吳雙 （中國石油四川石化生產(chǎn)六部，四川 成都 611930）

精餾是化工行業(yè)廣泛運(yùn)用的液體均相混合物分離方法，確定精餾塔的理論塔板數(shù)是基本的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。主要計(jì)算方法有兩種：圖解法、逐板計(jì)算法。圖解法比較簡(jiǎn)便直觀，但是相對(duì)而言準(zhǔn)確性較差；而逐板計(jì)算法的準(zhǔn)確性更好，并且能夠求得各塔板上的各物料各相組成。MEG循環(huán)塔主要作用是將MEG精制塔塔釜物料提濃，以確保不會(huì)造成DEG精制塔產(chǎn)品MEG含量超標(biāo)。本文利用為人熟悉的EXCEl對(duì)MEG循環(huán)塔進(jìn)行計(jì)算，并推導(dǎo)出合適的MEG循環(huán)塔進(jìn)料組成。

1 計(jì)算方法

逐板計(jì)算法，就是利用提餾段和精餾段操作線方程以及物料的相平衡方程聯(lián)立得到方程組，然后利用精餾段的方程由塔頂采出液相組成xD開始，逐板算出精餾段各塊塔板的液相組成，同時(shí)將xn與xF比較，當(dāng)xn小于xF時(shí)確定進(jìn)料板位置；進(jìn)料板位置確定以后，改用提餾段的迭代方程求算提餾段各塊塔板的液相組成，直至xm小于xw為止，此時(shí)n+m-1即為分離操作所需的理論塔板數(shù)。

式中：F進(jìn)料摩爾流量，xF進(jìn)料摩爾濃度，q進(jìn)料熱力學(xué)狀態(tài)，D塔頂餾出摩爾流量，xD餾出物易揮發(fā)組分摩爾濃度，W塔底采出摩爾流量，xW塔底采出易揮發(fā)組分摩爾濃度，R回流比，α精餾塔內(nèi)的平均相對(duì)揮發(fā)度，yn+1精餾塔精餾段第n+1層塔板上氣相中易揮發(fā)組分摩爾濃度，xn精餾塔精餾段第n層塔板上液相中易揮發(fā)組分摩爾濃度，ym+1精餾塔提餾段第m+1層塔板上氣相中易揮發(fā)組分摩爾濃度，xm精餾塔提餾段第m層塔板上液相中易揮發(fā)組分摩爾濃度。

表1 MEG循環(huán)塔完整設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

查詢PFD得正常進(jìn)料時(shí)的數(shù)據(jù)。（見表1）

從表1可以看出TEG和TTEG的量較少，為便捷計(jì)算便記為MEG和DEG雙組份精餾系統(tǒng)，那么則有：

表2 MEG循環(huán)塔簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

查物性表后通過內(nèi)插法得MEG在112℃和166.5℃時(shí)飽和蒸汽壓分別為4.257kpa、38.346kpa，DEG在112℃和166.5℃時(shí)飽和蒸汽壓分別為0.443kpa、6.149kpa

經(jīng)過取精餾段x0=xD，提餾段x0=xF使用Excel迭代計(jì)算得出：

表3 Excel逐板計(jì)算表

由xn＞xF,xm＞xW得出理論塔板數(shù)n+m-1=2+5-1=6層，其中精餾段2塊，提餾段4塊。

那么在6層理論塔板的情況下，按設(shè)計(jì)進(jìn)料量在不同的進(jìn)料濃度下塔底的MEG分布為：

表4 不同MEG濃度進(jìn)料下的MEG循環(huán)塔塔數(shù)據(jù)

2 結(jié)語

由于MEG循環(huán)塔釜物料為DEG精制塔進(jìn)料，DEG優(yōu)級(jí)品MEG含量要求小于1500ppm，所以按要求DEG精制塔進(jìn)料也就是MEG循環(huán)塔塔釜物料MEG含量也必須小于1500ppm。由表4可以得出MEG循環(huán)塔進(jìn)料MEG濃度需控制在小于88%才可合格。

[1]陳敏恒，叢德滋，方圖南等.化工原理(下冊(cè)第三版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[2]劉玉蘭，齊鳴齋，葉啟亮.運(yùn)用Excel對(duì)精餾塔進(jìn)行逐板計(jì)算[J].化學(xué)工程師,2009,171(12):19-21.

[3]劉光啟，馬連湘，劉杰.化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè).有機(jī)卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002-05.