/h )3.計(jì)算床層高度公式:從=為催化劑各段的填充體積G113747.21Pm1612.04G213747.21Pm2612.89G313747.21Pm3617.76V122.46m3/h322.25m /h322.43m / h363反響器直徑確實(shí)定選取卩=3.7 X 10 3m/s催化劑床層截面積AiVnV2nV3n36003.710 322.4336003.710 322.2536003.710 322.4621.671m1.684m21.687 m2反響器直徑由公式4AD=D14A4 1.6873.141.466mD24A：4 1.6843.141.

47、465mD34A4 1.671:3.141.459m反響器直徑圓整為D=1.5m校核空塔速度4A,a22.46A 1.523.1412.71m/h412.69m/h12.59m/h選取卩=0.001m/s催化劑床層截面積A122.46A23600 0.00122.436.24m26.23m23600 0.00122.253600 0.0016.18m2反響器直徑由公式D= 4A2.822.822.81反響器直徑圓整為D=3.6m校核空塔速度D222.46A 2.822 3.143.596m/ h43.591m/h3.588m/h選取卩=0.002m/s催化劑床層截面積22.463600 0.0

48、0222.433.12m23600 0.00222.253.12m23600 0.0023.09 m2反響器直徑由公式D=4A1.99D3反響器直徑圓整為D=2.6m校核空塔速度4A4A21.994A3D21.982.0DD2r，A7.22m/h V 22.461 2A 1.993.1442 7.22m/h3 7.23m/h相比擬D=1.5m校核較好，故取卩=3.7 x 10 3m/s由D計(jì)算Vr，ht其中Vr SL，ht 島 反響器一段Sv=10h 1時(shí)Vr313747.21kg/hM 22.46m /hV1HtSv4VrD22.25m3上半1.27m3.14 1.52反響器一段Sv =6h

49、 1 時(shí)VrVlSv22463.74m36Ht4RD2374 422.12m3.14 1.52反響器二段Sv =10hVrV2Sv2243 2.243m310Ht4RD22.243 421.27m3.14 1.52反響器二段Sv =6h 122.43Ht64R3.74m33.74 422.12m3.14 1.5反響器二段Sv =10hVr22.2532.225m10Ht4R2.225 41.26mD23.14 1.52反響器三段Sv =6h 石英砂高度1m2. 催化劑床層高度=1.27 m 1.27m 1.26m 3.8m3. 床層和石英砂縫隙高度5m4. 其他和封頭高：3.5m反響器總高 H

50、=1m 3.8m 5m 3.5m13.3mSv=10h 1時(shí)合理時(shí)Vr22.2533.708m6Ht4R3.708 42.10mD23.14 1.52表6各段的計(jì)算結(jié)果工程G( kg/hV( m/h)VR(nr)VR(mH(D=2.0m)Hr(D=2.0m)段層Sv=6Sv=10Sv=6Sv=10第一13747.2122.463.742.242.121.27段m第二13747.2122.433.742.242.121.27段m第三13747.2122.253.712.232.101.26段m364反響器高度的計(jì)算4 精餾塔的工藝設(shè)計(jì)4.1 物料平衡：塔頂壓力 P=0.5886Mpa全塔壓降 P=29.4Kpa飽和液進(jìn)料 q=1