分离工程课件

1.

现拟以i-C 4H 10馏分作吸收剂，从裂解气中回收99%乙烯，原料气处理量为100kmol/h ，塔操作压力为4.052Mpa ，塔的平均温度按-14℃计，求：

①为完成此吸收任务所需最小液气比。

②操作液气比取为最小液气比1.5倍，试求为完成吸收任务所需理论板数。 ③各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成。 ④塔顶应加入的吸收剂量。

解：选乙烯为关键组分，查得在4.052Mpa 和-14℃下各组分的相平衡常数。

a.最小液气比的计算

在最小液气比下∞=N ，99.0关关==ηA ，

()

7128..072.099.0关关min

=⨯=⋅=∴K G L

η

b.理论板数的计算 操作液气比()

0692.17128.05.15.1min

=⨯==G L

G

L

关键组分的吸收因子为485.172

.00692

.1关关===

GK L A 理论板数868.81485

.1lg 199.0485.199.0lg

1lg 1lg

=---=---=

A A N ηη c.各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成

由i i GK L A =和111

--=++N i i

N i i A A A η

以及()i N i i g g ,1,11+-=η；∑=i g G ,11；1

,1,1G g y i

i =

进行计算结果见表。

塔内气体的平均流率为：h kmol G /056.692

1115

.38100=+=

塔内液体的平均流率为：944

.302)

8885.61(000+=++=

L L L L

由0692.1=G

L ，得h kmol L /89.420=

当在1.013Mpa 压力下，以相对分子质量为220的物质为吸收剂，吸收剂温度为30℃，而塔中液相平均温度为35℃。试计算异丁烷（i-C 4H 10）回收率为0.90时所需理论塔板数以及各组分的回收率。操作液气比为最小液气比的1.07倍，求塔顶尾气的数量和组成。

解：选异丁烷为关键组分，查得在1.013Mpa 和35℃下各组分的相平衡常数。

a.最小液气比的计算

在最小液气比下∞=N ，9.0关关==ηA ，

()

531.09.059.0关关min

=⨯=⋅=∴K G L

η

b.理论板数的计算 操作液气比()

568.0531.007.15.1min

=⨯==G L

G

L

关键组分的吸收因子为963.059

.0568.0关关===

GK L A

理论板数255.111963

.0lg 19.0963.09.0lg 1lg 1lg

关关关

关=---=---=

A A N ηη

c.各个组分的回收率和塔顶尾气的数量和组成

由i i GK L A =和111

--=++N i i

N i i A A A η

以及()i N i i g g ,1,11+-=η；∑=

i g G ,11；1

,1,1G g y i

i =

进行计算结果见表。

塔内气体的平均流率为：h kmol G /09.912

188

.82100=+=

塔内液体的平均流率为：906

.82)

81.17(000+=++=

L L L L

由568.0=G

L

，得h kmol L /833.420=

3. 某原料气组成如下： 组分

CH 4

C 2H 6 C 3H 8 i-C 4H 10 n-C 4H 10 i-C 5H 12 n-C 5H 12 n-C 6H 14 y 0(摩分)0.765

0.045

0.035

0.025

0.045

0.015

0.025

0.045

先拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式塔吸收塔中进行吸收，平均吸收温度为38℃，压力为1.013Mpa ，如果要求将i-C 4H 10回收90%。m=0.56试求： ①为完成此吸收任务所需的最小液气比。

②操作液气比为最小液气比的1.1倍时，为完成此吸收任务所需理论板数。 ③各组分的吸收分率和离塔尾气的组成。 ④求塔底的吸收液量

解：由题意知，i-C 4H 10为关键组分

由P=1.013Mpa ，t 平=38℃ 查得K 关=0.56 （P-T-K 图）

①在最小液气比下 N=∞，A 关=中关=0.9

关

关）（A K V L ⋅=min =0.56 ⨯0.9=0.504

②.min 1.1）

（V L V

L

==1.1⨯0.504=0.5544 99

.056

.05544

.0===

关关关V K L A

所以 理论板数为

48.9199.0log 9.019.099.0log 1log 1log =---=---=

）

（）（A A N ϕϕ

③它组分吸收率公式 i i VK L

A =，1

11--=++N i N i i A A A ϕ

以CH4为例： i A =

032.04

.175544

.0==i VK L

i φ

=32.01032.099

.0032.0148.9148.9=--++

V1（CH4）=（1-i

φ）VN+1=（1-0.032）⨯76.5=74.05

923.05

.7605

.741

1144==

=

V V y CH CH ）（）（