【正文】 蒸汽含 輕餾分和初餾分，進(jìn)預(yù)塔冷卻器，通過冷卻水用量控制冷卻溫度，達(dá)到分離甲醇、輕餾分和初餾分的目的。甲醇作為回流液返回系統(tǒng)，輕餾分以氣態(tài)形式放空，初餾物采出后進(jìn)入油水槽。 ① 熱量衡算 物料帶入熱 Q入熱 為表 33中二甲醚（輕餾分）、回流液甲醇和初餾物的熱量之和。 Q入熱 =Q二甲醚 +Q回流液 +Q初餾物 =++=物料帶出熱 Q出熱包括回流液、輕餾分、初餾分和熱損失 Q出熱 = Q回流液 +Q初餾分 + Q二甲醚 +Q熱損失 其中 Q回流液 =回流量甲 醇比熱容溫度 ==Q初餾分 =初餾分量甲醇比熱容溫度 == kJ/h Q二甲醚 =輕餾分量 (二甲醚比熱容溫度 +甲醚氣冷凝熱 ) =(+)= kJ/h Q熱損失 = Q入熱 == kJ/h 于是 Q出熱 = kJ/h 17 ② 冷卻水用量 物料帶入熱與物料帶出熱之差 ， 所余熱量由水冷卻。冷卻水進(jìn)冷凝器溫度為31℃，出冷凝器溫度為 40℃。 于是 Q余熱 =Q入熱 Q出熱 = kJ/h 則用水量 G1=(4031) = t/h每噸粗醇脫除輕餾分需冷卻水量 (G1’)為 G1’=G1/粗醇小時量 = ⑴ 物料平衡 預(yù)后甲醇全部進(jìn)入主塔繼續(xù)精餾 ， 其密度為 ，含甲醇為 %。 ① 進(jìn)料量 :包括預(yù)后甲醇和回流液 主塔進(jìn)料量 =預(yù)塔總出料量 輕餾分 預(yù)塔初餾物 =回流液量 :回流液量取進(jìn)料量的 2倍 ， 即 kg/h 總進(jìn)料量 =主塔進(jìn)料量 +回流液量 =+= kg/h 冷凝器 W2A/B 冷卻水31℃ 輕餾分放空h 回流液h 初餾分(液 ) h 回流液 ( 氣 ) 輕餾分 ( 氣 ) kg/h 60℃ 62℃ 圖 32 預(yù)塔冷凝器物流圖 18 ② 出料量 精餾工序所有產(chǎn)品均在此全部分離完成，主要有精甲醇、低沸點(diǎn)物、高沸點(diǎn)物采出、殘液和不凝性氣體放空。 從物料平衡角度看，粗醇中的甲醇就是精甲醇，但實際生產(chǎn)中預(yù)塔初餾物采出、主塔高 沸點(diǎn)物采出（均稱油水）與殘液中含的甲醇，應(yīng)從精甲醇中去掉，剩余部分才是成品精甲醇。 高沸點(diǎn)物采出量：物中含甲醇 83%，水及其實高沸點(diǎn)物為 17%（計算時以水計），密度為 。則其采出量為： 預(yù)塔進(jìn)料量 3%=92593%= kg/h（合 l/h） 其中含甲醇 =%= kg/h 含水 =%= kg/h 低沸點(diǎn)物采出量 :物中含甲醇 %，油溶性雜質(zhì) %，密度 g/ml。計算時以 100%甲醇計，占預(yù)塔進(jìn)料量的 3%。 其采出量為：預(yù)塔進(jìn)料量 3%=92593%= kg/h（合 l/h）經(jīng)計量后送預(yù)塔進(jìn)一步回收甲醇。 殘液排出量：包括水、堿、甲醇及高沸點(diǎn)物等，其中甲醇含量為 1%，計算時以水計。 設(shè)殘液量為 x kg/h，則方程式為： x=預(yù)后甲醇中的水量 +堿量 +殘液中甲醇含量 高沸點(diǎn)物采出物中水含量 x=++ 得： x= kg/h 其中含甲醇 =%= kg/h 成品精甲醇量 :即采 出精甲醇量。 精甲醇量 =預(yù)后甲醇量 低沸點(diǎn)物采出量 高沸點(diǎn)物采出甲醇量 殘液中甲醇含量 = = kg/h (計算時取 7799 kg/h) 回流液量 : kg/h。 精餾塔全塔物料平衡表 36和物料圖 33 表 36 精餾塔全塔物料平衡表 物料 入料量 kg/h 出料量 kg/h 預(yù)后 回流量 高沸點(diǎn)物 低沸點(diǎn) 殘液 成品 回流量 19 甲醇 物 精甲醇 甲醇 8333 H2O NaOH 小計 合計 從物料平衡可以看出：成品精甲醇只占粗醇中甲醇的 %，有 %左右的甲醇進(jìn)入油水槽和殘液中。所以在聯(lián)醇工藝中提高粗醇的質(zhì)量、加強(qiáng)精餾操作、減少預(yù)塔初餾物和主塔低沸點(diǎn)物、高沸點(diǎn)物的采出，可以大幅 度的降低甲醇成本，從而提高甲醇的產(chǎn)量。 ⑵ 熱量平衡 已知條件 :塔頂溫度 65℃；塔底溫度 109℃；回流液溫度 63℃；進(jìn)料溫度 86℃；成品精甲醇溫度 67℃。 ① 主塔全塔熱量平衡計算 帶入熱量 : Q入熱 =Q預(yù)后粗醇 +Q回流液 +Q加熱蒸汽 其中 Q預(yù)后粗醇 =++ =2854412 kJ/h Q回流液 == kJ/h ∴ Q入熱 =2854412++ Q加熱蒸汽 =+ Q加熱蒸汽 ② 帶出熱量 : Q出熱 =Q成品精甲醇 +Q殘液 +Q高沸點(diǎn)物 +Q低沸點(diǎn)物 +Q回流液 +Q熱損失 其中 Q成品精甲醇 == kJ/h Q殘液 =++ = kJ/h Q高沸點(diǎn)物 =+ = kJ/h Q低沸點(diǎn)物 == kJ/h Q回流液 =(+)= kJ/h Q熱損失 = Q入熱 20 ∴ Q出熱 =+++ ++ Q入熱 =+ Q入熱 因為 Q入熱 = Q出熱 故 + Q加熱蒸汽 =+ Q入熱 Q加熱蒸汽 = kJ/h 則需 : 每噸精甲醇耗蒸汽 :加 上預(yù)塔脫輕餾分所耗蒸汽，則 1t精甲醇總汽耗為 += t/t即 t/t 表 37 主塔全塔帶入熱量計算表 物料 預(yù)后甲醇 回流液 加熱蒸汽 組分 甲醇 水 堿液 甲醇 水 流量 kg/h 8333 G加熱蒸汽 圖 33 主塔物流圖 精甲醇h 高沸點(diǎn)物低沸點(diǎn) 物預(yù)后甲醇h 殘液排放h 再沸器 W4 蒸汽 冷凝水 精醇水冷卻器W7 回流 +低沸點(diǎn)物 回流液h 冷凝器 W5 精餾塔 K2 21 溫度℃ 86 86 86 63 比熱容kJ/(kg.℃ ) 汽化熱kJ/kg 熱量 kJ/h G加熱蒸汽 總熱量 kJ/h 2854412 G加熱蒸汽 表 38 主塔全塔帶出熱量表 物料 組分 流量 kg/h 溫度℃ 比熱容kJ/(kg.℃ ) 汽化熱kJ/kg 熱量 kJ/h 總熱量 kJ/h 精甲醇 甲醇 67 殘液 甲醇 109 水 109 堿液 109 高沸點(diǎn)物 甲醇 74 水 74 低沸點(diǎn)物 甲醇 63 回流液 甲醇 63 5 13281973.96 熱損失 按 5%計 ⑶ 冷卻水量計算 冷卻水包括主塔冷凝器和精甲醇冷卻器的用水量計算。 ① 主塔冷凝器冷卻水的用量 主塔冷凝器的換熱量為回流量加低沸點(diǎn)物進(jìn) (氣態(tài) )、出（液態(tài)）熱量之差。在22 實際生產(chǎn)中，冷凝器有微量不凝性氣體放空，計算時和工程熱損失一起考慮，一般在生產(chǎn)實踐中定為總?cè)霟岬?5%。 圖 34 主塔冷凝器物料流程 帶入熱：為回流液和低沸點(diǎn)物的熱量之和。即 Q入熱 =Q回流液 +Q低沸點(diǎn)物 =+= kJ/h 帶出熱 :為回流液熱、低沸點(diǎn)物帶出熱和熱損失。即 Q出熱 =Q回流液 +Q低沸點(diǎn)物 +Q熱損 =+ += kJ/h 于是 Q余熱 =Q入熱 Q出熱 == kJ/h 冷卻水用量 (G2):冷卻水進(jìn)冷凝器溫度為 31℃，出冷凝器溫度為 40℃。 G2=[（ 4031） ]= t/h 每噸精甲醇用水量 (G2’)為 : G2’=G2/小時精甲醇量 =② 成品精甲醇冷卻用水量 精甲醇由主塔上部采出溫度 67℃左右進(jìn)精甲醇冷卻器冷卻，降溫至 40℃后進(jìn)精甲醇貯槽。 低沸點(diǎn)物(液 ) 回流液(60℃ ) /h 放空50℃ 冷卻水(31℃ ) h 水40℃ 低沸點(diǎn)物(氣 ) 冷凝器 W5 23 精甲醇帶入熱量 Q入熱 =甲醇量甲醇比熱容入口溫度 == kJ/h 精甲醇帶出熱量 Q出熱 =甲醇量甲醇比熱容出口溫度 == kJ/h 熱 損失 Q熱損 = == kJ/h 于是剩余熱量 : Q余熱 =Q入熱 Q出熱 Q熱損 == kJ/h 所需冷卻水量 : G3=[(4031) ]= t/t 每噸精甲醇用水量 (G3’)為 : G3’=G3/小時精甲醇 =⑷ 精餾工序冷卻水總量和每噸精甲醇用冷卻水量 ① 總用水量 G總 :包括預(yù)塔冷凝 器用水量 (G1)、主塔冷凝器用水量（ G2）和精甲醇冷卻器用水量（ G3）。 G總 =G1+G2+G3=++= t/h ②每噸精甲醇用水量 (G精甲醇 ) G精甲醇 =G1’+G2’+G3’=++= t/t