发布时间 : 星期日 文章年产22万吨甲醇精馏工段工艺设计_毕业论文设计更新完毕开始阅读7b41414fc4da50e2524de518964bcf84b9d52d39
B 碱液：为了防止工艺管路和设备的腐蚀，先以8%的氢氧化钠溶液和粗甲醇中的酸性物质反应，使其呈弱碱性，每吨精甲醇的耗碱量按0.1kg计算 则消耗纯氢氧化钠：0.1×28.65≈2.865kg/h 换成碱液：2.865÷8%＝32.5568kg/h
C 软水：软水的加入量按精甲醇的20%计，那么需要补加软水：
28650×20%－132.5568×92%≈5700.05kg/h
以上计算结果如表3-2。
表3-2 预塔进料组成表
物料量：kg/h 粗甲醇 碱液 软水 合计
CH3OH 28650 28650
H2O 1768.14 29.95 5700.05 7498.14
NaOH 2.87 2.87
(CH3)2O 60.97 60.97
C4H9OH 6.1 6.1
合计 30485.21 32.56 5700.05 36217.82
⑵ 出料
A 塔底：甲醇 28650kg/h
B 塔底：水 粗甲醇含水：1768.14kg/h 碱液带水：29.95kg/h 软水：5700.05kg/h 合计：7498.14kg/h C 塔底异丁醇及高沸物：6.1kg/h D 塔顶二甲醚及低沸物：60.97kg/h 以上计算结果如表3-3。
物料量 kg/h
塔顶 塔底 合计
CH3OH
28650 28650
表3-3 预塔出料流量及组成表
H2O NaOH (CH3)2O 7498.14 7498.14
2.87 2.87
60.97 60.97
C4H9OH
6.1 6.1
合计 60.97 36156.85 36217.82
3.1.2 主塔的物料平衡计算
按照加压塔和常压塔的采出量之比4∶6计算，常压塔釜液含有甲醇1%。
⑴ 进料
加压塔：预后粗甲醇 36156.85kg/h
常压塔：36156.85－28650×4/10×1/0.9995＝24691.12kg/h ⑵ 出料
A 加压塔：塔顶 28650×4/10×1/0.9995＝11456.73kg/h 塔釜 24691.12kg/h
B 常压塔：塔顶 28650×6/10×99%×1/0.9995＝17026.6kg/h 釜液中：甲醇 157.4kg/h 水 7498.14 kg/h NaOH 2.87kg/h 高沸物 6.1kg/h 以上计算结果如表3-4。
表3-4 甲醇精馏塔物料平衡汇总（单位：kg/h）
成分 甲醇 NaOH 水 高沸物 合计
物料 28650 2.87 7498.14 6.10 36156.85
加压塔出料 11465.73
11465.73
常压塔出料 17026.61
17026.61
常压塔釜出料
157.4 2.87 7498.14 6.10 7664.51
3.2 能量衡算
3.2.1 预塔的热量衡算 ⑴ 进料带入热量
取回流液与进料量之比为1：4，预塔带入热量如表3-5。
表3-5 预塔带入热量表 进热项目 成分 流量kg/h
二甲醚 60.97
粗甲醇 甲醇 28650
水 1768.14
异丁醇 6.10
软水
外补水 5700.05
碱液 29.95
回流液 甲醇 9039.21
热蒸汽 水
温度℃ 比热kJ/kg℃ 焓kJ/kg 热量kJ/h
65 1280.38 78064.77
65 2.96
65 4.187 481208.14
65 2.31 915.92
78 4.187
78 4.187 9781.25
60 2.86
2118.62 Q蒸汽
热量计算公式：
Q二甲醚?60.97?65?1280.38?78064.77kJ/h Q粗甲醇＝Q二甲醚+Q甲醇+Q水+Q异丁醇 同理可得其他物质带入的热量
Q入＝Q粗甲醇＋Q软水＋Q回流液＋Q蒸汽 ⑵ 出料热量计算
表3-6 物料带出的热量
出热部分 成分 液体比热kJ/kg℃
流量kg/h 液体冷凝热kJ/kg
温度℃ 热量kJ
二甲醚 2.64 60.97 523.38 64 42211.97
塔顶
回流液 2.93 9039.21 1046.75 64
甲醇 3.223 28650 82
塔底
水＋（碱液）
4.187 7498.14
82
热损失 以5%计
5%Q入
Q二甲醚?Wh甲醇?(C甲醇?H液)??T?60.97?（2.64?523.38）?64?42211.97kJ 其他物质的热量亦同上公式计算。 则有： Q出＝Q二甲醚＋Q回流液＋Q预后甲醇＋Q损 根据能量守恒 即 Q入＝Q出
塔底的再沸器用中压0.35Mpa蒸汽压加热，如果不计冷凝水的显热，那么需要蒸汽量：
以上计算的结果塔热量平衡如表3-7。
表3-7 预塔热量平衡表
带入热量kJ/h
塔侧粗甲醇入热 塔顶加入冷凝残液入热 塔顶回流液入热 加热蒸汽 总入热
带出热量kJ/h
塔顶二甲醚出热 塔顶回流甲醇蒸汽 塔底预后粗甲醇
热损失 总出热
42211.97
冷却水用量计算
假设入口冷却水的温度为30℃，出口冷却水的温度40℃，平均比热为4.187kJ/kg℃
Q入＝Q甲醇＋Q甲醇蒸汽 Q出＝Q二甲醚＋Q回流液＋Q损失 Q传＝Q入－Q出
所以得到 G1水＝202585.75kg/h 3.2.2 加压塔的热量衡算
设计的操作条件为：塔顶的温度115℃，回流温度为115℃，塔底的温度为124℃，进料的温度为82℃，取回流比2.8，甲醇温度40℃。 ⑴ 进料带入热量
进料带入加压塔的热量如表3-8。
表3-8加压塔精馏入热表
物料 组分 流量kg/h 温度℃ 比热kJ/kg℃
甲醇 28650 100 3.373
进料
水＋碱液 7498.14 100 4.187
回流液 甲醇 32104.04 115 3.71
加热蒸汽