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年产3万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计+工艺计算+热量衡算 第4页

更新时间:2010-8-10:  来源:毕业论文
年产3万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计+工艺计算+热量衡算 第4页
2.2精馏塔工艺计算
2.2.1物料衡算(见2.1.2)
2.2.2操作条件的确定
(一) 进料温度的计算(泡点)—饱和液体进料
(1) 已知体系总压强P总=200kPa,即P总=1520mmHg
物料饱和液体进料,故进料的泡点温度为进料温度。
(2) 安托因公式㏑Pis=A-B/(T+C)   (Pis::mmHg,T:K)
查《石油化工基础数据手册》表2-6  安托因公式数据表
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DME 16.8467 2361.44 -17.10
CH3OH 18.5875 3626.55 -34.29
H2O 18.3036 3816.44 -46.13
DME:  ㏑Pis,DME=16.8467-2361.44/(T-17.10)
CH3OH:㏑Pis,CH3OH=18.5875-3626.55/(T-34.29)
H2O:   ㏑Pis,H2O=18.3036-3816.44/(T-46.13)  
(3) 采用试差法计算毕业论文http://www.751com.cn
压力不太高,按完全理想系计算,Ki=㏑Pis/P
      给定P                                Y     T
设T          Ki=㏑Pis/P       ∑Kixi -1≤ε         yi        结束
                       
调整T              N图2-2  试差法结构图
试差过程见表2-7表2-7  试差过程
组分 xi 392.55K 392.70K 392.75K
  Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi=Kixi
DME 0.01230 3.85×104 0.04112 3.85×104 0.4116 3.858×104 0.04119
CH3OH 0.002470 4.78×103 0.00773 4.76×103 0.00774 4.772×103 0.00775
H2O 0.9852 1.46×103 0.9499 1.46×103 0.9514 1.470×103 0.9529
∑Kixi 1.000  0.9988  1.0003  1.0019
结果:在392.70K,即119.55℃时, ∑Kixi≈1,故进料温度为392.70K
(二) 塔顶露点温度计算
操作压力:P总=1520mmHg
      给定P                                Y     T
设T          Ki=㏑Pis/P      ∑(yi/Ki)-1≤ε        xi        结束
                        调整T              N
图2-3  试差法结构图试差过程见表2-8
表2-8  试差过程
组分 xi 331.00K 332.25K 332.75K
  Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi=Kixi
DME 0.9986 1.12×104 1.0209 1.154 0.9968 1.16×104 0.9851
CH3OH 0.001400 5.87×102 0.00362 6.117 0.00348 6.243102 0.00341
∑yi/Ki 1.000  1.0245  1.0003  0.9984
结果: 在332.25K,即59.10℃时, ∑yi/Ki≈1,故塔顶温度为332.25K
(三) 塔釜泡点温度计算操作压力:P总=1520mmHg
      给定P                                Y     T
设T          Ki=㏑Pis/P         ∑Kixi  ≤ε       yi       结束
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调整T              N
图2-4  试差法结构图试差过程见表2-9表2-9  试差过程
组分 xi 393.35K 393.50K 394.15K
  Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi= Kixi Pis /mmHg yi= Kixi
DME 3.195 3.90×104 0.00011 3.90×104 0.00011 3.95×104 0.00011
CH3OH 0.00441 4.88×103 0.01413 4.87×103 0.00142 4.97×103 0.01445
H2O 0.9955 1.50×103 0.9845 1.50×103 0.9860 1.54×103 1.0097
∑Kixi 1.000  0.9987  1.0003  1.0242
结果: 在393.50K,即120.35℃时, ∑Kixi≈1,故塔顶温度为393.50K
2.3精馏塔设备计算毕业论文http://www.751com.cn
2.3.1基础数据
(一) 塔压:1520mmHg
      进料温度:TF=392.70K
塔温  塔顶温度:TD=332.25K
      塔釜温度:TW=393.50K
(二)  密度(参考《化工单元设备的设计》)
查《石油化工基础数据手册》表2-10  密度数据表
温度/℃ DME/ kg/m3 CH3OH/ kg/m3 H2O/ kg/m3
50 610.8 772.5 998.1
60 591.8 761.1 983.2
110 459.4 698.7 951.0
120 407..8 684.7 943.1
122 392.1 681.1 941.4
经插值计算得毕业论文http://www.751com.cn
表2-11  插值计算后密度数据表
温度/℃ DME/ kg/m3 CH3OH/ kg/m3 H2O/ kg/m3
59.10 593.7 410.7 405.8
119.55 762.2 685.5 684.3
120.35 984.7 943.5 942.7
已知各组分在液相、气相所占的比例,如表2-12所示
表2-12  各组分所占比例
 DME CH3OH H2O
 液相 气相 液相 气相 液相 气相

料 质量分数 0.03090 0.01656 0.004300 0.004484 0.9648 0.9789
 摩尔分数 0.01230 0.04116 0.002470 0.007743 0.9852 0.9514
塔本文来自辣*文*论-文|网
顶 质量分数 0.9950 0.9990 0.005000 0.001000 — —
 摩尔分数 0.9968 0.9986 0.003479 0.001400 — —
塔釜 质量分数 8.1×10-5 4.1×10-5 0.007819 0.008010 0.9921 0.9916
 摩尔分数 3.1×10-5 1.0×10-4 0.004413 0.01415 0.9955 0.9860

(1) 塔顶密度的计算 ①液相平均密度:      =593.9( kg/m3)
②气相平均密度:(2) 进料板密度的计算①液相平均密度:      =905.7(kg/m3)
②气相平均密度:
   =46.07×0.04116+32.04×0.007743+18.02×0.9514=19.28

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