用EXCEl對MEG循環塔進行粗略分析

吳雙 （中國石油四川石化生產六部，四川 成都 611930）

精餾是化工行業廣泛運用的液體均相混合物分離方法，確定精餾塔的理論塔板數是基本的工藝設計計算。主要計算方法有兩種：圖解法、逐板計算法。圖解法比較簡便直觀，但是相對而言準確性較差；而逐板計算法的準確性更好，并且能夠求得各塔板上的各物料各相組成。MEG循環塔主要作用是將MEG精制塔塔釜物料提濃，以確保不會造成DEG精制塔產品MEG含量超標。本文利用為人熟悉的EXCEl對MEG循環塔進行計算，并推導出合適的MEG循環塔進料組成。

1 計算方法

逐板計算法，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，同時將xn與xF比較，當xn小于xF時確定進料板位置；進料板位置確定以后，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n+m-1即為分離操作所需的理論塔板數。

式中：F進料摩爾流量，xF進料摩爾濃度，q進料熱力學狀態，D塔頂餾出摩爾流量，xD餾出物易揮發組分摩爾濃度，W塔底采出摩爾流量，xW塔底采出易揮發組分摩爾濃度，R回流比，α精餾塔內的平均相對揮發度，yn+1精餾塔精餾段第n+1層塔板上氣相中易揮發組分摩爾濃度，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組分摩爾濃度。

表1 MEG循環塔完整設計數據

查詢PFD得正常進料時的數據。（見表1）

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

表2 MEG循環塔簡化設計數據

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

經過取精餾段x0=xD，提餾段x0=xF使用Excel迭代計算得出：

表3 Excel逐板計算表

由xn＞xF,xm＞xW得出理論塔板數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，按設計進料量在不同的進料濃度下塔底的MEG分布為：

表4 不同MEG濃度進料下的MEG循環塔塔數據

2 結語

由于MEG循環塔釜物料為DEG精制塔進料，DEG優級品MEG含量要求小于1500ppm，所以按要求DEG精制塔進料也就是MEG循環塔塔釜物料MEG含量也必須小于1500ppm。由表4可以得出MEG循環塔進料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(下冊第三版)[M].北京:化學工業出版社,2006.

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