【最新】原料量的计算

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1、1、原料量的计算：设某一段时间内同时生产出 X kg 间苯二胺产品、Y kg 邻苯二胺产品和 Z kg 对苯二胺产品中含有 29.38kg 纯的混合二胺，则其中的纯的间苯二胺为 24.48kg 、纯的邻苯二胺为4.12kg 、纯的对苯二胺为 0.78kg，所以有：0.998X+0.002Z=24.48 (1)0.998Y+0.002Z=4.12 (2)0.001X+0.001Y+0.994Z=0.78 (3)联立（1） （2） （3）式可解出：X=24.5275 Y=4.1267 Z=0.777由题目每小时生产的间苯二胺的量为：3000010 330024=4166.667 kg/h则每小时生

2、产纯混合二胺的量为：A=4166.667X29.38则脱甲醇工序每小时的纯混合二胺原料的量为：B=A0.9950.9950.985则脱甲醇工序每小时的加氢反应液原料的量为：C=B0.2938即：C=4166.66724.527529.380.9950.9950.9850.2938=17420.20 kg/h精馏过程物料衡算：若输入原料液为 100kg/h，则各物料的实际质量为：甲醇:50.52kg ，水:19.88kg ，催化剂:0.13kg ，间苯二胺:24.48kg ，邻苯二胺:4.12kg ，对苯二胺:0.78kg ，焦油等高沸物:0.09kg 。设塔顶产品流量为 D，塔底为 W,三种二

3、胺以及焦油和催化剂都不在塔顶出现，所以塔的物料衡算只对甲醇和水进行，因预先要考虑甲醇和三种二胺都各自损失 0.5%变为同等质量的焦油，所以进料中水和甲醇的量的总和为：19.88+50.520.995=19.88+50.2674=70.1474 对甲醇列物料衡算方程 D0.99+(70.1474D)0.001=50.2674解得 D=50.76 则 W=10050.76= 49.24所以 D=50.76kg/h W=49.24kg/h 输入 F 输出 D 输出 W 物料kg/h Wt% kg/h Wt% kg/h Wt%甲醇 50.2674 50.2674 50.248 99 0.0194 0.

4、0394水 19.88 19.88 0.5076 1 19.3724 39.3393间苯二胺 24.3576 24.3576 24.3576 49.4627邻苯二胺 4.0994 4.0994 4.0994 8.3246对苯二胺 0.7761 0.7761 0.7761 1.5758催化剂 0.13 0.13 0.13 0.264焦油 0.4895 0.4895 0.4895 0.994 100 100 50.7556 100 49.2444 100模拟时把催化剂和焦油的量并入间苯二胺中，用于模拟输入的物料组成如下表输入 F 物料kg/h Wt%甲醇 50.2674 50.2674水 19.8

5、8 19.88间苯二胺 24.9771 24.9771邻苯二胺 4.0994 4.0994对苯二胺 0.7761 0.7761 100 1002、运用 PRO 进行模拟：1、低压塔最小回流比模拟低压塔最小回流比 Rmin的输入数据进料量 F 进料温度 进料压力 塔顶输出 D 塔顶压力 单板压降 塔板数 进料板Kg/h Kpa Kg/h Kpa Kpa 块 第几块100 30 101.33 0.01 105.33 0.000 100 99各物质质量百分数 Wt%甲醇 水 间苯二胺 邻苯二胺 对苯二胺50.27 19.88 24.98 4.099 0.776 R=1.000通过调整回流比 R，最终

6、当 R=0.670 时 塔顶甲醇的纯度大于且最接近 99 。然后保持该回流比不变，增加 20 块塔板的情况下，塔顶的纯度增加的很小，几乎不变。另外把 R 减小0.01，即使增加 20 块塔板，塔顶的纯度也不合格了，所以 0.67 是最小回流比。输出：最小回流比 Rmin= 0.6702、低压塔实际板数回流比 R= 1.30.670=0.87 模拟低压塔塔实际板数输入数据进料量F 进料温度 进料压力 塔顶输出 D 塔底输出 W 塔顶压力 单板压降 塔板数 进料板Kg/h Kpa Kg/h Kg/h Kpa Kpa 块 第几块100 30 101.33 50.76 49.24 105.33 0.6

7、67 100 99各物质质量百分数 Wt%甲醇 水 间苯二胺 邻苯二胺 对苯二胺50.27 19.88 24.98 4.099 0.776回流比 R=0.870通过调整塔板数和进料位置，当塔板数 NT =18 ，进料位置为第 12 块板时计算说明书输出X1= 0.99012 , X18=0.00018025 , X12=0.52164 此时满足板数最少（减少一块板无论怎么调整进料位置塔顶或塔底均不满足分离要求）且满足分离要求。输出：N T =18 进料位置为第 12 块板 塔底再沸器的温度 T 再 = 110.5 3、高压塔的压力和最小回流比模拟高压塔塔顶压力和最小回流比输入数据进料量 F 进

8、料温度 进料压力 塔顶输出D塔顶压力 单板压降 塔板数 进料板Kg/h Kpa Kg/h Kpa Kpa 块 第几块100 30 101.33 0.01 500 0.000 100 99各物质质量百分数 Wt% 甲醇 水 间苯二胺 邻苯二胺 对苯二胺50.27 19.88 24.98 4.099 0.776 R=1.000先调整回流比当塔顶纯度满足分离要求大于且最接近 99 时，看塔顶冷凝器（即塔顶第一块板）的温度是否在比低压塔塔底再沸器高 1520 ，若不满足必须调整塔顶压强，然后再重复上述过程直到塔顶压力为 780kpa 最小回流比 Rmin= 1.108 时塔顶冷凝器的温度 T 冷 =

9、127.5 因 T 冷 T 再 =17 在 15和 20之间所以压力符合要求 。输出： 塔顶压力为 780kpa 最小回流比 Rmin= 1.1084、高压塔实际板数回流比 R= 1.31.108=1.44 模拟高压塔塔实际板数输入数据进料量 F 进料温度 进料压力 塔顶输出 D 塔底输出 W 塔顶压力 单板压降 塔板数 进料板Kg/h Kpa Kg/h Kg/h Kpa Kpa 块 第几块100 30 101.33 50.76 49.24 780 0.667 100 99各物质质量百分数 Wt%甲醇 水 间苯二胺 邻苯二胺 对苯二胺50.27 19.88 24.98 4.099 0.776回

10、流比 R=1.44通过调整塔板数和进料位置，当塔板数 NT =25 ，进料位置为第 19 块板时计算说明书输出X1= 0.99005 , X25=0.00025354 , X19= 0.56147 此时满足板数最少（减少一块板无论怎么调整进料位置塔顶或塔底均不满足分离要求）且满足分离要求。输出：N T =25 精料位置为第 19 块板 由第 2 次和第 4 次模拟输出说明书可列表如下：编号 QD(M.KJ/h)QW(M.KJ/h)TD ()TW()TF()PW(Kp)CPD (KJ/kg.)CPW(KJ/kg.)CPF(KJ/kg.)低压塔 -0.1054 0.1218 65.7 110.5

11、76.7 116 2.846 2.922 2.738高压塔 -0.1172 0.1537 127.5 179.8 137.7 795.34 3.471 3.069 2.7383、原料分配：设低压塔（1)进料为 F1=100kg/h，高压塔（2）进料为 F2=n100kg/h 则可列出 nQ2D=0.1Q1WQ 1W0.5(C PW2C PW1)(T2WT 1W)nW2即：n0.117210 6=0.10.12181060.121810 60.5(2.922 3.069)(179.8110.5)n49.24 求得：n=1.0515所以：F=F 11.0515F 1即：17420.20=2.051

12、5F 1求得：F 1=8491.57kg/h F2=8928.63kg/h另外 F1=100kg/h F2=105.15kg/h 4、预热方案的选定说明：为了综合利用高压塔顶蒸汽潜热和塔底釜液的热量，本设计将高压塔塔顶蒸汽作为低压塔塔底再沸器的热源通入其再沸器（即低压塔再沸器是高压塔冷凝器） ，将高压塔釜液直接通入低压塔塔底将热量提供给低压塔后再随低压塔塔底产品一块排出。预热方案一：用低压塔塔顶产品对原料液一次预热，再用低压塔塔底产品对原料液进行二次预热，然后将原料液分为两股：一股直接进低压塔，另一股经过高压塔塔顶产品三次预热后进高压塔。其中，低压塔进料量为 100kg/h，高压塔进料为 10

13、5.15kg/h。计算：第预热器，热流体为：低压塔塔顶产品走壳程 冷流体为：原料液走管程则可列出 WD1CPD1T=W FCPFt其中 WD1 为低压塔塔顶产品流出量 WD1=50.76 kg/h T=T 1T 2 =65.7(3010) =25.7 CPD1 为低压塔塔顶产品比热容可从说明书表格读出 CPD1=2.846 KJ/kg.WF 为原料液流量 WF= F1F 2=100105.15=205.15 kg/hCPF 为原料液比热容可从说明书表格读出 CPF= 2.738 KJ/kg. t=t 1t 0=t130即 50.762.84625.7=205.152.738(t230)求得 t

14、 1=36.61第预热器，热流体为：低压塔塔底产品走壳程 冷流体为：原料液走管程则可列出 WW1CPW1T=W FCPFt其中 WW1 为低压塔塔底产品流出量 WW1=（11.0515）49.24=101.02kg/h T=T 1T 2 =110.5(36.6110) =63.89 CPW1 为低压塔塔底产品比热容可从说明书表格读出 CPW=2.922KJ/kg.WF 为原料液流量 WF=205.15 kg/hCPF 为原料液比热容可从说明书表格读出 CPF= 2.738 KJ/kg. t=t2t 1=t236.61 即 101.022.92263.89=205.152.738(t236.61

15、)求得 t 2=70.18第预热器，热流体为：高压塔塔顶产品走壳程 冷流体为：高压塔原料液走管程则可列出 WD2CPD2T=W F1CPFt其中 WD2 为高压塔塔顶产品流出量 WD2=50.761.0515=53.37 kg/h T=T 1T 2 =127.5(70.1810) =47.32CPD2 为高压塔塔顶产品比热容可从说明书表格读出 CPD1=3.471KJ/kg.WF2 为高压塔原料液流量 WF2= F2=105.15 kg/hCPF 为原料液比热容可从说明书表格读出 CPF= 2.738 KJ/kg. t=t3t 2=t370.18 即 53.373.47147.32=105.152.738(t370.18)求得 t 3=100.63预热方案二：用低压塔塔顶产品对原料液一次预热，然后用低压塔塔底产品对原料液进行二次预热，最后用高压塔塔顶产品对原料液进行三次预热。预热完毕将原料液分为两股：低压塔进料量为 100kg/h，高压塔进料为 105.15kg/h。计算：第预热器，热流体为：低压塔塔顶产品走壳程 冷流体为：原料液走管程则可列出 WD1