【《二十万吨甲醇年产量的物料衡算与能量衡算计算案例》1700字】

二十万吨甲醇年产量的物料衡算与能量衡算计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u30233二十万吨甲醇年产量的物料衡算与能量衡算计算案例 128491.1物料衡算 1318461.1.1预精馏塔物料衡算 1260281)进料 1184402）出料 215671.1.2加压精馏塔与常压精馏塔的物料衡算 274941.2热量衡算 383771）进料带入热量 3174351.2.1加压精馏塔的热量衡算 4305821.2.3精馏系统热量结果汇总 61.1物料衡算每年按330日连续生产计算。精甲醇的甲醇含量99.95％，则精甲醇天产量为：200000/330=606.1吨/天；小时产量为：606.1/24×1000=25250kg/h。1.1.1预精馏塔物料衡算根据生产负荷及合成的粗甲醇含量计算，在常压下，粗甲醇（65℃）质量流量为27326.8kg/h，预精馏塔主要任务是除去其中的轻组分，所以预精馏塔的采出是轻馏分，物料衡算应取轻组分的量进行计算。生产负荷20万吨/年，进入预精馏塔精馏的甲醇质量分率为92.4％。通过各组分质量分数计算各组分的量：Mt＝M总×Wt％甲醇（CH3OH）的量：27326.8×92.4％=25250kg/h，以此计算其他组分的量，列入3-1表：表3-1进料组分量组分CH3OHH2OC2H5OH轻馏分杂醇油质量分数ωt％92.46.230.11.20.07组分量（kg/h）252501702.527.33327.919.131)进料A粗甲醇粗甲醇总量为：25250/92.4％=27326.8kg/hB碱液：为了调节粗甲醇的PH值，可加入8%的NaOH稀释液使塔底液体PH值保持在8左右，用量与精甲醇量的比例为0.1kg/t.氢氧化钠消耗量：0.1×25250/1000=2.525kg/h根据工艺选用8％氢氧化钠溶液，则氢氧化钠溶液用量：2.525/0.08=31.5625kg/hC软水：软水的加入量与精甲醇量的比例为1:5。软水量总需求量：25250×0.2-31.5625×（1-0.08）=5021kg/h以上计算结果列3-2表：表3-2进料组分量物料量kg/hCH3OHH2ONaOH轻馏分杂醇油合计粗甲醇252501702.5327.919.1327299.53碱液292.52531.525软水50215021合计252506752.52.525327.919.1332352.12）出料A塔底：甲醇25250kg/hB塔底：水甲醇含水1702.5kg/h碱液含水29kg/h软水：5021kg/hC塔底杂醇油：19.1kg/hD塔顶轻馏分：327.9kg/h以上结果列3-3表：表3-3出料组分量物料量kg/hCH3OHH2ONaOH轻馏分杂醇油合计塔顶327.9327.9塔底252506752.52.52519.132024.125合计252506752.52.525327.919.132352.0251.1.2加压精馏塔与常压精馏塔的物料衡算已知条件：取甲醇总量的40%作为加压塔采出量来计算，常压塔塔釜液含有甲醇1％。进料加压塔：预精馏塔后粗甲醇32024.4125kg/h常压塔：32024.125-25250×4/10×1/0.9995=21919.07kg/h出料加压塔：塔顶25250×4/10×1/0.9995=10105.05kg/h塔釜21919.07kg/h常压塔：塔顶21919.07-151.45-6752.5-2.525-19.1=14991.5kg/h塔釜中：甲醇151.45kg/h水6752.5kg/hNaOH2.525kg/h杂油醇19.1kg/h以上计算结果列3-4表：表3-4甲醇精馏塔物料平衡成分加压塔进料加压塔塔顶出料加压塔塔釜出料常压塔塔顶出料常压塔塔釜出料甲醇2525010105.0515144.9514991.5151.45NaOH2.5252.5252.525水6752.56752.56752.5杂油醇19.1319.1319.13合计32024.15510105.0521919.114991.56925.61.2热量衡算预精馏塔的热量衡算：1）进料带入热量轻馏分取二甲醚为关键组分，杂油醇取异丁醇为关键组分，设计的操作条件为：T塔顶=64℃，T回流=64℃，T塔底=82℃，T进料=65℃取回流量与进料量之比为1：4，预精馏塔热量出入列3-5：表3-5预精馏塔热量出入一览表进热项目进料成分二甲醚甲醇水+碱液异丁醇流量Kg/h327.9252506755.0619.13温度℃65656565比热Kj/Kg℃2.812.814.1872.95出热项目出料成分二甲醚甲醇水+碱液异丁醇流量Kg/h327.9252506755.0619.13温度℃64828282液体比热KJ/Kg℃2.812.814.1872.95热量变化KJ/h－921.41206192.5480818.59959.37热量计算公式：Q某=Wh某ⅹ×C某×△TQ甲醇=25250ⅹ2.81ⅹ（82-65）=1206192.5KJ/h预精馏塔各组分热量变化为如上表所示，由表中数据可知:总热负荷为：Q=1687049.06KJ/h1.2.1加压精馏塔的热量衡算设计的操作条件为：T塔顶=115℃，T回流=115℃，T塔底=141℃，T进料=100℃，R回流=1.55，T甲醇产品=40℃。常压精馏塔热量出入列3-6表：表3-6加压塔热量出入一览表进热项目进料成分甲醇水+碱液异丁醇流量Kg/h252506755.0619.13温度℃100100100比热Kj/Kg℃1.1654.1871.4出热项目出料成分精甲醇甲醇水+碱液异丁醇流量Kg/h10100151506755.0619.13温度℃115141141141液体比热KJ/Kg℃1.1651.664.1871.99热量变化KJ/h479497.52119674.381159621.312898.1热量计算公式：Q某=Wh某ⅹ×C某×△TQ甲醇=10100ⅹ1.165ⅹ（115-100）+15150ⅹ1.4125ⅹ（141-100）=2599171.88KJ/h加压精馏塔各组分热量变化为如上表所示，部分组分温度变化较大，比热容取平均值，由表中数据可知:总热负荷为：Q=3761691.29KJ/h1.2.2常压塔的热量衡算设计的操作条件为：T塔顶=65℃，T进料温度=70℃，T回流=40℃，T塔底=105℃，T进料=70℃，R回流比=2，T冷却水进口=25℃，T冷却水出口=35℃。物料进常压塔热量列3-7表：表3-7常压塔热量出入一览表进热项目进料成分甲醇水+碱液异丁醇流量Kg/h151506755.0619.13温度℃707070比热Kj/Kg℃2.854.1871.01出热项目出料成分精甲醇甲醇水+碱液异丁醇流量Kg/h14998.5151.56755.0619.13温度℃65105105105比热KJ/Kg℃2.851.1874.1871.45热量变化KJ/h－213728.6316005.6989920.272162.65热量计算公式：Q某=Wh某ⅹ×C某×△TQ甲醇=14998.5ⅹ2.85ⅹ（65-70）+151.5ⅹ1.0185ⅹ（105-70）=-197721.03KJ/h加压精馏塔各组分热量变化为如上表所示，部分组分温度变化较大，比热容取平均值，由表中数据可知:总热负荷为：Q=794359.8