甲醇精馏塔设计及相关热量恒算

3、回流液带入塔内热量 Ql=D*R*C1*tf=73474.8J/s
Cl=2.495 tf=65 Cl、tf近似取甲醇的比热和沸点
4、塔顶蒸汽带走热量：Qv=D*（R+1)*Hv=624504.9J/s
Hv近似取甲醇的蒸汽的焓 1262J/g 5、塔釜残液带走热量：Qw=W*Cw*tw=169918.3J/s Cw、tw近似取纯水的比热和沸点 6、再沸器的热负荷Q=1.3（Qv+Qw-Qf-Ql）=723675J/s 7、加热蒸汽消耗量G=Q/r=331.2g/s=1.2t/h 8、再沸器传热面积的计算（蒸汽压力0.15Mpa，对应温度127℃，残液沸点取100℃） 1.3为安全系数
d、塔顶回收液冷凝器热量恒算
塔顶回收液由65℃，冷凝至33℃，采用循环水冷却，进水温度32℃，出水温度37℃ 冷凝器换热量Qe=D*C甲*（t2-t1）=3336.8J/s 平均温度Δ tm=((65-37)-(34-33))/ln((65-37)/(33-32))=8.10℃ 塔顶回收液冷凝器传热面积Fm=Qe/K/Δ tm=2.6m2 取总传热系数K=160w/m2/k
5、采用316L型不锈钢波纹规整填料，型号350X，取等板高度=400mm 填料高度：400*12/100=4.8m 6、塔径计算 D=150.6kg/h，ω 空=1.5m/s 汽相流量V=（R+1）D=1710kg/h=1560m3/h
塔径D=
V 0 . 785 空 3600
0 . 6066
ɑ 4.2464 4.1291 4.0200 3.9181 3.8229 3.7337 3.6501 3.5715 3.4975 ɑm=3.84
q=1(饱和液体进料）时，Rm=
1 x D m (1 x D ) m 1 xF 1 xF
水洗水进塔1585kg/h，甲醇含量9.5%，塔顶采出甲醇含量99.1%，塔釜甲醇含量0.2% xF=0.0558 xD=0.9841 xW=0.001 Rm=6.09 取R=1.7Rm=10.35 3、利用芬斯克方程计算全回流时两组分溶液体系最少理论板：
。
t/℃ 60 65 70 75 80 85 90 95 100
2、最小回流比Rm的计算
p。/kpa 84.5792 103.2716 125.2826 151.0523 181.0572 215.8116 255.8673 301.8145 354.2818
p。/kpa 19.9180 25.0105 31.1651 38.5524 47.3615 57.8009 70.0996 84.5073 101.2956
圆整后，取D=700 7、以水洗水处理量1600kg/h计，对再沸器、预热器、塔顶冷凝器、塔顶回收液冷凝、 塔釜采出冷凝器进行热量恒算
a、再沸器热量恒算
1、塔内物料平衡
物料 F D W
质量 1600.00 150.46 1449.54
质量分数 0.095 0.991 0.002
2、进料液带入塔内热量：Qf=F*Cf*tf=162198.4J/s 进料液平均比热：Cf=0.095C甲+0.905C水=4.0104 泡点温度：tf=91℃ C甲=2.49 C水=4.17
回收甲醇——水洗水精馏塔工艺设计
1、利用Antoine方程计算P=101.3kpa下甲醇、水饱和蒸气压：lgp =A-B/(t+C) 甲醇： A=16.5723 B=3636.55 C=-34.29 水 ： A=16.2884 B=3816.44 C=-46.13 温度 甲醇饱和蒸汽压 水饱和蒸汽压 相对挥发度
2
预热器传热面积Fm=Q/K/Δ tm=6.65m2
c、塔顶冷凝器热量恒算
塔顶上升蒸汽温度65℃，冷凝后温度为65℃，冷却水进温32℃，出水温度37℃ 平均温度Δ tm=((65-32)-(65-37))/ln((65-32)/(65-37))=30.4℃ 塔顶冷凝器传热面积Fm=Q/K/Δ tm=36.4m2 取总传热系数K=565w/m2/k
平均温差Δ tm=127-100=27℃
取总传热系数K=755w/m /k
2
2
再沸器传热面积Fm=Q/K/Δ tm=35.7m
b、预热器热量恒算
水洗水经预热器预热后温度由15℃升至泡点温度91℃，加热蒸汽压力0.15Mpa，对应温度 127℃ 吸收的热量：Qc=F*Cf*(t2-t1)=135462.4J/s 加热蒸汽消耗量G=Q/r=62g/s=223.2kg/h 平均温差Δ tm=127-100=27℃ 取总传热系数K=755w/m ห้องสมุดไป่ตู้k
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取总传热系数K=160w/m /k
e、塔釜采出冷凝器热量恒算
塔釜采出液由100℃，冷凝至40℃，采用循环水冷却，进水温度32℃，出水温度37℃ 冷凝器换热量Qe=W*Cw*（t2-t1）=101951J/s 平均温度Δ tm=((100-37)-(40-32))/ln((100-37)/(40-32))=61.4℃ 塔顶回收液冷凝器传热面积Fm=Qe/K/Δ tm=10.4m
N min
x 1 xW lg D 1 x D xW lg m
1 7.2
把芬斯克方程中xW替换为进料组成xF，计算精馏段理论板层数（即进料板）N1=4.2 4、全塔理论板层数计算 利Liddle公式：Y=0.545827-0.591422X+0.002743/X X=(R-Rmin)/(R+1)=0.375 Y=(N-Nmin)/(N+2)=0.33 N=11.73