【文章內(nèi)容簡介】 大，雜質(zhì)多時也容易造成精甲醇密度指標(biāo)不合格。這類物質(zhì)的沸點較高，且易與甲醇形成低于甲醇沸點的共沸物，主要集中在預(yù)塔塔頂而大量進(jìn)入二級冷凝器回流液。這類物質(zhì)如不在回流液中脫除，就會造成預(yù)塔塔釜出料雜質(zhì)多，影響精甲醇的質(zhì)量。脫除這些雜質(zhì)的方法主要是利用其不溶于水的特性 。在預(yù)塔加入萃取水可提高醛、酮類物質(zhì)的相對揮發(fā)度，從而使其從塔頂采出。[16] 加壓塔的節(jié)能效應(yīng)三塔與四塔甲醇精餾系統(tǒng)充分利用自身熱量的回收利用，一是常壓精餾塔再沸器采用加壓精餾塔塔頂甲醇蒸汽來加熱常壓精餾塔釜液，二是精甲醇預(yù)熱器采用加壓精餾塔采出的精醇預(yù)熱粗醇，因此蒸汽消耗低，隨之冷卻水用量大大減少。據(jù)測算，～，與板式塔工藝全部依靠外來低壓蒸汽提供熱能相比，～[17]。 回流比的選擇回流比對精餾塔操作影響很大，直接關(guān)系著培內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分布。一般情況下，～2倍?！?。其調(diào)節(jié)的依據(jù)是根據(jù)塔的負(fù)荷和精甲醇的質(zhì)量。為保持四塔精餾系統(tǒng)的穩(wěn)定操作、降低能耗并減少投資，應(yīng)選?。杭訅核亓鞅萊1≥，常壓塔回流比R2≥2；兩塔負(fù)荷比Q1/Q2：－；并在保持穩(wěn)定生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，R1，R2選取得盡量小。 四塔精餾工段工藝的物料衡算 甲醇精餾工段物料衡算任務(wù)已知：原料是粗甲醇，成分及含量如下成分含量（wt%）N2和ArCO2CH3OHCH3OCH3C2H5OHC4H9OHCH3OCCH3H2O合計100設(shè)計要求：（1）粗甲醇中甲醇回收率不小于99%；（2）精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，% 甲醇精餾工段物料衡算計算原理[18]全塔物料衡算（通過全塔物料衡算，可以求出精餾產(chǎn)品的流量、組成之間的關(guān)系）。連續(xù)精餾塔做全塔物料衡算，并以單位時間為基準(zhǔn)，即總物料 易揮發(fā)組分 式中 F—原料液流量，kmol/h；D—塔頂產(chǎn)品（餾出液）流量，kmol/h；W—塔底產(chǎn)品（釜殘液）流量，kmol/h；—原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；—餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；—釜殘液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。塔頂易揮發(fā)組分回收率塔底難揮發(fā)組分回收率 甲醇精餾工段物料衡算以精甲醇年產(chǎn)40萬噸計， %，則每年所需粗甲醇總量為：400000/=443017t/y年工作日以330天計，則精甲醇每日、每小時產(chǎn)量為：400000/330=每日、每小時所需粗甲醇量為：443017/330=1）粗甲醇組成（1）甲醇含量：%（2）水含量：%（3）輕餾分含量：二甲醚 % 丙酮 %（4）初餾分含量：乙醇 % %（5）不凝氣體：氮氣 % 氬氣 % 二氧化碳 %2） 預(yù)塔物料衡算(1)入料：①粗甲醇入料量：55936kg/h②堿液每噸精甲醇消耗92%的NaOH ，則消耗10%的堿液量： =則甲醇年消耗量：24330=298t堿帶入的水量=（）=（相當(dāng)于加入的萃取水量）③粗甲醇含水量=55936=水量=粗甲醇含水量+堿液含水量=+=④輕餾分量=55936=⑤初餾物=55936=⑥不凝氣體=55936=總?cè)肓狭?粗甲醇量+堿液量=55936+=（2）出料①甲醇：50505 kg/h②水量： kg/h③NaOH: kg/h④輕餾分：⑤初餾物： kg/h⑥不凝氣： kg/h其中：氣相 塔頂=輕餾分+不凝氣= + = kg/h液相 塔底=甲醇+水+初餾物+NaOH=50505+++=55212 kg/h（3）預(yù)塔回流量脫醚塔回流量回流比一般R20,且考慮到節(jié)省能源的問題。結(jié)合ASPEN簡捷模擬取R=則回流量== 預(yù)塔全塔物料流程圖3）加壓塔物料衡算%（即塔底甲醇含量）（1）入料：總?cè)肓狭?出料液相=55212kg/h其中:①水量=預(yù)出料水量=②甲醇量=預(yù)出料甲醇量=50505kg/h③NaOH=預(yù)出料堿量=④初餾物=預(yù)出料初餾物=（2）出料：①出料水量=入料水量=②NaOH=③初餾物=④甲醇=（出口水量+NaOH+初餾物）出料甲醇含量/（1出料甲醇含量）=（++）（）=28296kg/h⑤采出精甲醇量=入塔甲醇量出料甲醇量=5050528296=22209kg/h⑥總出料量=總?cè)肓狭坎沙鼍状剂?5521222209=33003kg/h其中 塔頂：液相=精甲醇量=22209kg/h塔底：液相=粗甲醇量=33003kg/h（3）回流量為保持系統(tǒng)的穩(wěn)定操作，降低能耗，并減少投資，應(yīng)選?。杭訅核亓鞅萊1≥常壓塔回流比R2≥并且在保持穩(wěn)定生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，RR2選取的盡量小。則取加壓塔回流比R=回流量=RD=22209=64406kg/h 加壓塔全塔物料流程圖4）常壓塔物料衡算（1）入料總?cè)肓狭?加壓塔塔底總出料量=33003kg/h其中①甲醇=33003=②水=③NaOH=④初餾物=（2）出料①側(cè)線排出量=初餾物+水+甲醇初餾物=（%+%）=%則 側(cè)線排出量=其中：甲醇==(%)水==（%）初餾物=（%）②塔底排出殘液其中：NaOH=水=入料水側(cè)線排出==塔底排出殘液中含甲醇量=（殘液中水+NaOH）殘液甲醇含量/（1殘液中甲醇含量）=（+）（）=殘液總量=水量+NaOH+醇量=++=③塔頂塔頂采出精甲醇=入塔精甲醇側(cè)線排出殘液中含醇量==總出料量：塔頂精甲醇=塔側(cè)線=初餾物+水+甲醇=塔底殘液=NaOH+水+甲醇=（3）回流量回流量=RD=2= 常壓塔全塔物料流程圖5）回收塔物料衡算（1）入料入料量=側(cè)線排出量=其中 甲醇= 水= 初餾物=（2）出料：①塔頂采出精甲醇量==(%)②側(cè)線抽出物甲醇=入料甲醇塔頂甲醇==（%）側(cè)線抽出物=其中乙醇==異丁醇==水==甲醇=③塔底其中水=入料水量側(cè)線出水==異丁醇=入料異丁醇側(cè)線抽出異丁醇==乙醇=入料乙醇側(cè)線出乙醇==總量=水量+異丁醇+乙醇=++=（3）回流液量回流比：R取7回流量=DR=7= 回收塔全塔物料流程圖6）粗甲醇中甲醇回收率甲醇回收率=（加壓塔采出精甲醇量+常壓塔采出精甲醇量+回收塔采出精甲醇量）/粗甲醇中精甲醇量=（22209++）/=%第三章 常壓塔冷卻器的設(shè)計兩流體溫度變化情況：精甲醇進(jìn)口溫度71℃，出口溫度49℃；冷卻水進(jìn)口溫度25℃，出口溫度30℃。該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時進(jìn)口溫度降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。[18]⑴流體平均溫度Tm和tmTm1＝（Ti＋To）/2＝（71＋49）/2＝60℃tm1＝（ti＋to）/2＝（25＋30）/2＝℃⑵平均溫度下的物性數(shù)據(jù) 表31 各組分物性數(shù)據(jù)物料項目單位數(shù)據(jù)物料項目單位數(shù)據(jù)水密度kg/m3994甲 醇密度 kg/m3760粘度pa?s粘度pa?s導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)比熱容kJ/(kg?K)比熱容kJ/(kg?K)⑴熱負(fù)荷 = Q0 cp0 t0+Q0r =（7149）+= ⑵平均傳熱溫差39。== =℃⑶冷卻水用量===87753kg/h總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)===13710===(m2K)殼程傳熱系數(shù)假設(shè)殼程的傳熱系0 = 290W/(m2℃)；污垢熱阻= ℃/W = m2 ℃/W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ= 45W/(m?K)=== W/(m2℃)S39。===考慮15%的面積裕度，S=S39。== 工藝結(jié)構(gòu)尺寸管徑和管內(nèi)流速選用Φ25（碳鋼），去管內(nèi)流速=管程數(shù)和傳熱管數(shù)===(根)按單程管計算，所需的傳熱管長度為L = S/(πd0ns) =(157) = (m)取傳熱管長l=9m，則該換熱器管程數(shù)為Np = L/l = ≈ 2(管程)傳熱管總根數(shù)N = 1572= 314（根）平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)R = (7149)/(3025) = P = (3025)/(7125) = 按單殼程，多管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)查《化工