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表3.1.1.1 第一反应器进料流量和组成
组分 流量(kg/h) 摩尔流量(kmol/h) 质量组分 摩尔组分
混合C4
正丁烷 524.95 9.050862 4.12% 3.93%
异丁炔 4855.1 89.90926 38.12% 39.08%
异丁烯 4864.737 86.7 38.19% 37.68%
反式2-丁烯 2492.74 44.42595 19.57% 19.31%
合计 12737.53 230.0861 100.00% 100.00%
甲醇水溶液
甲醇 2774.4 86.7 99.95% 99.91%
水 1.4 0.078 0.05% 0.09%
总计 2775.8 86.778 100.00% 100.00%
出料各组分流量计算如下：
异丁烯: 86.7×(1-0.9)=8.67(kmol/h)=486.473(kg/h)
TBA由异丁烯与H2O水合而成，进料水为0.078kmol/h。
根据方程可知1mol水生成1molTBA，
所以：
TBA 0.078×1=0.078(kmol/h)=5.772(kg/h)
MTBE 86.7-8.67-0.078=77.95(kmol/h)= 6875.19 (kg/h)
MeOH 86.7-77.95=8.748(kmol/h)=278.1864(kg/h)
表3.1.1.2 第一反应器出料流量和组成
组分 流量(kg/h) 流量
(kmol/h) 质量
组分 摩尔
组分
正丁烷 524.95 9.050862 3.3824% 3.7896%
异丁炔 4855.1 89.90926 31.2825% 37.6454%
异丁烯 486.473 8.67 3.1345% 3.6302%
反式2-丁烯 2492.74 44.42595 16.0613% 18.6013%
甲醇 279.936 8.748 1.8037% 3.6628%
MTBE 6875.19 77.95 44.2984% 32.6380%
TBA 5.772 0.078 0.0372% 0.0327%
总计 15520.1 238.8321 100.0000% 100.000%
3.1.2 第一C4塔
第一C4塔为精馏塔，将在第一反应器中生成的MTBE和未反应的原料分开。操作条件：塔顶压力P=0.60MPa；全塔压降ΔP＝294kPa；饱和液体进料。分离要求：重关键组分甲醇回收率为95%。
物料衡算
进料流量和组成同第一反应器进口物料，见表3.1.2.1。根据分离要求，并假设比重关键组分MTBE重的组分在塔顶不出现，比轻关键组分甲醇轻的组分在塔底不出现。出料各物流的流量和组成计算如下：
甲醇塔顶流量
Dlk=8.748×0.95=8.3106(kmol/h)
甲醇塔底流量
Wlk=8.748×0.05=0.4374(kmol/h)
塔顶甲醇和比甲醇轻的各组分的质量流量
8359.264+8.3106×32=8625.2(kg/h)
塔顶总质量流量
8625.2-(1-0.002)=8642.48(kg/h)
MTBE在塔顶质量流量
8642.48-8625.2=17.28 (kg/h)
MTBE在塔底质量流
6875.19-17.28=6857.91(kg/h)
物料衡算结果如表3.1.2.1：