发布时间 : 星期一 文章年产量5.4万吨丙烯精馏塔工艺设计 - 图文更新完毕开始阅读f931e503ddccda38376baf73
西北大学专科毕业论文（设计）
3.3.2 再沸器的热量衡算
依据参考资料6,32页式（6-30），再沸器热损失忽略不计，得
QW?V`HVW?WHLW?L`HL`m （3.4） ?V`?HVW?HLW?
式中 QW——再沸器的热负荷，kcal/h； V'——提馏段上升蒸汽的量，kg/h； L'——提馏段下降液体的量，kg/h；
HVW——每千克有再沸器上升的蒸汽焓，kcal/kg；
HLW——每千克釜液的焓，kcal/kg；
HL`m——每千克在提馏段底层塔板m上的液体焓，kcal/kg。
查参考资料11,158~160页图10-4，图10-5，图10-6， 丙烯 HVi?168.5kcal/kg HLi?99.5kcal/kg 丙烷 HVi?102kcal/kg HLi?34kcal/kg
HVW?168.5?0.1580?102?0.8420?112.507kcalkg HLW?99.5?0.1580?34?0.8420?44.349kcalkg
QW??R?1?D?112.507?44.349???14.5?1??6250??112.507?44.349?
?7154498.138kcalh?2.9956?107kJh
3.3.3 全塔热量衡算
依据参考资料6，33页式（6-32）
QW?FHF?DHLD?WHLW?QP?Q损 （3.5）
式中 Q损——热量损失，kcal/h；
HF——每千克进料的焓，kcal/kg。
丙烯 HVi?168.5kcal/kg HLi?99.5kcal/kg 丙烷 HVi?100.5kcal/kg HLi?29kcal/kg
HF?99.5?0.9306?29?0.0694?94.4768kcalkg 左边?QW?FHF
?7154498.138?7323.1297?94.4768?7846363.998kcalh
?3.2853?107kJh 右边?DHLD?WHLW?QD
?6750?99.2321?573.1297?44.356?7220118.938 ?7846363.976kcalh ?3.2784?107kJh
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所以，左边=右边。
3.4 板间距离的选定和塔径的确定
3.4.1 计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度
（1）液体的密度
查参考资料11,25～26页图，得45?C、44?C、49℃下纯组分的密度，见表2.12。 按参考资料11,10页式（2-17）计算
11?mL??xi?i （3.6）
式中 ?mL——液体平均密度，kg/m3。 计算举例：塔顶温度44?C
111?0.0038? 477462?mL?0.9962??mL?476.9412kg/m3
塔顶进料温度45℃
1?mL?0.9306?11?0.0694? 4754603 ?mL?473.9275kgm
塔釜温度49℃
1?mL?0.1581?11?0.8419? 46045099m3 ?mL?455.94kg液体平均密度见表3.3
表3.3 液体密度
组分 C3H6 密度（44?C）/(kg/m3) 477 462 密度（45?C）/(kg/m3) 475 460 密度（49℃）/(kg/m3) 460 449 C3H8 液体平均密度见表3.4
表3.4 液体平均密度 项目 液体平均密度/(kg/m3) （2）气体的密度
查参考资料11,10页，得公式：
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44?C 45?C 49℃ 455.9499 476.9412 474．0546 西北大学专科毕业论文（设计）
?mv?PM （3.7） ZRT式中 ?mV——气体平均密度，kg/m3；
p——操作压力，Pa；
Z——压缩因子，由对比温度和对比压力查图而得； M——平均相对分子质量； T——操作温度，K；
R——通用气体常数。
计算举例：塔顶
对比温度 Tr?T317.15??0.8698 yT364.6192?iciP18.4??0.4045
?yiPci45.4865对比压力 Pr?塔釜 对比温度 Tr?T322.15??0.873 3?yiTci368.8685P18.4??0.4329
?yiPci42.5029对比压力 Pr?式中 Tc——临界温度，K； pc——临界压力，Pa。
由Tr、pr查参考资料11，附图（2-3）得:Z?0.691
PM42.0876?18.4 ?mv???44.3513kgm3
ZRT0.691?0.08205?317.15 同理，求得塔釜 ?mv?42.6969kgm3
表3.5 各组分的物性常数
组分 摩尔分数 临界温度T0/K 临界压力pc 丙烯 0.9962 丙烷 0.0038 共计 1.0000 364.87 369.83 45.50 41.95 yiTi yipci yiMi 364.0 1.4052 45.3271 41.9201 0.1595 0.1675 364.7692 45.4861 42.0876 3.4.2 求液体及气体的体积流量
V?L?D；L?RD （3.8） 所以 V??R?1?D （3.9）
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??14.5?1??160.3795 ?2485.8823kmol/h 因为 ??1.0
所以 V?V'（依据恒摩尔流假定，精、提馏段上升气体的摩尔流量相等）
L`?V`?W?2485.8823?13.0934?2498.9757kmolh
L?RD?14.5?160.3795?2325.5028kmolh
式中 V、V'——精馏塔内精、提馏段上升蒸汽的流量，kmol/h； L、L'——精馏塔内精、提馏段下降液体的流量，kmol/h。 转换为质量流量
V?2485.8823?42.0876?104624.8199kgh V`?2762.0938?43.2123?108812.7858kgh L?2325.5028?42.0876?97874.8317kgh L`?2498.9757?42.7723?109385.914kgh 转换为体积流量
V?104624.819944.3513?2359.005m3h?0.6542m3s V`?108812.819942.6909?2328.3381m3h?0.7079m3s L?97874.8317/476.9412?205.2136m3h?0.0570m3s L`?109385.914/455.9499?241.8690m3h?0.0672m3s 计算结果汇总见表3.6。
表3.6 精馏段、提馏段上升蒸汽及下降液体量 项目 kg/h m3/h m3/s 项目 kg/h m3/h m3/s V 104624.8199 2359.00 0.6550 V' 108812.7858 2518.49 0.7079 L 97874.8317 205.2136 0.0570 L' 109385.914 241.8690 0.0672 3.4.3 初选板间距及塔径的估算
（1）计算塔径
查参考资料6,148页表9-4，依据流量初选塔径2.4m，板间距为500mm。 根据公式：
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