《年產(chǎn)10萬噸甲基叔丁基醚的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)》6800字【論文】

年產(chǎn)10萬噸甲基叔丁基醚的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 PAGE摘要所寫的設(shè)計(jì)說明書是有關(guān)于年產(chǎn)10萬噸甲基叔丁基醚的裝置生產(chǎn)工藝，其主要部分是以反應(yīng)工段。由國內(nèi)外較成熟穩(wěn)定的甲基叔丁基醚的生產(chǎn)工藝與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合河北的自然及地理?xiàng)l件，外加我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的較為迅速，因此對汽油的需求也隨之大量增加而甲基叔丁基醚作為汽油主要添加劑，其為一種無色透明、粘度低的可揮發(fā)性液體，當(dāng)他作汽油添加劑時(shí)扮演著極其重要的角色，其能夠提高辛烷值，易裂解制得異丁烯，抗爆性也極為優(yōu)良，與汽油的混合性較好更加有利于作汽油添加劑，吸水相對少，對環(huán)境無污染大力保護(hù)了環(huán)境。對此，甲基叔丁基醚在我們的生產(chǎn)、發(fā)展頗受關(guān)注與歡迎，為此，我的設(shè)計(jì)是混合碳四中的異丁烯和甲醇在強(qiáng)酸性苯丙烯系陽離子交換樹脂催化劑條件下最終合成而獲得甲基叔丁基醚。關(guān)鍵詞：物料衡算，熱量衡算，工藝流程，車間設(shè)計(jì)第一章緒論1.1概述甲基叔丁基謎（MTBE）主要物理特性[[]李婷.國內(nèi)外甲基叔丁基醚的研究進(jìn)展[D].化工中間體出版，2014年3月[]李婷.國內(nèi)外甲基叔丁基醚的研究進(jìn)展[D].化工中間體出版，2014年3月密度(kg/m3,20℃)：740.6熔點(diǎn)：?109℃沸點(diǎn)：55.2℃閃點(diǎn)：?10℃臨界溫度(℃):223.9比熱容(℃):2.135蒸發(fā)熱(J/(g·K))：30.10燃燒熱(MJ/kg)：38.21雷德蒸汽壓(bar):0.55臨界壓力(KPC)：223.9折光指數(shù)(20)：1.3689著火點(diǎn)(℃)：480空氣中爆炸極限(%V):下限1.65；上限8.4研究法辛烷值：（RON）117馬達(dá)法辛烷值:(MON)101水在MTBE中的溶解度(20℃,g/100g)：1.5MTBE在水中的溶解度(20℃,g/100g)：4.3一、危害健康該物質(zhì)可以通過口腔，皮膚侵入體內(nèi)。危害健康：該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物經(jīng)過加熱分解后釋放出的蒸氣或霧對人的身體產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響，再加嚴(yán)重者可能還會(huì)引起非常可怕的肺炎，還會(huì)嚴(yán)重影響皮膚，甚至?xí)鹨恍┢つw疾病，因此它的危險(xiǎn)性不容小覷[[]新聞專題.甲基叔丁基醚毒性的研究[J].衛(wèi)生毒理學(xué)雜志,2000年04期[]新聞專題.甲基叔丁基醚毒性的研究[J].衛(wèi)生毒理學(xué)雜志,2000年04期二、毒性以及對環(huán)境的影響甲基叔丁基醚屬于低毒性物質(zhì)，大量的吸入人體會(huì)容易致癌危險(xiǎn)特性：甲基叔丁基醚的生產(chǎn)會(huì)給我們帶來眾多便利的同時(shí)，它的易燃易爆性能也給我們帶來了生活中的一些煩惱與困惑，當(dāng)其加熱后的蒸氣散播在大氣中時(shí)，因大氣中含有大量的氧氣，會(huì)使其與大氣中的氧氣快速發(fā)生反應(yīng)，會(huì)生成強(qiáng)烈的爆炸性產(chǎn)物。當(dāng)其與明火、當(dāng)溫度過高或者遇見具有強(qiáng)還原性的物質(zhì)時(shí)，會(huì)引起較為嚴(yán)重的易燃易爆的風(fēng)險(xiǎn)，給我們帶來慘重的傷害。隨之流動(dòng)，當(dāng)其附著于氧化劑的表面時(shí)，它的反應(yīng)也會(huì)極其殘忍，發(fā)生劇烈的反應(yīng)。甲基叔丁基醚的蒸汽與空氣相比而言比較重，因此其能夠在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，在其擴(kuò)散中遇明火能夠使其再次復(fù)燃，危害極大。燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳還有少量的有毒氣體。應(yīng)急處理處置方法:①泄漏應(yīng)急處理當(dāng)廠區(qū)發(fā)生泄露時(shí)，應(yīng)當(dāng)迅速將泄露廠區(qū)的工作人員撤離至安全的范圍內(nèi)，及時(shí)送至附近醫(yī)院，以免意外的發(fā)生，并且嚴(yán)格限制他的行動(dòng)，避免更多的人受到危險(xiǎn)，加大救治管理難度。與其同時(shí)要立馬切斷火源[[]何光里.汽車運(yùn)用工程手冊（885-920頁)[M].人民交通出版社,1999年]，避免泄露持續(xù)無改善，對公司社會(huì)產(chǎn)生不可挽回的損失。意外發(fā)生后，需要應(yīng)急管理人員現(xiàn)場處理時(shí)，要做好強(qiáng)加有力的保護(hù)措施保證其自身安全后，進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域阻擋意外發(fā)生的擴(kuò)大化。應(yīng)急處理人員進(jìn)去后首先要快速切斷泄漏源，以防[]何光里.汽車運(yùn)用工程手冊（885-920頁)[M].人民交通出版社,1999年小量泄漏∶當(dāng)發(fā)生小量泄漏，危害性較小時(shí)，其可以用簡單的沙土等具有吸收性能的物質(zhì)及時(shí)吸收泄漏物質(zhì)，以防發(fā)生更大的危害。大量泄漏：當(dāng)發(fā)生大量泄露時(shí)，危害性過大，必須要及時(shí)采取強(qiáng)有力的措施，以避免過大的損失與毀壞，造成不了彌補(bǔ)的錯(cuò)誤。較為簡單的方式方式便是構(gòu)筑圍堤或者是挖坑收容，方式簡單極易操作；再者是使用濃度較高的泡沫將其泄露位置重要覆蓋，降低蒸氣蒸發(fā)帶來的嚴(yán)重危害。將要用專用的處理泵或者是廢棄槽處理相應(yīng)的廢棄物，將其分類了解后，做出合適的處置。②防護(hù)措施在甲基叔丁基醚操作車間，我們要做好防護(hù)措施，防止發(fā)生泄漏時(shí)造成不必要的傷亡，防止蒸汽進(jìn)入皮膚，我們應(yīng)穿戴防護(hù)服、防護(hù)眼鏡、橡膠手套、防毒面具。操作過程還應(yīng)該保持室內(nèi)空氣流暢，在操作中禁止煙火。在操作完成后，應(yīng)立即脫下防護(hù)用具，立即沐浴更衣。③急救措施皮膚接觸：急救后，衣服難免會(huì)濕透，要及時(shí)更換沾有危險(xiǎn)物的服飾，淋浴洗掉身上殘留的殘留夜。眼睛接觸：提起眼瞼，一共要盡快及時(shí)清理，不然后果不堪設(shè)想，應(yīng)及時(shí)用較強(qiáng)流動(dòng)性能的清水或生理鹽水沖洗。如果難以緩解，要立即選擇距離最近的醫(yī)院及時(shí)就醫(yī)。食入：喝入大量的溫水，保證身體水分充足，若出現(xiàn)身體強(qiáng)烈不適應(yīng)情況應(yīng)立馬選擇就醫(yī)。1.1.1MTBE市場現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著科學(xué)技術(shù)的大力推進(jìn)和強(qiáng)烈發(fā)展，近年來由于各國交通活動(dòng)，化工生產(chǎn)等大量污染物的排放，必須迎刃解決的是當(dāng)下棘手的環(huán)保問題，隨之環(huán)保政策的調(diào)整，在當(dāng)今國社會(huì)國際市場中甲基叔丁基醚的市場也隨之變幻莫測。比如說美國的例子應(yīng)該引起全世界的關(guān)注，甲基叔丁基醚的危害性美國人認(rèn)為是非常嚴(yán)峻的[[]白明春，張超，李應(yīng)曉.甲基叔丁基醚應(yīng)用及發(fā)展的概述[P].科教文匯出版社,2012年15期]，讓人們?yōu)橹ε?，因此也在無形的使甲基叔丁基醚在美國內(nèi)地的市場中的生產(chǎn)量和消費(fèi)量形成了一直下滑的趨勢,而和其相比具有相同特性的乙基叔丁基醚(ETBE)生產(chǎn)量和消費(fèi)量隨之形成了上升的趨勢。與此同時(shí)在歐洲方面，由于受到美國的影響，隨之而來的也便是甲基叔丁基醚的需求量大量下滑。然而處于中東地區(qū)卻并非如此，現(xiàn)在以卡爾為首的一些國家仍然在汽油中加入一定量的甲基叔丁基醚使其作為重要的催化劑出現(xiàn)，因此，甲基叔丁基醚在中東地區(qū)的重要位置仍處于上升狀態(tài)。因此甲基叔丁基醚為人們帶來便捷的同時(shí)，要不斷將其擴(kuò)大，爭取早日使全世界接受甲基叔丁基醚的[]白明春，張超，李應(yīng)曉.甲基叔丁基醚應(yīng)用及發(fā)展的概述[P].科教文匯出版社,2012年15期1.1.2設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求來說，需要設(shè)計(jì)出年產(chǎn)10萬噸MTBE的生產(chǎn)工藝。與四乙基鉛相比較，使用甲基叔丁基醚對于環(huán)境來說更加的友好一些，并且其功能較為寬，因此也就使得在現(xiàn)實(shí)科技快速發(fā)展的社會(huì)中，甲基叔丁基醚變得更加受歡迎，也就形成了需求量增加的趨勢，為此各國要大力生產(chǎn)來補(bǔ)足需求量，所有的目標(biāo)也便一致，即為“少投入多獲得”，也就出現(xiàn)了人們都在大力探索高效率的生產(chǎn)方式，一次次更換生產(chǎn)設(shè)備，找到最為合適的生產(chǎn)裝置，也就由此可得，建設(shè)項(xiàng)目具有十分重要的意義。目前國際社會(huì)形勢中，甲基叔丁基醚的生產(chǎn)方式很多，但是較為常見的有幾種:1、離子交換樹脂法2、硫酸法3、催化蒸餾法。經(jīng)過調(diào)查得出目前使用最為寬泛的是催化蒸餾法，但是由于這種方法需要使用硫酸，硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，存在著一定的安全危險(xiǎn)，考慮設(shè)計(jì)的安全問題，此方法被排除。我的設(shè)計(jì)采用的是較為安全離子交換樹脂法。此法能耗較低，經(jīng)濟(jì)方面劃算，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。1.1.3廠址的選擇及車間的組成1.1.3.1廠址選擇我想要將廠址選擇在河北唐山，其原因是水電充足，溫度適宜，并且挨著海岸線，還有一些其他的大型工廠建設(shè)，交通便利適合發(fā)展。1.1.3.2設(shè)計(jì)車間的組成車間組成主要為生產(chǎn)車間和輔助車間。1.1.2工藝說明1.2.1原材料規(guī)格表1.原材料規(guī)格序號(hào)原料名稱控制項(xiàng)目名稱和指標(biāo)備注1混合碳四原料異丁烯含量18～42％無色透明液體比重：0.791～0.732初熔點(diǎn)：64～65.5℃蒸餾量≥99％以HAC計(jì)算2甲醇游離酸≤0.002％游離堿≤0.005％酸值≤0.0353堿液NaoH≥6％4硫酸Hcl≥12％5觸媒膨脹比：1.3～1.75強(qiáng)度：99％1.2.2副產(chǎn)品規(guī)格表2.副產(chǎn)品規(guī)格序號(hào)名稱規(guī)格單位設(shè)計(jì)定額1丁烯1～41％T19.072殘液餾分MTBE≥98.7％KG101.2.3安全措施本裝置安全特點(diǎn):本設(shè)計(jì)裝置的碳四原料異丁烯、甲醇以及成品甲基叔丁基醚等具有易燃易爆的特性，因此在其生產(chǎn)和儲(chǔ)存過程中要更加小心。因?yàn)楫a(chǎn)品閃點(diǎn)的溫度和其外界的溫度比較起來較低一些，因此，要特別注意在不正常操作條件下時(shí)發(fā)生的反應(yīng)，如果由于錯(cuò)誤的操作環(huán)境及條件下，存在的重大危險(xiǎn)也不容忽視。因?yàn)榧状己图谆宥』训亩拘源嬖?，在選擇輔助材料和鹽酸時(shí)，輔助材料和鹽酸等的水溶液有一定的腐蝕性，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)也要在較高的壓力下進(jìn)行。具體措施：(1)在整個(gè)過程中，對于可燃物質(zhì)要加以特別的控制，爭取做到文明生產(chǎn)，最大力度的消除可燃物質(zhì)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。(2)對空氣和氧化劑做到強(qiáng)有力的隔離效果，也就是要求設(shè)備要完全密閉。（3）做到完全消滅著火源，也是極其重要的。（4）對于火勢和爆炸波的擴(kuò)展和蔓延，要做到“早發(fā)現(xiàn)，早控制”，以免形成新的燃燒條件。(5)提高安全技術(shù)，加強(qiáng)安全管理。1.2.4具體的反應(yīng)過程LIA115進(jìn)行液面指示與報(bào)警時(shí)，當(dāng)槽內(nèi)的壓力高于2389.03Pa時(shí)，其會(huì)自動(dòng)開啟水噴淋降濕。P101A進(jìn)行工作時(shí)，需要在線色譜AR101進(jìn)行分析碳四原料中異丁烯的含量。1.3綠色化工在我們的現(xiàn)實(shí)生活中，綠色化工的重要性可以說不言而知，所謂“綠水青山就是金山銀山”一直在強(qiáng)調(diào)著這一點(diǎn)，也便說明了進(jìn)行綠色化工生產(chǎn)的重要意義。綠色化工技術(shù)就要走環(huán)境環(huán)保的黃金路線，又要盡可能保證原料能夠高效率的轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。對于本設(shè)計(jì)來說，綠色生產(chǎn)也尤為重要。第二章計(jì)算部分2.1物料衡算內(nèi)容[[]劉俊吉，周亞平，李松林等.物理化學(xué)[M].物料平衡的原理及運(yùn)算.天津大學(xué)物理化學(xué)教研所,2017年8月][]劉俊吉，周亞平，李松林等.物理化學(xué)[M].物料平衡的原理及運(yùn)算.天津大學(xué)物理化學(xué)教研所,2017年8月2.1.1全車間物料衡算2.1.1.1產(chǎn)品中純METB的量有設(shè)計(jì)的要求來說，MTBE的生產(chǎn)量為年產(chǎn)10萬噸，按照一年工作327.5天，按每天工作24天計(jì)算，所以一年需要工作7860小時(shí)，則每小時(shí)生產(chǎn)METB量：M=10×10?×103/7860=12722.6kg/h表3.指標(biāo)合格品優(yōu)質(zhì)品MTBE至少為97％至少為98％CH?OH最多為0.7％最多為0.5％C?H??O最多為0.8％最多為0.6％要求產(chǎn)品合格，按照其要求計(jì)算：則產(chǎn)品中純甲基叔丁基醚的量：M?'=12722.6×0.97=12340.9kg/hM?=12340.9/88.2=140.0kmol/h2.1.1.2反應(yīng)器各段生成的MTBE的量產(chǎn)物甲基叔丁醚在反應(yīng)器B出口的量M?'=12340.9/0.98=12592.8kg/hM?=12592.8/88.2=142.8kmoI/h想要設(shè)計(jì)合格，根據(jù)要求所得∶一段轉(zhuǎn)化率75％二段轉(zhuǎn)化率85%三段轉(zhuǎn)化率93%產(chǎn)物甲基叔丁基醚在反應(yīng)器A出口的量：反應(yīng)器總轉(zhuǎn)化率≥92%反應(yīng)器A總轉(zhuǎn)化率≥85％設(shè)反應(yīng)器的MTBE收率為98％142.80.92=155.2M?=155.2×0.850.98=134.6M?'=134.6×88.2=11871.7kg/h2.1.1.3進(jìn)入反應(yīng)器A的異丁烯的量N=142.8/（0.92×0.98）=158.4kmol/hN'=158.4×56.1=8886.2kg/h2.1.2反應(yīng)器物料衡算表4.反應(yīng)器A進(jìn)料組成及流量分子量質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg質(zhì)量流量kg/h摩爾分?jǐn)?shù)kmol/kmol摩爾流量kmol/hC?H?42.10.002168.50.0014.28C?H?44.10.008259.80.0094.96C?H??（異）58.10.1898569.60.182136.2C?H?56.10.31211182.30.298218.3C?H??（正）58.10.0542104.70.06138.7C?H?（反）56.10.0922986.30.07660.9C?H?（順）56.10.0482015.40.04929.1C?H??72.20.00138.670.0010.9C?H?40.10.00359.20.0032.1C?H?54.10.004142.70.0041.8C?H?（異）56.10.28610026.30.324186.2H?O18.00.0019.80.0010.5合計(jì)1.00037563.31.000683.9得出新鮮甲醇中純甲醇的流率為5019.7kg/h表5.C?H?C?HC?H??C?H?C?H??C?H?C?H?C?H??C?H?C?HH?OCH?OH質(zhì)量流量0.460.7422.9231.846.368.925.320.120.20.384.785944.72循環(huán)甲醇=混合甲醇-純甲醇=5944.72-5019.7=925.0kg/h因此醇烯比符合設(shè)計(jì)要求，主反應(yīng)方程式：（CH?）??C=CH?+CH?OH→（CH?）??C?O?CH?副反應(yīng)方程式：（CH?）??C=CH?+H?O→（CH?）??C?O?CH?2，5異丁烯→2，3異丁烯由異丁烯反應(yīng)生成甲基叔丁基醚的產(chǎn)率為98％，甲醇經(jīng)過反應(yīng)則能完全生成甲基叔丁基醚，經(jīng)過一段反應(yīng)后的轉(zhuǎn)化率為75%反應(yīng)的異丁烯為158.4×0.75=118.8kmol/hMTEB產(chǎn)量為158.4×0.75×0.98=116.4kmol/h生成MTBE的量為0.5mol時(shí)，生成異丁烯的量為0.4×（118.8-116.4-0.5）=0.8kmol/h剩下異丁烯的量158.4×（1-0.75）=39.6kmol/h反應(yīng)器中進(jìn)料組成甲醇為185.5kmol/h剩下的甲醇流量185.5-116.4=69.1kmol/h表6.反應(yīng)器一段出口反應(yīng)產(chǎn)物的組成及流量C?H??（異）149.20.1978396.90.269C?H?（正）209.10.30212093.40.388C?H??（正）39.60.0491274.50.041C?H?（反）56.70.0821962.80.063C?H?（順）55.20.0522031.40.065C?H??0.80.00158.70.002C?H?1.70.00272.30.002C?H?2.10.003128.10.004C?H?39.60.0592658.20.085CH?OH69.10.0791328.70.043MTEB116.40.1721146.00.037TBA0.50.00121.20.001C?H?（異）0.30.00116.00.000740.31.00031173.21.000用0.85當(dāng)作循環(huán)物料的循環(huán)比，計(jì)算循環(huán)物料的異丁烯，設(shè)為x，x解得x=33.7kmol/h同理，計(jì)算得含有甲基叔丁基醚的量98.9kmol/h甲醇的量58.7kmol/h表7.反應(yīng)器一段循環(huán)物料的組成與流量C?H?3.410.006141.20.004C?H??5.390.009198.50.006C?H??（異）112.80.1906801.30.192C?H?170.30.28710321.00.291C?H??29.80.0501621.30.046C?H?（反）51.60.0872326.80.066C?H?（順）25.20.0421432.70.040C?H??0.310.00035.70.001C?H?0.990.00162.90.002C?H?2.190.003113.60.003C?H?33.70.0571418.50.040CH?OH58.70.0991633.20.046MTBE98.90.1669231.60.261TBA0.810.00149.80.001C?H?（異）0.180.00021.50.001594.31.000035409.61.000二段循環(huán)反應(yīng)器中的計(jì)算按照85%的計(jì)算進(jìn)度計(jì)算結(jié)果如下∶反應(yīng)的異丁烯的量∶158.4×0.85=134.6kmol/hMTBE的產(chǎn)量∶158.4×0.85×0.99=133.3kmol/h二，三異丁烯的產(chǎn)量∶0.4×（134.6-133.3-0.5）=0.3kmol/h剩下的異丁烯的流量∶158.4×（1-0.85）=23.8kmol/h剩余的甲醇流量∶185.5-133.3=52.2kmol/h由此得，取循環(huán)物料的循環(huán)比為0.8，設(shè)循環(huán)物料中含異丁烯的量為x，則xx=19.0kmol/h由此同理得，含有MTEB的量為106.6kmol/h反應(yīng)器三段的出口組成及流量到三段時(shí)異丁烯的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為93％反應(yīng)的異丁烯的量∶158.4×0.93=147.3kmo/hMTBE的產(chǎn)量∶158.4×0.93×0.99=145.8kmol/h二，三異丁烯的量∶0.4×（147.3-145.8-0.5）=0.4kmol/h剩下的異丁烯的量∶158.4×（1-0.93）=11.1kmol/h剩余的甲醇流量∶185.5-147.3=38.2kmol/h2.2.熱量衡算經(jīng)過物料平衡計(jì)算之后,各階段的物料量變得很清晰，為了使實(shí)驗(yàn)更加的完整，必須要經(jīng)過準(zhǔn)確的熱平衡計(jì)算來呈現(xiàn),熱量平衡計(jì)算的目的是將生產(chǎn)過程中所提供熱能地供需量加以計(jì)算和說明，其類似的問題均可以通過熱量或能量的平衡來計(jì)算,通過熱量衡算可以得出實(shí)驗(yàn)中的不合理性，進(jìn)而提出改進(jìn)方案。2.2.1、化學(xué)反應(yīng)地?zé)嵝?yīng)有我們學(xué)過的理論知識(shí)可知，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)所得到的熱效應(yīng)只與反應(yīng)物和生成物的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)過程中的方式和途徑無關(guān)，蓋斯定律:“不管化學(xué)過程是一步完成或分步完成,其過程地?zé)嵝?yīng)是相同地,”也在說明這個(gè)道理。因此,需要計(jì)算熱量衡算時(shí)，我們并不需要考慮反應(yīng)過程中的方式和途徑，只要把反應(yīng)物和生成物的初末狀態(tài)的熱量弄明白即可，即：Q反應(yīng)=∑生成物?∑反應(yīng)物其中：Q——化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱,∑生成物——生成物地生成焓之和,∑反應(yīng)物——反應(yīng)物地生成焓之和,2.2.2、物理變化地?zé)嵝?yīng)物理變化前后物質(zhì)地焓差=該部分反應(yīng)前后的反應(yīng)熱效應(yīng)。2.2.3、設(shè)備地?zé)嶝?fù)荷在木次流積模圳中冬設(shè)各地執(zhí)負(fù)荷已由PRO/II計(jì)算得出。2.2.4、熱量散失在計(jì)算模擬過程中，由于會(huì)簡化過程，因此該部分的熱計(jì)算通常是不考慮的,但是考慮到整個(gè)過程中的熱量交換，在整個(gè)反應(yīng)過程的熱量體系中,各個(gè)部分的熱量綜合是固定的，是符合熱量守恒定律的,因此，整個(gè)體系中，熱量的計(jì)算是符合一下公式的∶輸入系統(tǒng)中地能量?從系統(tǒng)輸出地能量＝系統(tǒng)中積累地能量而在本次流程模擬中系統(tǒng)能量地積累等于物料進(jìn)出焓差,輸入輸出地能量差都體現(xiàn)于設(shè)備地?zé)嶝?fù)荷中[[]劉俊吉，周亞平，李松林等.物理化學(xué)[M].熱力學(xué)的原理及運(yùn)算.天津大學(xué)物理化學(xué)教研所,2017年8月[]劉俊吉，周亞平，李松林等.物理化學(xué)[M].熱力學(xué)的原理及運(yùn)算.天津大學(xué)物理化學(xué)教研所,2017年8月進(jìn)出物流燴變=設(shè)備地?zé)嶝?fù)荷：Q=∑H??∑H?其中：Q——設(shè)備地?zé)嶝?fù)荷∑H?——離開設(shè)備地各物料焓之和,∑H?——進(jìn)入設(shè)備地各物料焓之和2.3精餾塔的計(jì)算在操作過程中要符合實(shí)際要求，則MTBE的純度至少為96％，所以甲醇的剩余量必須小于0.5％，在對設(shè)備操作條件方面，其中塔頂壓力值為0.5886Mpa，全塔壓降△P=29.4Kpa。分離后的結(jié)果為，塔底產(chǎn)品MTBE純度高于98%，塔頂產(chǎn)品甲醇回收率高于95%[[]夏清.化工原理下冊[M].蒸餾精餾塔的計(jì)算原理.天津大學(xué)化工原理出版社,2012年第二版本[]夏清.化工原理下冊[M].蒸餾精餾塔的計(jì)算原理.天津大學(xué)化工原理出版社,2012年第二版本2.3.1、回流比和理論塔板數(shù)【進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料，則q=1】θ=1.23計(jì)算數(shù)據(jù)列于下表8.yrP?kx?C0.0081.01926491.63.07O0.00316.102C0.0121.02421986.32.6310.00413.811C0.2631.0239885.11.1430.2406.015C0.3921.0019010.81.0220.3755.364C0.0691.0127573.00.8660.0874.543C0.1071.0007150.80.8120.1414.256C0.0651.0037019.20.8010.0814.201C50.0011.0012810.50.3210.0411.673C0.0031.00311439.81.3000.0026.831C0.0051.0028713.70.9830.0055.161C0.0231.0049167.21.0430.0225.475C0.0526.7171386.91.0620.0485.604MTBE0.0051.0301638.60.1910.0231.000最小回流比R表9.塔底溫度計(jì)算結(jié)果和相對揮發(fā)度xrPKy?甲醇0.0084.85711355.225.950.0496.456MTBE0.9841.0218385.680.920.9081.000TBA0.0061.4966780.751.100.0061.187由此得R?=0.2847??=∑y???=5.4457??=∑x???=0.9635N?=7.7實(shí)際回流比R=1.2R?=0.3449（R-R?）/（R+1）=0.0428查吉利蘭圖得N=23E?=0.5實(shí)際塔板數(shù)N=23/0.5=462.3.2、精餾塔塔徑和塔高的計(jì)算汽液相流量按塔頂?shù)谝粔K塔板計(jì)算，壓力P=1.1780Mpa，溫度t=80.65℃,汽相平均分子量：M=∑y汽相密度e汽相質(zhì)量流量F?=（R+1）F?=20152.05kg/h汽相體積流量V=F/e=922.7m3/h液相密度e?=∑e?/x=503.7m3/h液相質(zhì)量流量F?=RF?=6180.93kg/h液相體積流量V?=12.27m3/h設(shè)板間距為0.45m,查斯憲斯圖得負(fù)荷系數(shù)C=0.119設(shè)第一塊塔板溫度為塔頂蒸汽度（80.65℃）時(shí)，液體平均表面張力=6.4×10?3N/m最大允許氣速U?=0.103×√[（e??e?）/e?]=0.48m/s實(shí)際氣速U=0.75U?=0.36m/sA=V?/U得D=0.91m故取T101的塔徑為1.0m。塔高：H＝N×H筒體共有五個(gè)人孔，則入孔距篩板距離為700×3+400+250?450=2300mm=2.3m塔頂封頭高0.4m，塔底高5.78m則全塔總高為20.7+0.4+