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第三章 工艺过程的计算
3.7 溶剂回收部分物料衡算
3.7.1 基础数据
为简化处理，溶剂油的组成为 n-C6H14；烯烃按戊二烯 C5H8 计算；所含重组 分以 n-C10H22 计，含量取溶剂油总进料量的 0.2％。则溶剂回收进料组成如下表8.1 所示。
表 8.1 溶剂回收衡算基础数据
序号 组成 1 2 3 n-C10H22 溶剂油 C5H8 H2O 合计 kg/h 34.08 9.987×10 2.784×10 1.600×10 1.046×10 4223W(%) 3.258×10 0.9548 2.662×10 1.530×10 1.000 -2-2-3Mi 144 86 68 18 316.0 kmol/h 0.2367 1.161×10 4.094 8.889 1.293×10 22mol(%) 1.831×10 0.8981 3.166×10 6.875×10 1.000 -2-2-3 4 5 3.7.2 溶剂脱轻塔的物料衡算
1）溶剂脱轻塔的进料组成如下表 8.2，已知进料流量 129.35Kmol/h，要求馏 出液中异戊二烯摩尔分率不小于 0.997，釜液中异戊二烯摩尔分率不大于 0.001. 编号 组分 摩尔组成 zi 1 n-C10H22 1.855×10 -32 C5H8 3.165×10 -23 C6H14 0.8978 4 H2O 6.872×10 -2Σ 1.0000 设异戊二烯为轻关键组分，溶剂为重关键组分
进料量为 F，流出液量为 D,釜液量为 W, C6H14 的馏出液量为 d3
XD1=XD2=0.997×XW1=XW2=0.003 W=129.35-3.728=125.62Kmol/h
各组分的物料衡算计算如下表 8.3
表 8.3 溶剂脱轻塔各组分的衡算计算表
编号 1 2 3 4 Σ 组分 n-C10H22 C5H8 C6H14 H2O 进料量 F/(kmol/h) 0.2451 4.094 116.13 8.889 129.35 馏出液量 D/(kmol/h) 0 0.997D d3 0 3.728 釜液量 W/(kmol/h) 0.2451 4.094-0.997D 116.13-d3 8.889 125.62
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塔顶馏出异戊二烯 d2=0.997D=3.717Kmol/h 塔釜采出异戊二烯 W2=4.094－3.717=0.377Kmol/h
塔顶馏出的正己烷 d3=D－d1－d2=3.728-3-717=0.011Kmol/h 塔釜采出的正己烷 W3=116.13－0.011=116.119Kmol/h
物料衡算结果如表 8.4
组分 进料 zi 1.855×10 3.165×10 0.8978 6.872×10 1.000 -2-2-3馏出液 D/(kmol/h) 0.000 3.717 0.011 0.000 3.728 xDi 0.000 0.997 0.003 0.000 1.000 釜液量 W/(kmol/h) 0.2451 0.377 116.119 8.889 125.62 xWi 1.951×10 3.001×10 0.9244 7.090×10 1.000 -2-5-3 n-C10H22 C5H8 C6H14 H2O Σ F/(kmol/h) 0.2451 4.094 116.13 8.889 129.35 3.7.3 溶剂脱重塔的物料衡算
溶剂脱重塔的进料组成如下表 8.5，已知进料流量 125.378Kmol/h，要求馏出液中异戊二烯摩尔分率不小于0.995，釜液中异戊二烯摩尔分率不大于0.03。
表 8.5 溶剂脱重塔进料组成
编号 组分 摩尔组成 zi 1 C5H8 1.005×10 -32 C6H14 0.9261 3 n-C10H22 1.955×10 -34 H2O 7.090×10 -2Σ 1.0000 设异戊二烯为轻关键组分，溶剂为重关键组分
进料量为 F，流出液量为 D，釜液量为 W，H2O 的馏出液量为 d3 XD1=XD2=0.995 XW1=XW2=0.03 W=125.378-116.426=8.952Kmol/h 各组分的物料衡算数据如下表
溶剂脱重塔各组分的物料衡算计算表
编号 1 2 3 4 Σ 组分 C5H8 C6H14 n-C10H22 H2O 进料量 F/(kmol/h) 0.1260 116.118 0.2451 8.889 125.378 馏出液量 D/(kmol/h) 0.1260 0.995D 0 d3 116.426 釜液量 W/(kmol/h) 0 116.118-0.995D 0.2451 8.889-d3 8.952
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第三章 工艺过程的计算 塔顶馏出正己烷：d2=0.995D=115.844Kmol/h 塔釜采出正己烷：W2=116.118-115.844=0.274Kmol/h
塔顶馏出水：d3=D－d1－d2=116.426－115.844－0.126=0.456Kmol/h 塔釜采出的水：W3=8.889－0.456=8.433Kmol/h 物料衡算结果如表
溶剂脱重塔各组分的衡算结果
组分 进料 zi 1.005×10 0.9261 1.955×10 7.090×10 1.000 -2-3-3馏出液 xDi 1.08３×10 0.995 0.000 3.917×10 1.000 -3-3釜液量 W/(kmol/h) 0.000 0.274 0.2451 8.433 8.952 xWi 0.000 3.061×10 2.7１8×10 0.942 1.000 -2-2 C5H8 C6H14 n-C10H22 H2O Σ F/(kmol/h) D/(kmol/h) 0.1260 116.118 0.245１ 8.889 125.378 0.1260 115.844 0.000 0.456 116.426
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第四章 聚合釜的能量衡算
4.1 基础数据
（1）聚合釜物料衡算表；
（2） 聚合时间：3～5h(设计取 4h)；
（3）实用聚合釜台数：5 台（确定方法见设备设计，前两台为并联合记为第一釜，两釜物料能量衡算相同，各为第一釜的一半）； （4）聚合温度：45~65℃
（5） 冷却盐水：入口温度-3℃，出口温度 13℃。 （6） 溶剂油正己烷物性数据：
溶剂油物性数据
物性 密度kg M 3 比热容 Cp kJ/(kg·℃) 热导率W/(m·℃) 溶剂油 n-C6H14 659 0.9307 0.0907 数据来源 《化工工艺设计手册》下 P633 《化工工艺设计手册》下 P645 《化工工艺设计手册》下 P680 （7）戊二烯、异戊二烯物性数据：
戊二烯、异戊二烯物性数据
定性温度℃ 密度kg M 3 660 比热容 Cp kJ/(kg·℃) 1.213 热导率W/(m·℃) 0.0951 数据来源 《化工工艺设计手册》下P634.P645.P681 《化工工艺设计手册》下P634.P645.P681 戊二烯 45 异戊二烯 45 681 2.166 0.1689 （8）异戊橡胶物性数据：见表
表4 .3异戊橡胶物性数据
定性温度 密度k g ℃ 40 m 3 比热容 Cp 热导率kJ/(kg·℃) W/(m·℃) 681 2.166 0.1689 数据来源 《合成橡胶工业》第七卷(1984)P69 异戊橡胶
（9）冷冻盐水物性数据：见表 1.4
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