年產(chǎn)98萬(wàn)噸異丙醇裝置丙烯精制工段工藝設(shè)計(jì)-脫乙烷

年產(chǎn)萬(wàn)噸異丙醇裝丙烯精工段工設(shè)計(jì)----脫乙烷塔部摘丙烯是石油化工的原料之一，在原油加工中具有重要作用。由裂解氣凈化與分離工段的丙烯精餾塔分離出的丙烯除了用于生產(chǎn)聚丙烯外，還大量地作為生產(chǎn)丙烯腈，丁醇，辛醇，環(huán)氧丙烷，異丙醇等產(chǎn)品的主要原料。為了更好的提高生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的想法設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中確定的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行的萬(wàn)異丙醇工周期為8000小時(shí)年，原料組成為乙烷、丙烯、丙烷、異丁烷，其中丙烯含量為，其各組分的沸點(diǎn)和相對(duì)揮發(fā)度的不同使各組分分離。由于對(duì)丙烯純度要求極高，本文設(shè)計(jì)的精餾塔塔板數(shù)較多，丙烯塔較高。最后以優(yōu)化后的精餾塔結(jié)果為基礎(chǔ)，確定了該塔的設(shè)備參數(shù)，塔徑，浮閥塔盤，塔高，熱負(fù)荷，從而設(shè)計(jì)了塔底再沸器，塔頂冷凝器以及塔體主要設(shè)備。流程簡(jiǎn)單，投資較少，操作較為簡(jiǎn)單，基本可以滿足丙烯優(yōu)等品的工業(yè)生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)采用多組分精餾，按揮發(fā)度遞減流程方案，兩塔流程設(shè)計(jì)即先經(jīng)過(guò)脫乙烷塔塔頂分離出乙烷，再由丙烯塔精餾塔塔頂?shù)玫奖?，其純度?3.5%以上，丙烯作為產(chǎn)品出裝置為生產(chǎn)異丙醇提供原料，塔底的丙烷可作為商品出售或作為燒火油。設(shè)塔設(shè)備一般分為級(jí)間接觸式和連續(xù)接觸式兩大類。前者的代表是板式塔，后者的代表則為填料塔，在各種塔型中，當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的是篩板塔與浮閥塔。設(shè)計(jì)時(shí)依次進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算，塔結(jié)構(gòu)的相關(guān)工藝計(jì)算，換熱設(shè)備的計(jì)算及附屬設(shè)備的選型，并根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分別繪制了自控流程圖，設(shè)備選型方面主要按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，并兼顧工藝控制要求與經(jīng)濟(jì)的合理性。隨著先進(jìn)控制技術(shù)的興起，關(guān)鍵控制指標(biāo)由定值控制向區(qū)間控制轉(zhuǎn)變，調(diào)節(jié)變量與控制變量的關(guān)系由單對(duì)單向多變量預(yù)估控制轉(zhuǎn)變。它是裝置控制技術(shù)發(fā)展的方向，正在逐步普及。為了為裝置以后上先進(jìn)控制提供方便，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，注意為塔頂溫度，塔底溫度，回流量等指標(biāo)保留較大的操作彈性。關(guān)詞丙烯；脫乙烷塔；熱量衡算；物料衡算；丙烯精餾塔。AnnualoutputofrefinedpropyleneDesignDeethanizingTowerI/

AbstractoneofmaterialsforPetrochemicalindustry，itplaceinthecrudeRectifyingpurifiedandsepratedgasusesproductprincipalrawofbutylalcohol,andordercapacitywithlowpower,highIproductioncapacityistonsofisopropylstartedperiodofhours/positionofethane,propylene,propane,butane,74.1%inmaterial,boilingeachofofseparationeachponent.highpropylenethispaperdesignthecolumnhigher.Finallybasedresultsofdistillation,determinedthetowerdiameter,valvetray,heatload,soasdesignreboiler,overheadcondenserandtowerequipment.lesstheoperationisrelativelybasictheproductionpropyleneclassyThedesignusesadistillation,theprocessbyprogram,designis,firstbyde-ethaneethaneseparatedtheethane,topofthepropylenetowergeitthatpropylene,theof93.5%,propyleneastheofatorawmaterialsisopropanol,ofthepropanesoldasorfires,Agenerallydividedintocontinuouscontactlevel.theformerofplaterepresentsthetower,incurrentlymostwidelyusedissievetowervalveIndesignofthematerialbalance,heatbalance,thetoweroftherelevantheattransferequipmentequipmentthewereaccordingtotheautomationselectionofequipmentinaccordancewithtermsofthemainpractical,takingaccounttheofcontrolrationality.Withtheadvancedcontroltechnology,thecontrolthevaluecontroltotherelationshipbetweenandcontrolvariablesbyasinglepairone-waymultivariablepredictivecontrol.ItiscontrollingtheII/

technologydevelopment,isspread.Inforthedevicetofuturecontrol,wetotopbottomofthecolumntemperatureandflowbacktolargeoperationKey,de-ethaneheatbalance,propyleneIII/38

目摘III1概11.1我國(guó)化工工藝發(fā)展11.2丙烯的性質(zhì)及用途11.3丙烯的來(lái)源及丙烯生產(chǎn)在化工生產(chǎn)中的地位11.4丙精制生產(chǎn)方法的確定21.5丙精制工藝流程的敘述21.6丙烯的發(fā)展前景31.7丙生新技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2

丙精裝的料算2.1確關(guān)鍵組分42.2脫乙烷塔的物料衡算42.2.1脫烷塔的進(jìn)料量及進(jìn)料組成42.2.2脫烷塔塔頂及塔底的流量及組成52.2.3脫烷塔的物料平衡2.3丙塔的物料衡算62.3.1丙塔的進(jìn)料量及進(jìn)料組成2.3.2丙塔塔頂及塔底的流量及組成72.3.3丙塔的物料平衡83

脫烷和烯精工條的定93.1脫乙烷工藝條件的確定93.1.1作壓力的確定3.1.2回溫度的確定3.1.3頂溫度的計(jì)算103.1.4塔溫度的計(jì)算3.1.5進(jìn)溫度的計(jì)算3.1.6脫烷塔操作條件匯總123.2丙烯塔工藝條件的確定133.2.1操壓力的確定3.2.2塔溫度的計(jì)算3.2.3塔溫度的計(jì)算3.2.4進(jìn)溫度的計(jì)算3.2.5丙塔操作條件匯總154

脫烷和烯塔數(shù)確15IV/

4.1脫烷塔塔板數(shù)的計(jì)算154.1.1最回流比的計(jì)算154.1.2最理論塔板數(shù)的計(jì)算4.1.3理塔板數(shù)和實(shí)際回流比的確定174.1.4實(shí)塔板數(shù)的確定184.1.5實(shí)進(jìn)料位置的確定194.1.6脫烷塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總204.2丙塔塔板數(shù)的計(jì)算204.2.1最回流比的計(jì)算204.2.2最理論塔板數(shù)的計(jì)算4.2.3理塔板數(shù)和實(shí)際回流比的確定214.2.4實(shí)塔板數(shù)的確定224.2.5進(jìn)位置的確定4.2.6丙塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總235熱量衡算245.1脫烷塔熱量衡算245.1.1脫烷塔再沸器熱負(fù)荷的計(jì)算245.1.2脫烷塔冷凝器熱負(fù)荷的計(jì)算265.2丙烯塔的熱量衡算275.2.1沸器熱負(fù)荷的X圍5.2.2丙塔冷凝器熱負(fù)荷的計(jì)算29結(jié)1參文謝2V/38

1述1.1國(guó)工藝展我國(guó)石油工業(yè)具有一定的水平，但還是一個(gè)發(fā)展中的國(guó)家,在我們石油工作者面前的任務(wù)是繁重的。煉油工業(yè)要對(duì)現(xiàn)有的煉油廠進(jìn)行技術(shù)改造，繼續(xù)堅(jiān)持“自力更生，革新挖潛，全面提高，綜合利用，大搞化工原料，趕超世界先進(jìn)水平”的發(fā)展方針。要立足現(xiàn)有基礎(chǔ)，搞好一、二次加工和系統(tǒng)工程的配套，擴(kuò)大綜合生產(chǎn)能力;要革新工藝，革新技術(shù)，革新設(shè)備，把老裝置開出新水平;要發(fā)展加氫技術(shù)，發(fā)展新型催化劑和添加劑全面提高產(chǎn)品質(zhì)量增加品種要開展綜合利用大搞三次加工增產(chǎn)有機(jī)化工原料;要充分利用熱能大力降低消耗各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要?jiǎng)?chuàng)出新水平;要治理“三廢保護(hù)環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)趕超世界先進(jìn)水平而奮斗。1.2烯性及途化學(xué)式C3H6，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3-CH=CH2，烯烴同系列中第二個(gè)成員，是重要的有機(jī)化工原料，丙烯常溫下為無(wú)色、無(wú)臭、稍帶有甜味的氣體。易燃，爆炸極限為2%～11%。不溶于水，溶于有機(jī)溶劑。分子量42.08密度5.139kg/m（20/4℃點(diǎn)-185.3℃沸點(diǎn)-47.4℃液態(tài)時(shí)相對(duì)密度為0.5193；易液化，臨界溫度為920C，臨界壓力為4.56MPa；遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)，該氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相對(duì)遠(yuǎn)的地方，燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化塔、二氧化碳等氣體，高濃度丙烯對(duì)人有麻醉作用，濃度較低時(shí)，對(duì)眼睛和皮膚有刺激作用。丙烯是三大合成材料的基本原,主要用于生產(chǎn)丙烯腈、異丙烯、丙酮和環(huán)氧丙烷等丙烯與乙烯共聚生成乙丙橡膠丙烯與氯和水起加成反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧丙烷，加水丙二醇。丙烯在酸性催化劑存在下與苯反應(yīng)，生成異丙苯（CH3)2，丙烯在催化劑存在下與氨和空氣中的氧起氨氧化反應(yīng)，生成丙烯腈，丙烯在高溫下氯化，生成烯丙基氯CH2=CHCH2Cl本文利用丙烯與硫酸起加成反應(yīng)，生成異丙基硫酸，后者水解生成異丙醇，但由于所用原料丙烯含量為74.1%，需精制后丙烯含量為93.5%以上才可作異丙醇生產(chǎn)原料。1.3烯來(lái)及烯產(chǎn)化生中地丙烯主要通過(guò)石油加工獲得，丙烯精制產(chǎn)品中，聚丙烯、丙烯腈需求旺盛，特別是聚丙烯需求高于總體平均水平為6.1%。亞洲地區(qū)需求年均增長(zhǎng)率，北美/38

和和5.8%，西3.8%。根據(jù)新裝置增設(shè)計(jì)劃，中東地區(qū)110萬(wàn)噸提高為萬(wàn)噸，增幅為14.9%。亞洲地區(qū)新增能力將達(dá)340萬(wàn)噸，增幅3.2%。中國(guó)是生產(chǎn)能力增幅最高的國(guó)家，同期能力將370萬(wàn)能膠和增加到620萬(wàn)噸，年均增幅9.2%。日本年均增長(zhǎng)率僅為2.2%。1.4烯制產(chǎn)法確由于原料中的

C3

03

常壓沸點(diǎn)相近，都在－℃以下，常壓下分離這兩個(gè)組分需采用深冷的方法，使用制冷劑，工藝流程復(fù)雜，附屬設(shè)備多，設(shè)備的投資費(fèi)用加大，根據(jù)烴的沸點(diǎn)隨壓力增加而升高的特點(diǎn)，采用高壓分離的方法，用冷卻水即可滿足工藝要求，所以本設(shè)計(jì)采用常溫加壓分離方法。流程安排有兩種，一種是相對(duì)揮發(fā)度遞減順序流程，另一種是對(duì)揮發(fā)度遞增順序流程，本設(shè)計(jì)采用相對(duì)揮發(fā)度遞減順序流程分離出丙烯。圖1-1工藝流程比較1.5丙精工流的述丙烯含量為74.1%的飽和液體原（86℃,4.05Mpa量進(jìn)入脫乙烷塔、經(jīng)精餾處理該塔輕關(guān)鍵組分乙烷經(jīng)過(guò)冷卻（35℃,3.9Mpa）作為塔頂產(chǎn)品在塔頂引出（℃一餾液回乙烷塔℃,3.9Mpa乙烷塔塔底餾分經(jīng)再沸器加熱86）進(jìn)一步脫除輕關(guān)鍵組分后進(jìn)入脫丙烯塔44精餾處理該塔輕關(guān)鍵組分丙烯在塔頂經(jīng)過(guò)冷卻（35℃,1.6Mpa在塔頂引出作為合成異丙醇的原料（35℃,1.6Mpa/38

另一部分塔頂餾分回流返回脫丙烯塔35℃,1.6Mpa關(guān)鍵組分丙烷則在塔底引出（52℃,1.8Mpa工藝流程見附錄中“丙烯精制工段工藝流程圖”共。1.6烯發(fā)前丙烯用量最大的是生產(chǎn)聚丙烯，另外丙烯可制丙烯晴、異丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇烯酸及其脂類以及制環(huán)氧丙烷和丙二醇氧氯丙烷和合成甘油等。近年來(lái)由于丙烯下游產(chǎn)品的快速發(fā)展大的促進(jìn)了中國(guó)丙烯需求量的快速增長(zhǎng)。到2010年，中國(guó)將不斷新增大型乙烯生產(chǎn)裝置，同時(shí)煉廠生產(chǎn)能力還將繼續(xù)擴(kuò)大，這將增加丙烯的產(chǎn)出。預(yù)計(jì)2010年，乙烯聯(lián)產(chǎn)丙烯的生產(chǎn)能力將達(dá)到約722萬(wàn)噸/年，丙烯總生產(chǎn)能力將達(dá)到1080萬(wàn)噸/年。乙烯裝置聯(lián)產(chǎn)的丙烯占丙烯總供給的比例將進(jìn)一步提高但同期下游裝置對(duì)丙烯的需求量年均增長(zhǎng)速度將達(dá)到丙烯資源供應(yīng)略微緊。到，中國(guó)丙烯的表觀消費(fèi)量將到達(dá)噸。從當(dāng)量需求來(lái)看，丙烯供需矛盾十分突出。到2010，丙烯當(dāng)量需求的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到7.6%，超過(guò)丙烯生產(chǎn)能力的增長(zhǎng)速度。到年，中國(guó)對(duì)丙烯的當(dāng)量需求將達(dá)到1905萬(wàn)噸，供需缺口將達(dá)到825萬(wàn)噸，屆時(shí)將還有大量丙烯衍生物進(jìn)口，中國(guó)丙烯開發(fā)利用前景的廣闊。由于聚丙烯（PP）需求的快速增長(zhǎng)，亞洲丙烯市場(chǎng)正逐漸趨于供應(yīng)短缺。在今后10年中，將有大量以乙烷為原料的裂解裝置生產(chǎn)能力逐漸建立起來(lái)，市場(chǎng)供應(yīng)丙烯原料。事實(shí)上，從全球圍來(lái)說(shuō)，丙烯并不短缺，但從亞洲的情景來(lái)看，今后幾年中亞洲丙烯的需要主要來(lái)自北美，北美估計(jì)100萬(wàn)噸/年裂解生產(chǎn)能力，由于目前的港口限制，其中約萬(wàn)噸/年丙烯出口。1.7

丙生新術(shù)狀發(fā)趨目前增產(chǎn)丙烯的新技術(shù)研究主要集中在四個(gè)方面。一是改進(jìn)等煉油技術(shù)，挖掘現(xiàn)有裝置潛力，增產(chǎn)丙烯的FCC置升級(jí)技術(shù)；二是充分利用煉油及乙烯裂解副產(chǎn)品的C等資源，轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯的低碳烯烴裂解技術(shù)、烯烴歧化技術(shù)；三是丙烷脫氫技術(shù)；四是以天然氣、煤等為原料，生產(chǎn)乙烯、丙烯的甲醇制烯烴技術(shù)等。/38

2烯精制裝置的物衡算2.1定鍵分按多組分精餾確定關(guān)鍵組分；揮發(fā)度高的丙烯作為輕關(guān)鍵組分在塔頂分出；揮發(fā)度低的丙烷作為重關(guān)鍵組分在塔底分出。2.2乙塔物衡脫乙烷塔進(jìn)料量=

生產(chǎn)任務(wù)耗定額1000脫乙烷塔回收率塔的回收率料當(dāng)中丙烯濃度2.2.1

脫乙烷的進(jìn)料量及料組成年處理量9.8萬(wàn)噸，年工作時(shí)間小時(shí)，則原料質(zhì)量流量為F=（生產(chǎn)任務(wù)×消耗定額×1000）/(8000×乙烷回收率×丙烯塔回收率×進(jìn)料中丙烯的濃度)年處理量9.8萬(wàn)噸，年工作時(shí)間小時(shí)原料質(zhì)量流量為Fw=（98000×0.83×1000）/(8000×94%×97%×74.1%)=15048.61（kg/h）計(jì)算示例：以乙烷為例，進(jìn)行原料組成及流量的換算：乙烷的質(zhì)量流量：Fwc=15048.61×2.7%=406.31(kg/h2乙烷的摩爾數(shù)：406.31/30=13.5437kmol/h表原料中的脫乙烷塔濃度組成

kg/h

Wt%

kmol/h

mol%

摩爾質(zhì)量(kg/kmol)C

2

406.31

2.7

13.54

3.79

30C

3

=

11150.69

74.1

265.4925

74.29

42C

3

o

3310.69

22.0

75.2431

21.05

44iC

4

o

180.58

1.2

3.1135

0.87

58∑

15048.61

100

355.6918

100由上表可見原料摩爾流量為：Fw=355.6918(kmol/h)/38

2.2.2

脫乙烷塔頂及塔底流量及成選乙烷為輕關(guān)鍵組分，丙烯作為重關(guān)鍵組分，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，脫乙烷塔頂

02

≥72％；脫乙烷塔

02

≯％，丙烯在塔頂品中的含量28%（mol%行清晰分割物料衡算，物料衡算圖見下圖。圖脫乙烷塔物料衡算圖（1）計(jì)算塔頂餾出液量D和塔底釜液量W列于下表。表2-2塔頂餾出液量D和塔底釜液量W分布組分

進(jìn)料F塔頂餾出液D塔底釜液W(kg/h)(kg/h)(kg/h)C

2

406.31

406.31-0.001W

0.001wC

3

=

11150.69

0.28D

11150.69-0.28DC

3

o

3310.69

0

3310.69iC

4

o

180.58

0

180.58∑

15048.61

D

W列全塔物料衡算式：15048.61=D+W406.31-0.001W+0.28D=D解得：D=543.42（kg/h）W=14504.436（kg/h）表塔頂餾出液量D和塔底釜液量算結(jié)果組分

進(jìn)料F(kg/h)

塔頂餾出液D(kg/h)

塔底釜液W(kg/h)C

2

406.31

391.806

14.504C

3

=

11150.69

152.158

10998.532/38

C

3

o

3310.69

0

3310.69iC

4

o

180.58

0

180.58∑

15048.61

543.42

14504.436（2）求出塔頂及塔底的產(chǎn)品量及組成。表塔頂及塔底的產(chǎn)品量及組成組塔頂餾出液

塔底釜液分kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%kmol/hC391.80672.0013.060278.2614.5040.10.48352C=152.15828.003.622821.7410998.53275.83261.86983Co00003310.6922.8375.24303iCo0000180.581.253.11344∑543.4210016.683010014504.436100340.7097

mol%0.14279.8622.080.9141002.2.3

脫乙烷的物料平衡脫乙烷塔物料平衡數(shù)據(jù)見下表表脫乙烷塔物料平衡數(shù)據(jù)

C

2

CC

33

=o

0

0

0

0

4

o

0

0

0

0

2.3烯的料算2.3.1

丙烯塔進(jìn)料量及進(jìn)組成丙烯塔以脫乙烷塔底物料為原料，進(jìn)行原料組成及流量的換算：原料的摩爾流量為F=15048.61(kmol/h)原料各組分組成及流量見下表。表丙烯塔進(jìn)料中各組份的量及組成/38

組成

kg/h

Wt%

kmol/h

mol%

摩爾質(zhì)量(kg/kmol)C2C=3Co3iC4∑

o

14.50410998.5323310.69180.5814504.436

0.175.8322.831.25100

0.4835261.869875.24303.1134340.7097

0.1479.8622.080.91100

304244582.3.2丙烯塔頂及塔底的量及組選丙烯為輕關(guān)鍵組分丙烷為重關(guān)鍵組分根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)丙烯塔C93.5％；丙烯塔0≥93％；丙烯塔C≯0.5％3進(jìn)行清晰分割物料衡算，物料衡算圖見圖

3

≥圖丙烯塔物料衡算圖（1）計(jì)算塔頂餾出液量D和塔底釜液量W列于下表。表2-7塔頂餾出液量D和塔底釜液量W分布組分

進(jìn)料F塔頂餾出液D塔底釜液W(kg/h)(kg/h)(kg/h)C14.50414.50402C=10998.53210998.532-0.005w0.005w3Co3310.693310.69-0.93w0.93w3iCo180.580180.584∑14504.436DW計(jì)算結(jié)果見下表/38

組分

表塔頂餾出液量D和塔底釜液量算結(jié)果進(jìn)料F塔頂餾出液D塔底釜液W(kg/h)(kg/h)(kg/h)C2C=3Co3iC4∑

o

14.50414.504010998.53210984.64113.8913310.69727.0072583.683180.580180.5814504.43611726.2822778.154解得：

14504.436w+0.93w+180.58=WD=11726.282（kg/h）W=2778.154（kg/h）2.3.3

丙烯塔物料平衡求出塔頂及塔底的產(chǎn)品量及組成如下表。表塔頂及塔底的產(chǎn)品量及組成組

塔頂餾出液

塔底釜液分kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%kmol/hC14.5040.1240.48350.1740002C=10984.64193.68261.539193.8913.8910.500.3313Co727.0076.2016.52295.932583.68393.0058.7203iCo180.5803.11340180.586.53.11344∑11726.282100281.65891002778.15410062.1644丙烯塔物料平衡數(shù)據(jù)見下表表丙烯塔物料平衡

mol%00.53194.465.01100組

進(jìn)料

塔頂餾出液

塔底釜液分C2

0.1

mol%

0.124

mol%0.174

0

0

0

mol%0C3=

75.83261.539

79.86

93.68261.5391

93.89

0.5

0.331

0.531

3310.69

22.8316.5229

22.08

727.007

6.2

16.5229

93

58.72

94.46iC4o∑

100

281.659

100

0100

0100

6.5100

62.1644

100/38

iiiAiiiAiii3乙烷塔和丙烯精制工藝條的確定3.1乙工條的定3.1.1作壓力的定塔頂采用水作為冷卻劑設(shè)水溫為25℃冷凝器冷凝液的出口溫度比水溫度高10℃，則回流罐中冷凝液的溫度為35℃。脫乙烷塔頂?shù)睦淠鳛槿?，則回流罐中冷凝液的溫度為泡點(diǎn)，因此采用泡點(diǎn)方程計(jì)算回流罐的壓力。泡點(diǎn)就是多組分混合液開始沸騰，產(chǎn)生第一個(gè)氣泡的溫度。當(dāng)混合液處于泡點(diǎn)時(shí)，各組分均服從yy.......yABC帶入yxii

i得KxxK......KxBBCCxiii式中y——任意組分i在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)；x——任意組分i在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)；k——相平衡常數(shù)。按上式求壓力時(shí)需用試差法。式中xx，

，x……x均為已知，因此，在試差時(shí)，可先在泡點(diǎn)溫度，查出各組分在假設(shè)壓力下的K值，

圖脫乙烷塔頂示意圖i＞說(shuō)明所設(shè)壓力偏高，i值太小，若經(jīng)反復(fù)假設(shè)壓力，并求出相應(yīng)的直到滿足回流罐的壓力。

＜iyi

說(shuō)明壓力偏低，k值太大，為止，此時(shí)的壓力即泡點(diǎn)時(shí)根據(jù)冷凝液的泡點(diǎn)，假設(shè)回流罐的壓力，由p圖查得液相各組分的平衡常數(shù)，計(jì)算過(guò)程及結(jié)果列表如下表/38

iiiiiABCiiiiiABCii表液相各組分的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)組分

xi=yDi

T=35℃，P=3.8mpaky=kixiii

T=35℃，P=3.5mpaykii=kixi

T=35℃，P=3.9mpaky=kixiii乙烷丙烯合計(jì)

0.78261.210.939121.260.99861.180.92350.21740.480.10440.510.11090.460.0673911.04351.1090.9909如上，當(dāng)回流罐壓力為3.9時(shí)，滿足歸一條件：平衡汽相組成之和=0.9909≈1，故回流罐壓力為。i設(shè)塔頂?shù)交亓鞴薜膲毫Σ顬?.1MPa，則塔頂壓P＝塔頂?shù)剿獕喉斄禐?，則塔釜壓＝進(jìn)料口壓力取塔頂壓力和塔釜壓力的平底均值，故設(shè)進(jìn)料壓力P＝4.05MPa。進(jìn)3.1.2流溫度的定回流液溫度即為全凝器的冷凝溫度，=35℃回3.1.3頂溫度的算塔頂為飽和汽相，故應(yīng)采用露點(diǎn)方程計(jì)算塔頂溫度。露點(diǎn)就是多組分混合液開始冷凝，產(chǎn)生第一個(gè)液滴的溫度。當(dāng)混合液處于泡點(diǎn)時(shí)，各組分均服從xxx......C帶入ii

得

ii

式中y——任意組分i在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)；x——任意組分i在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)；k——相平衡常數(shù)。按上式求露點(diǎn)時(shí)也需用試差法。式中yyy…….yn均為已知，因此，在試，，差時(shí)可先假定一個(gè)露點(diǎn)溫度查出各組分在該溫度下的K值若

i

＞1明所設(shè)溫度偏低，k值太小，＜1說(shuō)明溫度偏高，值太大，經(jīng)反復(fù)假設(shè)溫度，i/

iiiiiiiiii并求出相應(yīng)的

yik

直到滿足

xi

為止，此時(shí)的溫度即露點(diǎn)。i在塔頂壓力下，假設(shè)塔頂露點(diǎn)溫度，由p圖查得汽相各組分的平衡常數(shù)，計(jì)算過(guò)程及結(jié)果列表如下。表塔頂壓力下不同溫度的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果P=4.0MPa，設(shè)P=4.0Mpa，設(shè)P=4.0，設(shè)組分yi=yDi

T=45℃T=43℃T=39℃Xi=Xi=Xi=kikikiyi/kiyi/kiyi/kiC0.78261.470.53241.460.53601.440.54352C=0.21740.540.40260.520.41810.480.45293∑10.93500.95410.9964當(dāng)塔底溫度為39℃時(shí)，組成之和x=0.9943，故塔頂?shù)臏囟葹?9℃i3.1.4底溫度的算塔底為飽和液相，故應(yīng)采用泡點(diǎn)方程計(jì)算塔底溫度。泡點(diǎn)就是多組分混合液開始沸騰，產(chǎn)生第一個(gè)氣泡的溫度。當(dāng)混合液處于泡點(diǎn)時(shí)，各組分均服從yy.......yABC帶入yxii

i得KxxK......KxBBCC或iii式中y——任意組分i在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)；x——任意組分i在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)；k——相平衡常數(shù)。按上式求泡點(diǎn)時(shí)需用試差法式中xxx…均已知因此在試差時(shí)，A，B，Cn可先假定一個(gè)泡點(diǎn)溫度查出各組分在假設(shè)溫度下的值說(shuō)明所設(shè)溫i度偏高，太大，＜1說(shuō)明溫度偏低，值太小，經(jīng)反復(fù)假設(shè)溫度，并求ii出相應(yīng)的k直到滿止，此時(shí)的溫度即泡點(diǎn)。ii在塔底壓力下，假設(shè)塔底泡點(diǎn)溫度，由p-T-k圖查得液相各組分的平衡常數(shù)，計(jì)算過(guò)程及結(jié)果列表如下。表在塔底壓力下不同溫度的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果/

P=4.1MPa，設(shè)

P=4.1MPa，設(shè)

P=4.1MPa，設(shè)組分

xi=xWi

ki

T=82℃yi=kixi

ki

T=84℃yi=kixi

ki

T=86℃yi=kixiC2C3=C3oiC4o∑

0.03790.74290.21050.00871

1.440.072390.480.68350.840.17680.460.00400.9367

1.960.07430.950.70580.880.18520.480.00420.9695

2.000.07581.000.74290.920.19370.500.00440.98014當(dāng)塔底溫度86℃時(shí)，滿足歸一條件，平衡汽相組成之=0.98014，故塔i底溫度為86℃。3.1.5料溫度的算乙烷塔采用飽和液相進(jìn)料，與上塔底溫度計(jì)算同理，故采用泡點(diǎn)方程計(jì)算。yyxiiiiii計(jì)算結(jié)果列表如下表進(jìn)料壓力下不同溫度的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果P=4.05Mpa,設(shè)T=84℃P=4.05Mpa,設(shè)T=86℃組分

x

Fi

ki

yiii

ki

yiiiC2

0.0379

2.00

0.0758

2.05

0.0777C

3

=

0.7429

0.96

0.7132

0.98

0.7280C

3

o

0.2105

0.88

0.1852

0.98

0.2063iC

4

o

0.0087

0.48

0.0042

0.48

0.0042∑

1

0.9784

1.0162當(dāng)進(jìn)料溫度為86℃時(shí)，組分之y=0.9940≈1，故進(jìn)料溫度為86。i3.1.6乙烷塔操條件匯表脫乙烷塔操作條件匯總表項(xiàng)目壓力（mpa）溫度（℃）

塔頂進(jìn)料塔釜4.04.054.1398686

回流3.935/

iiiiiiiiiiiiii3.2烯工條的定3.2.1作壓力的定塔頂采用水作為冷卻劑，設(shè)水溫為15℃，冷凝器冷凝液的出口溫度比水溫高20℃，則回流罐中冷凝液的溫度為35℃。丙烯塔頂?shù)睦淠鳛槿?，則回流罐中冷凝液的溫度為泡點(diǎn)，因此采用泡點(diǎn)方程計(jì)算回流罐的壓力。yxii

iyiii式中y——任意組分i在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)；ix——任意組分液相中的摩爾分?jǐn)?shù)；ik——相平衡常數(shù)。i根據(jù)冷凝液的泡點(diǎn)，假設(shè)回流罐的壓力，p-T-k圖查得液相各組分的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果列表如下。表回流溫度下不同壓力的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果組分

x=yi

Di

T=35℃，設(shè)P=1.5MPaT=35℃，設(shè)P=1.6MPakykxkyxiiC

2

0.0017

2.5

0.00043

2.65

0.004505C

3

=

0.9390

1.01

0.9484

1.05

0.98595C

3

o

0.0059

0.9

0.0053

0.92

0.005428∑

1

0.95414

0.99588當(dāng)回流罐壓力為1.6MPa時(shí)，滿足歸一條件：平衡汽相組成之=0.99588≈1，故回流罐壓力為1.6MPa。i設(shè)塔頂?shù)交亓鞴薜膲毫Σ顬?.1MPa，則塔頂壓力＝1.7MPa；塔頂?shù)剿獕毫淀敒?.1MPa，則塔釜壓力P＝1.8MPa；進(jìn)料口壓力取塔頂壓力和塔釜壓力的平均值底故設(shè)進(jìn)料壓力P＝1.75MPa。進(jìn)丙烯塔頂?shù)睦淠鳛槿鳎捎寐饵c(diǎn)進(jìn)料方程計(jì)算回流罐的壓力。ii

i

/

iiii計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果列表如下3.2.2頂溫度的算表塔頂壓力下不同溫度的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果P=1.7MPa,設(shè)T=38℃P=1.7MPa,設(shè)T=40℃組分

y

i

ki

ii

ki

ii乙烷丙烯丙烷合計(jì)

0.00170.93900.00591.000

2.30.950.82

0.000740.9884210.0071950.99636

2.400.980.86

0.000710.958160.006860.96573當(dāng)塔頂溫度為38℃時(shí)，平衡液相組成之和=0.99636≈1，故塔頂溫度為38℃。i3.2.3底溫度的算塔底為飽和液相，故應(yīng)采用泡點(diǎn)方程計(jì)算塔底溫度yiii

xiii表塔底壓力下不同溫度的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果P=1.8Mpa,設(shè)T=52℃P=1.8Mpa,設(shè)T=51℃組分

x

ki

yiii

ki

yiii丙烯丙烷異丁烷合計(jì)

0.00530.94500.05011

1.151.020.48

0.00610.96390.02401.011948

1.131.010.45

0.0059890.954450.0225450.976995當(dāng)塔底溫度為52℃時(shí)，組成之和y=1.011948底溫度為℃。i3.2.4料溫度的算乙烷塔底的飽和液體靠自壓進(jìn)入丙烯塔，故丙烯塔為飽和液體進(jìn)料，溫度采用泡點(diǎn)方程計(jì)算。yiii

xiii計(jì)算結(jié)果列表如下：/

ijFixiijijFixiijijDi表進(jìn)料壓力下不同溫度的平衡常數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果P=1.75Mpa,設(shè)T=44℃P=1.75Mpa,設(shè)T=45℃組分

x

i

ki

yiii

ki

yiii乙烷丙烯丙烷異丁烷合計(jì)

0.00140.76860.22080.00911

2.501.030.920.45

0.000350.7916580.2031360.0040950.999239

2.511.050.960.46

0.00035140.807030.2111970.004191.02276當(dāng)進(jìn)料溫度為44℃時(shí)，組成之和y=0.999239故丙烯塔進(jìn)料溫度。i3.2.5烯塔操作件匯總表丙烯塔操作條件匯總表項(xiàng)目壓力（mpa）溫度（℃）

塔頂進(jìn)料塔釜1.71.751.8384452

回流1.6354.1

4乙烷塔和丙烯塔塔數(shù)的確定脫烷塔數(shù)計(jì)4.1.1小回流比計(jì)算采用恩德伍德underwood）法計(jì)算最小回流比。乙烷為輕關(guān)鍵組分，丙烯為重關(guān)鍵組分。nxRiij

（A）（B）式中x——組分i在進(jìn)料中的摩爾分?jǐn)?shù)；Fi——組分對(duì)基準(zhǔn)組分j的相對(duì)揮發(fā)度ij平均值；

ij

kk

ij

，取塔頂、塔釜條件下的q——原料的液化分率（飽和液相進(jìn)料=1——方程（A）的根，lj

hj

；x——組i在塔頂產(chǎn)品中的摩爾分?jǐn)?shù)；Di/

R——最小回流比。min1．確定相對(duì)揮發(fā)度由p-T-k圖查得液相各組分的平衡常數(shù)，選取丙烯為基準(zhǔn)組分j，計(jì)算相對(duì)揮發(fā)，詳見下表。ij

表相對(duì)揮發(fā)度計(jì)算組成乙烷丙烯丙烷異丁烷

塔頂=39＝4.0MPa塔底=86℃＝4.1MPakikijDi2.52.01.202.000.481.01.001.000.420.8750.920.920.220.4580.500.50

ij

ijD2.2361.000.8790.478

2．θ值計(jì)算根，輕關(guān)鍵組分=2.236，重關(guān)鍵組分=1.00。ljhjljhj故2.236＞1.0。通過(guò)試差法計(jì)。表試差法計(jì)算值

=2.115

2.114組分

Fi

ih

xijFiij

xijFiij

xijFiij乙烷丙烯丙烷異丁烷合計(jì)

0.03790.74290.21050.00871

2.2361.000.8790.478

0.33591-0.7429-0.165-0.00273-0.5747

0.7003-0.66663-0.1497-0.002540.1185

0.6946-0.6669-0.1498-0.00254-0.09688因?yàn)?/p>

q=1，所以

i

xijFiij

=0；當(dāng)

的時(shí)候，i

aijFiaij

=-0.09688故2.1143．最小回比計(jì)算/

minminDlDminminDlD=2.114入到方程R

min

i

xijDiij

，計(jì)算。R計(jì)算過(guò)程詳見下表。min表4-3R

計(jì)算過(guò)程所以

R＝14.34-1＝13.34min4.1.2少理論塔數(shù)的計(jì)最少理論板數(shù)采用芬斯克方程計(jì)算。

hxllh

式中

——輕關(guān)鍵組分l、重關(guān)鍵組h之間的相對(duì)揮發(fā)度，取塔頂、塔底的平lh均值；xx—輕關(guān)鍵組分l、重關(guān)鍵組分的爾分?jǐn)?shù)；下標(biāo)、W—塔頂、塔底。根據(jù)前面相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算可知=alh

ihW

2.0=2.24把相關(guān)條件帶入芬斯克方程可得

hxllh

=

0.7686lg2.24

=9.414.1.3論塔板數(shù)實(shí)際回比的確定應(yīng)用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖，根據(jù)實(shí)際回流比R=（1.2-2）R，采用簡(jiǎn)捷法計(jì)算理論板min數(shù)。取R=18，則

RminR

=(18-13.34)/19=0.245查吉利蘭關(guān)聯(lián)圖得

min

=0.41則N-N

=0.41(N+2)min/

LiLi整理得N-9.41=0.41N+0.82得理論塔板數(shù)為4.1.4際塔板數(shù)確定1．全塔效率全塔效率由下式計(jì)算。Et=0.49×()lh

-0.245式中

——塔頂與塔底平均溫度下組分i的液相黏度，mPas。Li計(jì)算塔頂與塔底平均溫度+t)/2=(39+86)/2=62.5℃DW由參考資料查得62.5℃各組分粘度得：表各組分粘度組分乙烷丙烯丙烷異丁烷∑

xFi0.03790.74290.21050.00871

(mPas)Li0.01650.0750.0730.0980.257

x(mPas)Fi0.0006250.055720.0115370.0008530.06873Et=0.49×(lh

-0.245Et=0.49×(lh

-0.245

=0.49×(2.24×0.06873)

-0.245

=0.7749=77.49%實(shí)際生活中全塔效率全塔效率達(dá)不到在60%左右以全塔效率取61%2．實(shí)際塔板數(shù)的確定實(shí)際塔板數(shù)由下式計(jì)算。P

式中N——理論塔板數(shù)；N——實(shí)際塔板數(shù)；P—塔板效率。把相關(guān)條件帶入方程可得乙烷塔的實(shí)際塔板數(shù)=17.34/0.61=28.59取脫乙烷塔的實(shí)際塔板數(shù)為塊/

lW與hDlW與hD0.2064.1.5際進(jìn)料位的確定由于進(jìn)料是泡點(diǎn)的液體，故可用寇克勃列特經(jīng)驗(yàn)公式（與下式不同的是公式中的xx換成x與x）或按以下兩式經(jīng)驗(yàn)公式估算iwlg

n

xlghFDlFhD及

P式中n——精餾段塔板數(shù)；m——提餾段塔板數(shù)；W——塔底釜液的流量，kmol/h；D——塔頂餾出液的流量，kmol/h；x——料液中重關(guān)鍵組分的組成，mol%；hFx——料液中輕關(guān)鍵組分的組成，mol%；lFx——釜液中輕關(guān)鍵組分的組成，mol%；lWx——餾出液中重關(guān)鍵組分的組成，mol%；hDN——實(shí)際塔板數(shù)。P將相關(guān)條件帶入方程可得：nxxlg0.206lghFlWDxxlFhD=0.206lg[(340.7097/16.6830)(0.7429/0.0379)(0.0014/0.2174)]=0.206lg(0.016601)=-0.3666515n/m=0.43（或n/m=（0.016601n+m=Np=29解得：

=0.43）將帶入下式精餾段塔板數(shù)n=8.72提餾段塔板數(shù)m=20.28精餾塔相當(dāng)于多塔串聯(lián)，提餾段進(jìn)料口取二個(gè)（提餾段又相當(dāng)于兩塔串聯(lián)，可保證塔C02

≯％

進(jìn)料口分別是由上向下數(shù)的第9塊和第上。/

4.1.6乙烷塔塔數(shù)計(jì)算果匯總脫乙烷塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果見下表。表脫丙烷塔操作條件項(xiàng)目

最小回流比

實(shí)際回流比

最少理理論板實(shí)際板全塔效論板數(shù)數(shù)率數(shù)

進(jìn)料位置數(shù)值4.2

13.34189.4117.342961%丙塔板的算

第9塊和第11塊4.2.1小回流比計(jì)算采用恩德伍德（）法計(jì)算最小回流比。1．確定相對(duì)揮發(fā)度由p-T-查得液相各組分的平衡常數(shù)，選取丙烷組分為基準(zhǔn)組分j，計(jì)算相對(duì)揮發(fā)，詳見下表ij表確定相對(duì)揮發(fā)度塔頂=38＝1.7MPa塔底=52℃＝1.8MPa組成

ki

ijD

ki

ij

ijD

C2C=3Co3Co4

2.300.940.800.38

2.8751.17510.475

2.651.100.980.48

2.7041.12210.408

2.791.1481.00.442．θ值計(jì)算根關(guān)鍵組分丙烯=1.148關(guān)鍵組分丙烷=1.00。ljhjljhj故1.148。通過(guò)試差法計(jì)。計(jì)算結(jié)果詳見下表。通過(guò)初步=1.01,1.02，,1.03,1.04算確左右表試差法計(jì)算θ值=1.031

=1.029

=1.030組分

Fi

ih

xijFiij

xijFiij

xijFiij乙烷丙烯

0.00140.7686

2.791.148

0.002227.541477

0.0022187.414729

0.002217.47757/

D0.0593D0.05930.0053丙烷異丁烷合計(jì)

0.22080.00911

1.00.44

-7.122580-0.0067750.414342

-7.613793-0.0067980.20364

-7.36000-0.0067860.11299因?yàn)?/p>

q=1，所以

ijFiiij

=0；當(dāng)

=1.030

的時(shí)候，i

aijFiaij

=0.11299故3．最小回流比計(jì)算帶入到方程R

xijDiiij

中，計(jì)R。minR計(jì)算過(guò)程詳見下表。min

表4-8Rmin算過(guò)程組成

ij

xDi

ij

xDi

ij

xijDiijC

2

2.79

0.0017

0.004743

1.76

0.00269C

3

=

1.148

0.9390

1.077972

0.118

9.1354C

3

o

1.0

0.0593

0.0593

-0.03

-1.9767∑所以R＝7.1614＝6.16min4.2.2少理論塔數(shù)的計(jì)

1

7.1614根據(jù)前面相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算可知=lh

ihW

1.175

最少理論板數(shù)采用芬斯克方程計(jì)算，把相關(guān)條件帶入芬斯克方程可得：N

hxllh

=

lg1.15

=59.854.2.3論塔板數(shù)實(shí)際回比的確定應(yīng)用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖，根據(jù)實(shí)際回流比，采用簡(jiǎn)捷法計(jì)算理論板數(shù)。R＝6.16R=(1.2-2.0)R=7.392-12.32minmin=不同實(shí)際回流比下的理論板數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表。/

LiLi表不同實(shí)際回流比下的理論板數(shù)計(jì)算結(jié)R10.511.512.2

RR0.15760.24630.31810.37740.42720.4575

0.460.4150.370.3550.300.28

N106.9898.59891.4189.2482.0779.73由計(jì)算結(jié)果可以看出當(dāng)～10.5之間塔板數(shù)變化最慢，所以確定回流比為R=10，則丙烯塔的理論板數(shù)為N=90。4.2.4

實(shí)際塔數(shù)的確定1．確定塔板效率全塔效率由下式計(jì)算。Et=0.49×()-0.245lh計(jì)算塔頂與塔底平均溫度+t)/2=(38+52)/2=45℃DW由參考資料[12]查得45℃各組粘度得：表℃各組分粘度組分

xFi

(mPas)Li

x(mPas)FiC

2

0.0014

0.0055

0.0000077C

3

=

0.7686

0.075

0.05765C

3

o

0.2208

0.085

0.018768C

4

o

0.0091

0.122

0.00111∑Et=0.49×(lh

-0.245

1

0.07754Et=0.49×(-0.245=0.49×(1.15×0.07754)lh

-0.245

=0.8859=88.59%實(shí)際生活中全塔效率達(dá)不到而在60%左右，所以全塔效率為/

0.200.202．實(shí)際塔板數(shù)的確定實(shí)際塔板數(shù)由下式計(jì)算。P

把相關(guān)條件帶入方程可得丙烯塔的實(shí)際塔板數(shù)=90/0.6=150取丙烯塔的實(shí)際塔板數(shù)為塊。4.2.5料位置的定在泡點(diǎn)進(jìn)料的情況下，進(jìn)料位置可以下兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。將相關(guān)條件帶入方程可得：lg

n

xlglWDlFhD=0.206lg[(62.1644/281.6589)(0.2283/0.7583)(0.0053/0.0593)=0.206lg(0.000530796)=-0.6747

]n/m=0.2118（或（0.000530796）n+m=Np=150解方程可得：精餾段塔板數(shù)n=26.217提餾段塔板數(shù)m=123.78

=0.2115）將n=0.2115m帶入下式進(jìn)料口取二個(gè)，分別是由上向下數(shù)的第塊和第29塊板上。4.2.6烯塔塔板計(jì)算結(jié)匯總丙烯塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果見表。表丙烯塔塔板數(shù)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目

最小回流比

實(shí)際回流比

最少理理論板實(shí)際板全塔效論板數(shù)數(shù)率數(shù)

進(jìn)料位置數(shù)值

6.161059.859015060%/

第27和29塊板

5

熱量衡算5.1

脫烷熱衡熱量衡算示意圖見下圖。圖熱量衡算示意圖5.1.1脫乙烷塔沸器負(fù)荷的算熱量衡算式為：Q＋Q＋Q＝Q＋Q＋QFBRVW

0Q＝Q＋Q＋Q－QBVW0F

RQ—再沸器的熱負(fù)荷，BQ—進(jìn)料帶入的熱量，F(xiàn)Q—塔頂蒸氣帶出的熱量，VQ—回流液帶入的熱量，RQ—釜液液帶出的熱量，WQ—向環(huán)境散失的熱量（取再沸器帶入熱量的，kcal/h；0/

基準(zhǔn)狀態(tài)：選－℃飽和液體，即在此溫度下飽和液體的焓H

＝0T℃時(shí)1kmol各組分的焓由下式計(jì)算H=△H=H-HTT℃

=H-0=Qp=nCp(T-(-129))=Cp(T+129))TCp的值由參考資料[12]查得。1.進(jìn)料帶入的熱量Q計(jì)算F進(jìn)料狀態(tài)為飽和液體，進(jìn)料溫度為℃，進(jìn)料壓力為4.05Mpa，進(jìn)料量為247.992kmol/h表進(jìn)料帶入的熱量過(guò)程計(jì)算組

分

Xi（mol%）

Hi（kcal/kmol）

XiHi乙烷丙烯丙烷異丁烷合計(jì)

3.790.87100

326833544407.55783.5

123.85722491.6866927.778850.31653593.63905Q=F·∑XiHi=247.992×3593.63905=8.9119×10F

5

kcal/h2.脫乙烷塔塔頂蒸氣帶出熱量Q計(jì)算V物料為飽和氣體，溫度為，壓力為4.0Mpa，塔頂物料量為V=(R+1)×D=（R+1kmol/h；R＝18表脫乙烷塔塔頂蒸氣帶出熱量過(guò)程計(jì)算組分Xi（mol%）

Hi（kcal/kmol）

XiHi乙烷78.262341.92丙烯21.742493.12合計(jì)100

1832.78659542.004292374.79088Q=V·∑XiHi=）×11.5795×2374.79088=5.2248×105kcal/hV3.乙烷塔塔底釜液帶出熱量Q計(jì)算W物料為飽和液體度為℃力為4.1Mpa底物料量為236.4128/

表乙烷塔塔底釜液帶出熱量過(guò)程計(jì)算組

分

Xi（mol%）

Hi（kcal/kmol）

XiHi乙烷丙烯丙烷異丁烷合計(jì)

0.14326879.86335422.084407.50.915783.5100

4.57622577.8844973.17652.629853608.26645Q=W·∑XiHi=236.4128×3608.26645=8.53×10W

5

kcal/h4.回流罐帶入熱量Q計(jì)算R物料為飽和液體溫度為35℃壓力為3.9Mpa流物料量L=RD=18×11.5795kmol/h；表回流罐帶入熱量過(guò)程計(jì)算組

分

Xi（mol%）

Hi（kcal/kmol）

XiHi乙烷丙烯合計(jì)

78.2621.74100

2279.62427.2

1784.015527.673282311.68824Q=L·∑XiHi=11.5795×18×2311.68824=4.8182×10R

5

kcal/hQ取Q10％。0B∴0.9Q＝Q＋Q－QBVWF

R=5.2248×105

5

-8.9119×10

5

-4.8182×10

5

＝2.47×10

3

kcal/h則再沸器的熱負(fù)荷：Q＝2.74×103kcal/h3×1.1472×104kJ/hB5.1.2脫乙烷塔凝器負(fù)荷的算選圖5-1藍(lán)框作為計(jì)算冷凝器熱負(fù)荷的X圍：熱量衡算式為：Q=Q+Q+QVRD

CQ—冷凝器的熱負(fù)荷CQ—塔頂蒸氣帶入蘭色X圍的熱量VQ—回流液帶出蘭色框的熱量RQ—塔頂產(chǎn)品帶出蘭色框的熱量D基準(zhǔn)狀態(tài)：選－℃飽和液體，即在此溫度下飽和液體的焓H＝0－129℃塔頂產(chǎn)品帶出的熱量Q的計(jì)算D/

物料為飽和氣體，溫度為35℃，壓力為3.9Mpa，塔頂產(chǎn)品物料量為247.992kmol/h；表塔頂產(chǎn)品帶出的熱量過(guò)程計(jì)算組分乙烷丙烯合計(jì)

Xi（mol%）Hi（kcal/kmol）78.262279.621.742427.2100

XiHi1784.01496527.673282311.68824Q=D·∑XiHi=11.5795×2311.68824=2.6768×10D

4

kcal/h脫乙烷塔冷凝器的熱負(fù)荷：Q＝Q－Q－Q5-4.8182×105－2.6768×104CVRD

4＝1.3892×104

×4.1868=5.8163×10

4

kJ/h5.2烯的量算丙烯塔熱量衡算示意圖見下圖圖丙烯塔熱量衡算示意圖/

5.2.1沸器熱負(fù)的X圍熱量衡算式為：Q＋Q＋Q＝Q＋Q＋QFBRVW

0Q＝Q＋Q＋Q－QBVW0F

RQ—再沸器的熱負(fù)荷BQ—進(jìn)料帶入的熱量FQ—塔頂蒸氣帶出的熱量VQ—回流液帶入的熱量RQ—釜液帶出的熱量WQ—向環(huán)境散失的熱量（取再沸器帶入熱量的％）kcal/h0基準(zhǔn)狀態(tài)：選－℃飽和液體，即在此溫度下飽和液體的焓H

＝01.進(jìn)料帶入的熱量Q計(jì)算F脫乙烷塔底的物料進(jìn)入丙烯塔，進(jìn)料溫度44℃，進(jìn)料壓力為1.75Mpa，進(jìn)料量為236.4128kmol/h表進(jìn)料帶入的熱量過(guò)程計(jì)算組

C2C=3Co3iC4∑

o

分

X（mol%）H（kcal/kmol）ii0.142439.379.862603.6522.083252.40.914333.65100

XHii3.415022001.16539718.1299239.4362152762.14655Q=F·∑XH=236.4128×2762.14655=6.53×10kcal/hFii2.塔頂蒸氣帶出的熱量Q計(jì)算V物料為飽和氣體，溫度為℃，壓力為1.7Mpa，塔頂物料量為（R+1）×D=（R+1；R＝10表塔頂蒸氣帶出的熱量過(guò)程計(jì)算組

C2C=3Co3∑

分

X（mol%）H（kcal/kmolii0.172324.6493.902474.945.933026.04100.00

XHii3.951892323.96866179.444172507.36472Q=V·∑XH=）×193.281×2507.36472=5.331×106kcal/hVii3.釜液帶出的熱量Q計(jì)算W/

物料為飽和液體度為℃力為1.8Mpa液物料量為43.129；組分C=3Co3iCo4∑

表釜液帶出的熱量過(guò)程計(jì)算X（mol%）H（kcal/kmol）ii0.532725.8694.503457.15.014651.7100

XHii14.447063266.9595233.050173514.45673Q=W·∑XH=43.129×3514.45673=1.51575×10Wii

5

kcal/h4.回流液帶入的熱量Q計(jì)算R物料為飽和液體度35℃1.6Mpa物料量L=RD=10×193.281kmol/h）表回流液帶入的熱量過(guò)程計(jì)算組

C2C=3Co3∑

分

X（mol%）H（kcal/kmol）ii0.172279.693.902427.25.932968.4100.00

XHii3.875322279.1408176.026122459.04224Q=L·∑XH=193.281×10×2459.04224=4.75286×10Rii

6

kcal/hQ取Q10％。0B∴0.9Q＋Q－Q=5.331×10BVWFR

6

5

5

×106＝7.6715×104kcal/h則丙烯塔再沸器的熱負(fù)荷：Q＝8.5239×10B

4

kcal/h=8.5239×10

4

×4.1868=3.5688×10

5

kJ/h5.2.2烯塔冷凝熱負(fù)荷計(jì)算選圖5-2藍(lán)框作為計(jì)算冷凝器熱負(fù)荷的X圍：熱量衡算式為：Q＝Q＋Q＋QVCR

DQ—冷凝器的熱負(fù)荷CQ—塔頂蒸氣帶入的熱量VQ—回流液帶出的熱量R/

Q