陈博年产1万吨甲醇精馏工段设计

表3.2 预塔进料组成表

Table 3.2 Pre-column feed composition tables

物料量：kg/h 粗甲醇 碱液 软水 合计

CH3OH 1302.00

1302.00

H2O 80.37 1.495 258.91 340.78

NaOH 0.13 0.13

(CH3)2O 2.77 2.77

C4H9OH 0.277 0.277

合计 1385.42 1.63 258.91 1645.96

(2)出料

A 塔底 ： 甲醇 1302.00kg/h

B 塔底 ： 水 粗甲醇含水：80.37kg/h 碱液带水：1.495 kg/h 软水：258.91 kg/h 合计：1642.78 kg/h C 塔底异丁醇及高沸物：0.277 kg/h D 塔顶二甲醚及低沸物：2.77 kg/h 将以上计算结果列表3.3

表3.3 预塔出料流量及组成表

Table 3.3 Pre-tower discharge flow rate and composition table

物料量：kg/h

塔顶 塔底 合计

CH3OH

1302.00 1302.00

H2O 1642.78 1642.78

NaOH 0.13 0.13

(CH3)2O 2.77 2.77.

C4H9OH

0.277 0.277

合计 2.77 2945.19 2947.96

3.2.2 主塔的物料平衡计算

按照加压塔和常压塔的采出量之比4∶6计算，常压塔釜液含有甲醇1%。 (1)进料

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加压塔：预后粗甲醇2945.19 kg/h

常压塔： 2945.19－1302.00×4/10×1/0.9995＝2475.29 kg/h (2)出料

A 加压塔：塔顶1302.00×4/10×1/0.9995＝521.06kg/h 塔釜2475.29kg/h

B 常压塔：塔顶1302.00×6/10×99%×1/0.9995＝773.77kg/h 釜液中：甲醇7.17kg/h 水1642.78 kg/h NaOH 0.13 kg/h 高沸物0.277 kg/h 根据以上计算得到表3.4

表3.4 甲醇精馏塔物料平衡汇总（单位：kg/h）

Table 3.4 Summary of methanol distillation column material balance (Unit: kg / h) 成分 甲醇 NaOH 水 高沸物 合计 物料 1302.00 0.13 1642.78 0.277 2945.19 加压塔出料 521.06 521.06 常压塔出料 773.77 773.77 常压塔釜出料

7.17 0.13 1642.78 0.277 1650.36

3.2 能量衡算

3.2.1 预塔的热量衡算 (1)进料带入热量

取回流液与进料量之比为1:4，预塔带入热量见下表3.5

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表3.5 预塔带入热量表

Table 3.5 Pre-tower into the calorimeter

进热项目 成分 流量kg/h 温度℃ 比热kJ/kg℃ 焓kJ/kg 热量kJ

二甲醚 2.77 65 1280.38 3546.26

粗甲醇 甲醇

水

异丁醇 0.277 65 2.31 41.6

软水 外补水

碱液

回流液 甲醇 736.30 60 2.86 126349.08

热蒸汽 水 2118.62 Q蒸汽

1302.00

65 2.96 250504.8

80.37

65 4.187 21873.15

258.91

78 4.187 84556.68

1.495

78 4.187 448.28

Q入＝Q粗甲醇＋Q软水＋Q回流液＋Q蒸汽

＝3546.26＋250504.8＋21873.15＋41.6＋84556.68＋448.28＋126349.08＋Q

蒸汽

＝487319.85＋Q蒸汽 (2)出料热量计算

表3.6物料带出的热量

Table 3.6 calories out of the material

出热部分 成分 液体比热kJ/kg℃

流量kg/h 液体冷凝热kJ/kg

温度℃ 热量kJ

二甲醚 2.64 2.77 523.38 64 1917.78

塔顶

回流液 2.93 736.30 1046.75 64 506804.85

甲醇 3.223 1302.00

82 343950.26

塔底

水＋（碱液）

4.187 340.78 82 116940.96

热损失 以5%计

5%Q入

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有：Q出＝Q二甲醚＋Q回流液＋Q预后甲醇＋Q损

＝1917.78＋506804.85＋343950.26＋116940.96＋5%Q人 ＝969613.85＋5%Q入 根据能量守恒 即Q入＝Q出

即487319.85＋Q蒸汽＝969613.85＋5%Q入 解得 Q蒸汽＝533326.31kJ/h

塔底的再沸器用中压0.35Mpa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＝533326.31/2118.62=251.73kg/h 据以上计算的结果列预塔热量平衡表3.7

表3.7 预塔热量平衡表 Table 3.7 Pre-tower heat balance

带入热量kJ/h

塔侧粗甲醇入热 塔顶加入冷凝残液入

热 塔顶回流液入热 加热蒸汽 总入热 275965.81 85004.96 126349.08 533326.31 1020646.16 带出热量kJ/h

塔顶二甲醚出热 塔顶回流甲醇蒸汽 塔底预后粗甲醇

热损失 总出热 1917.78 506804.85 460891.12 51032.31 1020646.16 冷却水用量计算

假设入口冷却水的温度为30℃，出口冷却水的温度40℃，平均比热为4.187kJ/kg℃ Q入＝Q甲醇＋Q甲醇蒸汽

＝1917.78＋506804.85 ＝508722.63kJ/h Q出＝Q二甲醚＋Q回流液＋Q损失

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