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兰州交通大学毕业设计(论文)1第二章二甲醚分离塔的工艺计算一、二甲醚分离塔的物料衡算(一)已知所给数据得出物料衡算简图如下:图2-1物料衡算简图(二)选定衡算基准为kmol/h。已知条件所给数据为kg/h,根据公式ai/Mi÷∑ai/Mi(1)进行质量分数与摩尔分数的换算。已知:MDME=46.07kg/kmolMCH3OH=32.04kg/kmolMH2O=18.02kg/kmol其中ai—质量分数;Mi—摩尔质量得出下表所示数据:1、进料组分表2-1进料各组分所占比例组分DMECH3OHH2O质量分数0.49000.0086000.5014摩尔分数0.70800.0086400.28342、塔顶组分表2-2塔顶各组分所占比例组分DMECH3OH质量分数0.99900.001000摩尔分数0.99930.0007000精馏塔塔顶组成:0.999的二甲醚,0.001的甲醇。塔釜组成:8.140×10-5的二甲醚,0.9921的水,0.007891的甲醇。进料组成:0.4900的二甲醚,0.5014的水,0.0086的甲醇。兰州交通大学毕业设计(论文)23、塔釜组分表2-3塔釜各组分所占比例组分DMECH3OHH2O质量分数8.140×10-50.0078180.9922摩尔分数3.194×10-50.0044110.9955(三)清晰分割以二甲醚为轻关键组分,甲醇为重关键组分,水为非关键组分。(四)物料衡算已知:生产速率P=3×107÷8000=3.750×103(kg/h)=82.40kmol/hD=81.40/0.9993=81.46kmol/hXW,DME=3.194×10-5XD,CH3OH=0.0007000XW,DME,XD,CH3OH分别为塔釜二甲醚的摩尔分数和塔顶甲醇的摩尔分数。表2-4清晰分割法计算过程组分进料馏出液釜液DME0.7080F0.7080F-3.194×10-5W3.194×10-5WCH3OH0.008640F0.0007000D0.008640F-0.0007000DH2O0.2834F00.2834F∑FDW列出物料衡算式:3.194×10-5W+0.008640F-0.0007000D+0.2834F=W(2)F=D+W(3)联立式(2),(3)得:F=242.93kmol/h=7747kg/hW=160.07kg/h=2902kg/hD=82.46kmol/h=3796kg/h。MF=31.89kg/kmolMW=18.13kg/kmolMD=46.03kg/kmolMF、MW、MD分别为进料、塔釜、塔顶的平均相对分子质量。兰州交通大学毕业设计(论文)3二、二甲醚分离塔操作条件的确定(一)进料温度的确定1、根据安托因方程㏑Pis=A-B/(T+C)(Pis::mmHg,T:K)(4)来确定各组分的饱和蒸汽压。因为物料是饱和液体进料,故进料的泡点温度即为进料温度。从式(4)中可知安托因方程中饱和蒸汽压Pis是由安托因常数A,B,C及进料温度T所确定的。查《石油化工基础数据手册》表2-5安托因公式数据表ABCDME16.84672361.44-17.10CH3OH18.58753626.55-34.29H2O18.30363816.44-46.13将表2-6中的ABC分别代入式(4)中得到:DME:㏑Pis,DME=16.8467-2361.44/(T-17.10)(5)CH3OH:㏑Pis,CH3OH=18.5875-3626.55/(T-34.29)(6)H2O:㏑Pis,H2O=18.3036-3816.44/(T-46.13)(7)2、设温度进行试差计算以式DME为例,(1)设温度T(2)将T代入(5),(6),(7)式,得到Pis(3)将代入Ki=㏑Pis/P式得到Ki(由于体系总压强P总=200kPa,即P总=1520mmHg压力不太高,所以按完全理想系计算,Ki=㏑Pis/P)(4)计算∑KiXi-1,若∑KiXi-1<0,说明温度T设低了,应提高T;若∑KiXi-1>0,说明温度设高了,应降低温度T,重新计算。(5)直到∑KiXi-1接近0为止,此时的温度即为泡点温度,也即进料温度。兰州交通大学毕业设计(论文)4试差法结构图为图2-2.给定PYes设TKi=㏑Pis/P∑Kixi-1≤εT,yi结束运算调整TNo图2-2试差法结构图以示差方法所得数据见表2-6表2-6试差过程组分Xi392.55K392.70K392.75KPis/mmHgyi=KiXiPis/mmHgyi=KiXiPis/mmHgyi=KiXiDME0.012303.85×1040.041123.85×1040.41163.858×1040.04119CH3OH0.0024704.78×1030.007734.76×1030.007744.772×1030.00775H2O0.98521.46×1030.94991.46×1030.95141.470×1030.9529∑KiXi1.0000.99881.00031.0019
本文标题:二甲醚工艺流程计算
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