【《甲醇精馏的工艺计算案例概述》2200字】

第第页甲醇精馏的工艺计算案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u29365甲醇精馏的工艺计算案例概述 143381.1物料衡算 1315051.1.1预精馏塔的物料衡算 1287001.1.2主塔的物料平衡计算 3125291.2能量衡算 481941.2.1预塔的热量衡算 4188991.2.2加压塔的热量衡算 610961.2.3常压塔的热量衡算 81.1物料衡算年输出30万吨，年工作320天，精甲醇的甲醇质量含量为99.95%。300000要求生产精甲醇39.06

t/h，粗甲醇的组成如表3-1。表3-1粗甲醇组成表成分CH3OH(CH3)2OC4H9OHH2O合计组成/%91.980.200.025.801001.1.1预精馏塔的物料衡算进料:（1）粗甲醇：39.06（2）碱液：因粗甲醇中含有一些酸性物质，所以要加入一些碱液，避免腐蚀设备，每吨加入0.1

kg的8%氢氧化钠溶液即可。纯氢氧化钠：0.1×39.06≈1.906

kg/h 稀释为碱液：1.906÷8%=48.825

kg/h（3）软水：加入的水为甲醇的五分之一即可39

060×20%-48.825×92%≈7

767.08

kg/h计算结果汇总如表3-2。表3-2预塔进料组成表物料量：kg/hCH3OHH2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合计粗甲醇39

0602

410.6081.128.3141

560.03碱液44.9191.90648.825软水7

767.087

767.08合计39

06010

222.601.90681.128.3149

375.9出料：（1）甲醇：39

060

kg/h（2）水：粗甲醇含水：2

410.60

kg/h碱液带水：44.919

kg/h软水：7

767.08

kg/h合计：10

222.60

kg/h（3）醇类高沸物由塔底流出：8.31

kg/h（4）醚类低沸物由塔顶流出：81.12

kg/h结果如表3-3。表3-3预塔出料流量及组成表物料量

kg/hCH3OHH2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合计塔顶81.1281.12塔底39

06010

222.601.9068.3149

294.82合计39

06010

222.601.90681.128.3149

377.941.1.2主塔的物料平衡计算采出量：加压塔∶常压塔=4∶6，其中常压塔釜液含有甲醇1%。⑴进料加压塔：预后粗甲醇49

294.82

kg/h常压塔：49

294.82-39

060×4/10×1/0.999

5=33

663

kg/h⑵出料A加压塔：塔顶39

060×4/10×1/0.999

5=15

631.82

kg/h塔釜33

663

kg/hB常压塔：塔顶39

060×6/10×99%×1/0.999

5=23

211.25

kg/h釜液中：甲醇：214.93

kg/h 水：10

222.60

kg/hNaOH：1.906

kg/h醇类高沸物：8.31

kg/h以上计算结果如表3-4。表3-4物料平衡汇总（单位：kg/h）成分物料加压塔出料常压塔出料常压塔釜出料甲醇39

06015

631.8223

211.25214.93NaOH1.9061.906水10

222.6010

222.60高沸物8.318.31合计49

294.8215

631.8223

211.2510

449.751.2能量衡算1.2.1预塔的热量衡算⑴进料带入热量回流液：进料量=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粗甲醇软水回流液热蒸汽成分二甲醚甲醇水异丁醇外补水碱液甲醇水流量kg/h81.1239

0602

410.608.317

767.0844.91912

321.705温度℃65656565787860比热kJ/kg℃19.6982.964.1872.314.1874.1872.86焓kJ/kg1

280.382

118.62热量kJ/h106

424.357

515

144655

891.551

247.752

536

619.5914

669.922

114

747.78Q蒸汽热量计算公式：Q=W∙ΔT∙CQ二甲醚=81.12×Q其他物质带入的热量为：Q=106

424.35+7

515

144+655

891.55+1

247.75+2

536

619.59+14

669.92+2

114

747.78+Q蒸汽=12

944

746.94+Q蒸汽⑵出料热量计算表3-6物料带出的热量出热部分塔顶塔底热损失成分二甲醚回流液甲醇水+（碱液）以5%计液体比热kJ/kg℃2.642.931.2234.187流量kg/h81.1212

321.70539

06010

222.60液体冷凝热kJ/kg521.381

046.75温度℃64648282热量kJ57

548.3015

210

779.3710

323

011.163

509

766.1485%Q入Q81.12×（2.64+8.178）=57

548.30

kJ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=57

548.30+15

210

779.37+10

323

011.16+3

509

766.148+5%Q入=29

101

104.98+5%Q入根据能量守恒即Q入=Q出12

944

746.94+Q蒸汽=29

101

104.98+5%Q入解得Q蒸汽=17

687

995.14

kJ/h塔底的再沸器用中压0.35

Mpa蒸汽压加热，如果不计冷凝水的显热，那么需要蒸汽量：G1蒸汽=17

687

995.14/2

118.62=8

348.83

kg/h1.2.2加压塔的热量衡算设计的运行条件如下：回流温度：115

℃塔底温度：124

℃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进料回流液加热蒸汽组分甲醇水+碱液甲醇流量kg/h39

06010

222.6043

769.07温度℃100100115比热kJ/kg℃1.3734.1871.71热量kJ/h13

174

9384

280

202.6218

674

071.72Q蒸汽总计kJ/h17

455

140.6218

674

071.72Q蒸汽其他物质的热量亦同上公式计算。Q入=Q进料+Q回流+Q蒸汽=17

455

140.62+18

674

071.72+Q蒸汽=36

129

214.34+Q蒸汽⑵物料带出热量出料带出加压塔的热量如表3-9。表3-9加压塔精馏出热表物料精甲醇回流液塔底出料热损失组分甲醇甲醇甲醇水+碱流量kg/h15

631.8243

769.0723

428.1810

222.60温度℃115115124124比热kJ/kg℃1.711.711.874.26汽化热1

046.751

046.75热量kg/h23

031

921.5945

815

855.711

215

086.9953

867

111.7595%Q入其他物质的热量亦同上公式计算。则有Q出=Q精甲醇+Q回流+Q塔底+Q热损失=23

031

921.59+45

815

855.7+11

215

086.99+53

867

111.76+5%Q入=85

280

351.2+5%Q入根据加压塔精馏能量守恒即：Q入=Q出也即：36

129

214.34+Q蒸汽=85

280

351.2+5%Q入解得：Q蒸汽=53

728

378.2

kJ/h加压塔采用中压蒸汽加热所需要的蒸汽量为：G蒸汽=回流液和产品的冷凝潜热：Q潜=（15

631.82+43

769.07）×1

046.75=62

177

881.61

kJ/h可提供给常压塔再沸器的热量为：Q供=Q潜×（1-5%）=62

177

881.61×（1-5%）=59

068

987.53

kJ/h1.2.3常压塔的热量衡算设计的运行条件如下：最高温度：65

℃底面温度：105

℃种子温度：70

℃回流温度：40

℃冷却水入口温度：30

℃出口温度：40

℃：回流比1.23⑴物料带入热量常压塔的入塔能量如表3-10。表3-10常压塔入热表物料进料回流液再沸器加热组分甲醇水+碱甲醇流量kg/h23

431.1010

224.7474

994.48温度℃707040比热kJ/kg℃1.0564.1872.68热量kJ/h5

012

807.9152

996

768.068

039

408.18Q加热

其他物质的热量亦同上公式计算Q入=Q进料+Q回流液+Q加热=（5

012

807.915+2

996

768.06）+8

039

408.18+Q加热=16

048

984.16+Q加热⑵物料带出热量常压塔的出塔热量如表3-11。表3-11常压塔出热表物料精甲醇回流液釜液热损失成分甲醇甲醇甲醇水+碱流量kg/h23

218.1174

994.48214.9910

224.74温度℃6565105105比热specificheat2.962.961.514.187潜热kJ/kg1

046.751

046.75热量kJ/h28

770

715.0192

929

408.9979

234.904

495

152.095%Q入同理可得其他物质的热量。Q出=Q精甲醇+Q回流液+Q釜液+Q热损失=28

770

715.01+92

929

408.99+79

234.90+

495

152.09+5%Q入=126

274

511+5%Q入根据常压塔精馏的能量守恒有Q入=Q出即16

048

984.16+Q加热=126

274

511+5%（16

048

984.16+Q加热）解得：Q加热=111

027

976

kJ/h常压塔供热：Q供=59

068

987.53

kJ/h得出蒸汽加热量为：Q蒸汽=Q加热-Q供=111

027

976-59

068

987.53=51

958

988.47

kJ/h所以得到所需蒸汽量：G蒸汽=表3-12精馏系统能量衡算总表项目物流预塔加压塔常压塔带入热量kJ/h进料7

943

786.6112

803

116.223

676

059.04回流1

551

128.8713

697

188.675

895

565.84加热12