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1、例31某厂裂解气的组成如下，13.2x%氢、37.18x%甲烷、30.2x%乙烯、9.7x% 乙烷、8.4x%丙烯和1.32x%异丁烷。拟用C4馏分作吸收剂，从裂解气中回收99x%的乙 烯。该吸收塔处下的气体量为100kmol/h，操作压力为4.053MPa，平均操作温度为 L4。试计算：（1）最小液气比；（2）操作液气比为最小液气比的 1.5 倍时所需的理论板数；（3）各组分的吸收率和塔顶尾气的数量和组成；（4）塔顶应加入的吸收剂的量。解在4.053MPa和-1.4C下各组分的相平衡常数如下。组分氢甲烷乙烯乙烷丙烯异丁烷m3.10.720.520.150.0581）最小液气比的计算在最小液气
2、比下操作时，理论板数为无穷多。这时关键组分乙烯的吸收因子为A =申=0.99（L 所以一 =mA = 0.72 x 0.99 = 0.7128IV丿m（2）理论板数的计算已知操作液气比为最小液气比的 1.5 倍。L( L =1.5 = 1.5 x 0.7128 = 1.0692VIV丿m在操作液气比下，乙烯的吸收因子为A 丄=叱=1.485mV 0.72按式（314），理论板数为1.485 0.99lgN =1 一 0.99-1 = 9.86 -1 = 8.86lg1.485图 3 10NH组 分进料中各组分的量3/ kmol - h-1N+1吸收因子A吸收率被吸收量u * / kmol -
3、h-1N+1塔顶尾气数量u (1 -*)/ kmol - h-1N +1组成 x%氢13.200013.234.68甲 烷37.180.34490.3412.6424.5464.48乙 烯30.21.4850.999.90.30.79乙 烷9.72.0580.99829.680.020.05丙 烯8.47.12818.400异 丁 烷1.3218.4311.3200100.0061.9438.06100.004）塔顶加入的吸收剂的量塔内气的平均流率为V - 100 + 38.06 - 69.03kmol/ h2塔内液体的平均流率为L +(L + 61.94)L 00- L + 30.97kmo
4、l / h2 0因为-=1.0692VL 二 30.97 二 1.0692 x 69.030所以塔顶加入的吸收剂量为L = 42.84kmol / h0例 32 某吸收塔有 20 块实际塔板，板效率为 20%，在 0.507 MPa 下操作，进塔原料 气温度32C，其组成为甲烷28.5x%、乙烷15.8x%、丙烷24.0x%、正丁烷16.9x%、正戊烷14.8x%。吸收剂可设为nC ,其中含有在循环中未脱完的正丁烷和正戊烷分别为2x%8和5x%，流率为原料气的1.104倍，温度为32C。试计算产物的流率和组成。解 取每小时处理100kmol原料气为基准，则吸收剂的量应为110.4kmol/h。
5、假设吸 收过程由于溶解热效应而使平均吸收温度为37C。由于现不知总吸收量，无法计算平均的 液气比，故暂按式（316）求吸收因子进行估算。其计算结果如表31 所示。计算以n - C4为例u-un+1 = 0.90u -u16.9-u16.9 1.75=0.90N+10表 31 初步估算结果（1）组 分(2)N+1（3）0（4）(5)A/(6)u -uAT J 11(7)u0(3)/(5)(8) u1(9) lNm（37T、0.507MPa 丿查列线图u -uN+100u mN+1C128.5038.50.02870.0278027.680.82C215.808.050.1380.138013.6
6、22.18C324.002.810.3940.394014.559.45n 一 C416.92.210.8651.260.901.753.315.81n 一 C514.85.520.293.821.001.441.4418.88n 一 C80102.670.015571.51.001.441.44101.23100.0110.462.03148.37所以u = 16.9 - 0.90(16.9 -1.75) = 3.3kmol / h1故L =u +l -u = 16.9 + 2.21- 3.3 = 15.81kmol /hNN +101从初步估算得到的Ln和V1值可知吸收量还是相当大的所以应
7、在此基础上再算一次平均吸收因子L = 110.4 +100 62.03 = 129.4kmol/ h均V = 110 -均100 - 62.032=81kmol / h129.4丿均81=1.60采用平均液气比（L/V）均对吸收液和尾气再进行一次计算其结果列于表32。表 32 用平均液气比计算结果(1)（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）组分N+1l0mf L 丄 W丿均muuN+11uuN+10u0u1lNC128.5038.50.0420.042027.31.20C215.808.050.200.20012.643.16C324.002.810.570.55010.813.2n
8、 - C416.92.210.8651.850.951.192.017.11n C514.85.520.295.541.001.01.019.32n C80102.670.01551031.001.01.0101.67100.0110.454.74155.66虽然第二次计算的吸收量与第一次有相当大的距离，但原设定的平均温度尚未进行校核。温度校核黄素可以采用热量衡算方法进行。一般塔顶尾气的温度可取为比吸收剂进塔温度高2口8，考虑到本题中规定的吸收温度较高，吸收剂用量也较大，故初设温度差为3C , 即尾气离塔温度为35C，然后计算各物流的焓值。结果列于表33。表 33 原料气、尾气及吸收剂的焓值组
9、分原料气尾气吸收剂HH xuN+1HH xu1hh x l0C11305437070213054354803100000C22309636610023096292880165690C33188276525431882343506167360n C4410036945441422828432071146024n 一 C55071075312051128511282435113514n 一 C87949608012480124361923715392294972012049923895304注：焓值零点为129C (饱和液体)。离塔吸收液的热量为2949720+1204992 - 3895304
10、二 5640000kJ / h离塔吸收液的温度用试差法求取，如表34。表 34 用试差法求离塔吸收液的温度离塔吸收液组成设 t = 50C1设 t = 60 C1组分lNhh x lNhh x lNC11.2010711128451255215062C23.1616945535551769856066C313.21841023450919916263592n 一 C417.11230543947024518418400n 一 C519.32274055280212887055229n 一 C8101.67410034175632435144435040155.6654085315745469用
11、插入法求得x10 = 57Ct = 50+ 5640000-5408531N5745469 - 5408531利用式(327)、式(329)计算各板的流率和温度V = 100 xn(54.74、4-n+14100丿n 0n +11L 二 110.4 + V 54.74nn +1V - V /100 - V /100 - V “t N+1n+1 t t / 57 n+1 57 32/ 57 n+1 x 25N V V N 0100 54.7445.26N+11计算结果如表 35。表 35各板流率和温度的初步计算原料气n n 4n 3n 2n 1吸收剂Vn100.086746454.7Ln155.
12、7141.7141.9119.7110.4(L / V)n1.8111.921.922.19V V0n14262645.3tn325749423732面按有效吸收因子法进一步计算。由第一板和第四板的吸收因子利用式（323）算出有效吸收因子 A 如表 36。e表 36 有效吸收因子 A 的计算e组分mm(L / V)(L / V)AAA414141eC142.538.51.8112.190.0430.0560.044C210.38.051.8112.190.17580.2680.188C33.962.811.8112.190.4570.770.53n C41.390.8651.8112.191.3032.4
