内容发布更新时间 : 2024/5/4 15:52:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
488.0551-420.3865 = 67.6686 kg/h = 1.8560 kmol/h = 41.5744 Nm3/h 剩余的VC的量为：
8533.1804-2.7496 = 8530.4310 kg/h = 136.4869 kmol/h
由于水洗液的出口温度很高,洗液中有一部分水会蒸发。查《化工流体流动与传热》知： 35℃时水的饱和蒸气压为5.6207 kPa，设水洗液上方的水蒸气量
gH2O：
gH2OgH2O?136.4869?1.8560?0.6861?2.0896?0.1272?0.6911?5.6207 152解得 gH2O=5.4501 kmol/h =98.2110 kg/ 水洗塔的物料衡算如表3-7所示。
表3-7?水洗塔物料衡算表 ?名???称???输入物料?输出物料?kg/h 6.6927 155.7238 0.6756 1.5225 6.8568 3181.8785 25.3194 480 20 —— 3878.6693
kmol/h 0.2571 4.2711 0.03749 0.0525 0.2448 50.9101 0.2558 26.6371 0.5485 —— 83.2145
Nm3/h 5.7590 95.6726 0.8398 1.1760 5.4834 —— —— 0.4829 —— —— 109.4137
kg/h 6.6927 55.6272 38.1357 1.5225 6.8568 3180.9690 25.3194 442.5399 120.0966 0.9095 3841.2092
kmol/h 0.2571 1.5257 2.1163 0.0525 0.2448 50.8955 0.2558 24.5583 3.2939 0.01455 81.1356
Nm3/h 5.7590 34.1757 —— 1.1760 5.4834 —— —— —— —— —— 47.9168
C2H2 HCl H2O(g) 空气 N2 VC EDC H2O(l) HCl(l) VC(损)
总???计?
3.8 碱洗塔物料衡算
合成气体经水洗后气体中还有一部分HCl气体未被吸收，需要用碱液中和，根据国内工厂的情况，一般选用浓度为15%的NaOH溶液为碱洗液，其反应式为：
NaOH (3-2)
则所需的碱液量为：
67.6686?40.01 = 495.0486 kg/h
36.46?15%生成H2O的量为：
67.6686?18.02 = 33.4445 kg/h
36.46由于气液接触不完全，故NaOH只有过量才能完全除去HCl，取过量6%，则所需的碱液量为：
495.0486 × 1.06 = 524.7515 kg/h = 13.1155 kmol/h
中和时需NaOH的量为：
524.7515 × 15% = 78.7127 kg/h 未反应的NaOH的量为：
78.7127 × 0.06 = 4.7228 kg/h = 0.1180 kmol/h 生成的NaCl量为：
67.6686?58.44 = 108.4628 kg/h
36.4615%碱液中H2O的量为：
524.7515 × （1-15%）= 446.0388 kg/h 则总H2O的量为：
33.4445 + 446.0388 = 479.4833 kg/h = 26.6084 kmol/h = 0.4824 Nm3/h 由上述计算可得碱洗塔的物料衡算如表3-8所示。
表3-8??碱洗塔物料衡算表?
+ HCl → NaCl + H2O
输入物料?名称?输出物料?kg/h 54.3923 67.6686 19.3514
kmol/h 2.0896 1.8560 0.6911
Nm3/h 46.8070 41.5744 15.4811
kg/h? 54.3923 —— 19.3514
kmol/h 2.0896 —— 0.6911
Nm3/h 46.8070 —— 15.4811
C2H2 HCl N2
空气 VC EDC H2O(g) H2O(l) NaOH NaCl
总???计?
3.6891 8530.4310 67.9018 98.2110 —— 524.7515 —— 9366.3967
0.1272 136.4869 0.6861 5.4501 —— 13.1155 —— 160.5025
2.8495 —— —— 122.0822 —— —— —— 228.7942
3.6891 8530.4310 67.9018 98.2110 479.4833 4.7228 108.4628 9366.6455
0.1272 136.4869 0.6861 5.4501 26.6084 0.1180 1.8560 174.1134
2.8495 —— —— 122.0822 0.4824 —— —— 187.7022
3.9 机后冷却器的物料衡算
从压缩机工段来的粗氯乙烯温度为110℃,压力为686.7KPa,设粗氯乙烯气体从第一冷却器出口温度为50℃,其冷却介质为清水,查《化工物性算图手册》、《化工原理》等书，可查得物质的饱和蒸气压与温度的关系，如下表3-9所示：
表3-9 物质的饱和蒸气压与温度的关系
温度
50℃/ kPa 12.3334 777.75 74.27
30℃/kPa 4.2425 457.35 35.18
-20℃/kPa 0.1029 77.9 2.617
H2O VC EDC
查《化工物性算图手册》、《化工原理》等书可查得物质的沸点温度如下表：
表3-10 有关物质的沸点温度
名称 N2 -195.78 O2 -183 C2H2 -84 VC -13.9 EDC 83.6 H2O 100 沸点/℃ 从上面数据中可以看出，由于O2、N2沸点很低，可以把它们看作不凝气，选冷凝气的操作温度为50℃，在压力为686.7 KPa下，C2H2几乎不溶于VC液体，因此也可以把C2H2当作不凝气来处理。 则不凝气总量为：
2.0896 + 0.1272 + 0.6911 = 2.9079 kmol/h 除去不凝气后剩余气相总量为：
136.4869 + 0.6861 + 5.4501 = 142.6231 kmol/h
设冷凝后气体中含有的VC、EDC、H2O的物质的流量分别为：gVC，gEDC，
gH2O
则由拉乌尔公式：
*PA?PA?xA
(3-3)
令： g =gVC+gEDC+gH2O 则可得：
?gVC?P总?136.4869?gVC??PVC ?g?2.9079142.6231?g?gEDC?P总?0.6861?gEDC??PEDC ?g?2.9079142.6231?ggH2O?P总g?2.9079?5.4501?g??P?H2O?H2O142.6231?g
联立以上关系式,代入数据，利用试差法计算， 可得：
gVC = 88.1291 kmol/h = 5508.0688 kg/h
gEDC= 0.1017 kmol/h = 10.0652 kg/h
gH2O= 0.1531 kmol/h = 2.7589 kg/h
冷凝的VC的量为:
8530.4310-5508.0688 = 3022.3622 kg/h = 48.3578 kmol/h
冷凝的EDC的量为:
67.9018-10.0652 = 57.8366 kg/h = 0.5844 kmol/h 冷凝的H2O的量为:
5.4501-0.1531 = 5.297 kmol/h = 95.4519 kg/h
由以上计算可得第一冷却器的物料衡算如表3-11所示:
表3-11 第一冷却器物料衡算表
名称?
输入物料?输出物料?
kg/h?
C2H2?N2?空气?VC(g)?VC(l) EDC(g)?EDC(l) H2O(g) H2O(l)?总???计?
54.3923 19.3514 3.6891 8530.4310 —— 67.9018 —— 98.2110 —— 8773.9766
kmol/h?2.0896 0.6911 0.1272 136.4869 —— 0.6861 —— 5.4501 —— 145.5310
Nm3/h?46.8070 15.4811 2.8495
——
kg/h??54.3923 19.3514 3.6891 5508.0688 3022.3622 10.0652 57.8366 2.7589 95.4519 8773.9764
kmol/h?2.0896 0.6911 0.1272 88.1291 48.3578 0.1017 0.5844 0.1531 5.2970 145.5310
Nm3/h?46.8070 15.4811 2.8495 —— —— —— —— ???????—— 68.567
—— —— —— ?????????—— 187.2198
3.10 全凝器的物料衡算
经过机后冷却器后，绝大部分的H2O 、EDC已经被冷凝为液体，气相中含有的H2O 、EDC已经不多，为进一步把气相中的VC泠凝为液体，在机后冷却器后面加有全凝器，其操作温度为30℃，因此在全凝器中，可以认为H2O 、EDC等高沸点物质全部被冷凝成液体，而空气、氮气仍被当作不凝气来处理，对于乙炔气体，查《物理化学》得乙炔的临界参数如下表3-12所示：
表3-12 乙炔的临界参数表
物质
TC/℃ 35.18
PC/MPa 6.139
ρC/kg.m-3
231
ZC 0.271
C2H2
查《物理化学》得： Pｒ＝0.7626 可得:
PC＝0.7626×6.139＝4681.6 kpa PC2H2＝Pｒ×
设冷凝后气体中含有的VC、C2H2的物质的流量分别为：gVC，gC2H2，假设冷凝的液态混合物为理想溶液。 则由拉乌尔公式：
*PA?PA?xA