【文章內(nèi)容簡介】 kg/h釜底液kg/h甲醇堿液水高沸物合計 ℃，塔頂甲醇蒸汽溫度為65℃，回流溫度為56℃，排出液溫度為75℃.進塔物料帶入熱，再沸器加熱劑帶入熱，回流液帶入熱，塔釜液帶入熱，塔頂上升蒸汽帶出熱，熱損失，冷凝器熱負荷，塔頂流出物帶出熱， 得冷凝器的熱負荷查表得：=℃==1 kcal/kg℃==℃==℃==℃==℃= 粗甲醇混合比熱 =++++ = kcal/kg℃= kJ/kg℃ 帶入、帶出熱量預(yù)熱后粗甲醇的混合比熱=+1+1++ =+++++ = kJ/kg℃在計算過程中堿液以水計：(1)帶入熱量（65℃）=++ =2063368 kcal/h =8624879 kJ/h（回流比/出料量），則：回流流量=++++ =其中， kg/h，從主塔來的初餾物為877 kg/h，所以被預(yù)塔冷凝器冷凝下來的液體為：= kg/h =++ =2353557 kJ/h待定(2)帶出熱量（排除殘液溫度75℃時）a.===2149975 kcal/h=8986896 kJ/h%計算，即：=：則，二甲醚的含量為：%其混合比熱為：+= kcal/kg℃甲醇的汽化潛熱=286 kcal/kg℃℃沸騰，故以氣體形式存在于粗甲醇中，受熱時解吸，無相變，故不考慮相變。=+ =14094513 kcal/h=58915065 kJ/h==()++8624879+2353557 =58915065+(+8624879+2353557)+8986896=60497312kJ/h(3)預(yù)塔耗蒸汽量計算塔釜蒸汽壓力為35kPa，蒸汽潛熱為506 kcal/kg（2115 kJ/kg）所以，用蒸汽量為：60497312 /2115=28604kJ/h每噸粗甲醇耗蒸汽量：28604/=652kg/t(4)耗冷水量計算從預(yù)塔蒸餾出來的甲醇蒸汽含輕餾分和初餾分。進入預(yù)塔冷凝器，通過冷卻水量來控制冷卻溫度，達到分離甲醇輕餾分和初餾分的目的。甲醇初餾物作為回流液返回系統(tǒng)，輕餾分以氣體的形式放空。由預(yù)熱熱量衡算可知：==58915065kJ/h = =++ =4380863 kcal/h=18312006 kJ/h =5891506518312006 =40603059 kJ/h(5)冷卻水用量物料帶入熱與物料帶出熱之差，所余熱量用水冷卻。冷卻水進入冷凝器溫度為25℃，出冷卻器溫度為40℃，則用水量為：=674t/h每噸粗甲醇耗冷卻水量=674/44= t/h (1)帶入熱量 ==4109606 kcal/h=17178152 kJ/h==3436635 kcal/h=14365134 kJ/h(2)帶出熱量 =++ =37600849 kcal/h=157171549 kJ/h==1831394 kcal/h=7655228 kJ/h =+136801+() =112420 kcal/h=469916 kJ/h ==1540519 kcal/h=6439370 kJ/h 以帶入熱量5%計算，所以：=17178152+14365134+ =157171547+7655228+469916+6439370+ = 求出=148727692 kJ/h (3)主塔耗蒸汽量計算： 由主塔熱量衡算可知：=148727692 kJ/h ：=70320kg/h 每噸粗甲醇耗蒸汽量：70320/=1602kg/t 所以，主、預(yù)塔總的蒸汽消耗量為：25065+70320=95382kg/h 主、預(yù)塔每頓粗甲醇耗蒸汽量為：1602+571=2173kg/t(4)冷卻水用量的計算 冷卻水用量包括主塔、冷凝器、精甲醇冷卻器以及整個精餾過程用冷卻水量計算 1主塔冷凝器冷卻水用量 從主塔物熱圖及主塔冷凝器的熱物圖，主塔冷凝器的換熱量為進冷凝器的氣體與出冷凝器熱量之差。其中不凝性氣體，放空，所以計算時和工程損失一起考慮，為總?cè)霟?%計：=157171549 kJ/h =17178152++ =50063489 kJ/h冷卻水用量==1708t/h每噸粗甲醇耗冷卻水用量為：1708/=2成品精甲醇帶入熱：==6439436 kJ/h 精甲醇帶入熱：=364710..=3902689 kJ/h==321972 kJ/h=2214775 kJ/h所需冷水量==每噸粗甲醇耗水量= 3整個精餾過程中消耗冷卻水量：=674+1708+= 整個精餾過程中每噸消耗冷卻水量：=++=查《化工工藝設(shè)計手冊》,甲醇露點溫度t=℃75℃操作條件：塔頂75℃，塔釜105℃，進料溫度124℃，回流液溫度40℃，取回流液與進料的比例為2:1。(1)帶入熱量甲醇帶入熱量： Q1=12619124=其他物質(zhì)帶入的熱量：Q2=142=回流液帶入熱量： Q3=240=加熱蒸汽帶入熱量： Q加熱表39　常壓塔入熱物料進料回流液加熱蒸汽組分甲醇水+堿甲醇流量：kg/h溫度：℃12412440比熱：kJ/kg℃熱量:kJ/hQ加熱Q入=Q1+Q2+Q3+Q加熱=+++Q加熱=+ Q加熱(2)帶出熱量 精甲醇帶出熱量：Q4=(75+)= 回流液帶出熱量：Q5=(75+)= kJ/h 殘夜帶出熱量： Q6=105+105= kJ/h 熱損失： Q7=5%Q入表310　常壓塔物料帶出熱量物料精甲醇回流液 殘液熱損失組分甲醇甲醇甲醇水+堿流量：kg/h溫度：℃7575105105比熱:J/kg℃潛熱：kJ/kg熱量:kJ/h5%Q入所以：Q出＝++++5%Q入 =+5%Q入因為：Q入= Q出=所以：Q蒸汽= kJ/kg所以：需蒸汽G3蒸汽= kg/h對熱流體：Q入＝Q產(chǎn)品精甲醇+Q回流液=+= Q出 = Q精甲醇(液)+Q回流液(液) =+= Q傳 =（15%）=所以：冷卻水用量G3水==所以：每噸精甲醇消耗G’3水==。表311 精餾段熱量平衡表帶入熱量：kJ/h帶出熱量：kJ/h加壓塔來的甲醇：采出熱量精甲醇：塔底供熱：內(nèi)回流：g內(nèi)(+)內(nèi)回流：g內(nèi)()總?cè)霟幔?總出熱：+所以：總?cè)霟?總出熱所以：+=+所以：g內(nèi)=。表312　提餾段熱量平衡表帶入熱量：kJ/h帶出熱量：kJ/h加壓塔來的甲醇：殘液：塔底供熱：內(nèi)回流：g’內(nèi)(+)內(nèi)回流：g’內(nèi)()總?cè)霟幔? g’內(nèi)總出熱：+’內(nèi)因為：Q總?cè)霟?Q總出熱即：+ g’內(nèi)=+’內(nèi)所以：g’內(nèi)=表313預(yù)塔熱量衡算表帶入熱量kJ/h帶出熱量kJ/h粗甲醇帶入熱量：8624879釜底液熱量：8986896回流熱量：2353557蒸汽帶走熱：58915065再沸器提供熱量：60497312損耗熱：11058098總?cè)霟幔?6725680總出熱：16725680表314加壓塔熱量衡算表帶入熱量kJ/h帶出熱量kJ/h粗甲醇帶入熱量：14365134其他熱量：163545298回流熱量：17178152蒸汽帶走熱：157171547再沸器提供熱量：148727692損耗熱：9013549總?cè)霟幔?80270978總出熱：16725680表315 常壓塔熱量衡算表帶入熱量kJ/h帶出熱量kJ/h粗甲醇帶入熱量：14480186精甲醇熱量：回流熱量：回流液，殘夜帶走熱：再沸器提供熱量：損耗熱：總?cè)霟幔嚎偝鰺幔旱?章 主要設(shè)備的工藝計算及選型 (1)常壓塔：(2)精甲醇中：(3)殘液中： 105C ：= == =(4)求最小理論塔板數(shù)(5)求最小回流比：飽和液體進料q=1 q線為垂直線，故xP=xF=yp= 故Rm==則==(6)求理論塔板數(shù)查吉利蘭圖得：=N= 即19塊(7)求實際塔板數(shù)1塔頂塔底平均溫度1/2（105+67)=86℃86℃時：= PaS = PaS= Xf+ (1Xf) == PaS= PaS2查板效率與關(guān)聯(lián)圖 板效率：E=所以實際板數(shù)為：N= 即N=40塊精甲醇質(zhì)量：精甲醇含醇：%(wt) 殘液含醇：1%(wt) 操作條件： 塔頂壓力： Pa 每層塔板壓降：700Pa 塔底壓力：0138106 Pa 塔頂溫度：67 ℃ 塔底溫度：105 ℃ 回流液溫度：40 ℃ 進料溫度：124 ℃ 平均溫度：(124+67)= ℃進料板壓力： Pa+7008= Pa平均壓力：（ +）= Pa表42　精餾段物料流率物料質(zhì)量流量：kg/h分子量：kg/kmol摩爾流量：kmol/h內(nèi)回流32標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：V0==操作狀況下的體積：V1==氣體負荷：Vn==氣體密度： ==查《化工工藝設(shè)計手冊》，℃時甲醇的密度=721 kg/m3液體負荷：Ln==平均溫度：(105+124)= ℃ 入料壓力：()=144 kPa 平均壓力：(144103+)=141 kPa表43 提餾段內(nèi)回流量物料質(zhì)量流量：kg/h分子量：kg/kmol摩爾流量：kmol/h內(nèi)回流32標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積： ==操作狀態(tài)下的體積：==所以：氣體負荷：Vm== m3/s氣體密度： ==查得進料狀態(tài)甲醇溶液溫度124℃，%，密度為847 kg/m3。塔底含醇1%，可近似為純水，105℃， kg/m3。所以：液體平均密度== kg/m3則液體負荷Lm==本設(shè)計采用篩板塔，設(shè)全塔選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，板間距HT= m，溢流堰高hL= m。 (1)精餾段1求操作負荷系數(shù)C精餾段功能參數(shù)：()=() =塔板間有效高度H0=HTHL ==由此查Sm