甲醇精馏中的物料衡算和能量衡算案例3000字.docx

甲醇精馏中的物料衡算和能量衡算案例

目录

甲醇精馏中的物料衡算和能量衡算案例 1

1物料衡算 1

1.1设计任务 1

1.2预精馏塔物料衡算 1

1.3加压塔物料衡算 2

1.1加压塔进料计算 2

1.2加压塔出料计算 2

1.4常压塔物料衡算 2

2能量衡算 3

2.1预塔热量衡算 3

2.2加压塔热量衡算 5

2.3常压塔热量衡算 6

2.1进料带入热量 6

2.2物料带出热量 7

1物料衡算

1.1设计任务

本设计采用焦炭半水煤气作为生产原料，以铜基催化物低压合成粗甲醇错误米

找到引用源。。设定年产30万吨精甲醇，每年工作日为300天，精甲醇的质量含量为99.95%,则每小时应生产精甲醇量为：4.167×10?kg/h。

要求生产精甲醇4.167×10?kg/h,粗甲醇中主要组分含量见表3-1。由表3-1可知，粗甲醇主要常年在二甲醚、水和异丁醇等杂质。其中，二甲醚是由甲醇脱水生成；异丁醇等杂醇是由CO?与H?的量控制不当而产生的副产物；水是CO?与H?合成甲醇时产生。监狱其他组分含量较少，在本设计中轻组分按二甲醚含量计算，杂醇等高沸物按照异丁醇含量计算。

组分甲醇CH?OH

表3-1粗甲醇组成表

二甲醚(CH?)?0水H?O异丁醇C?H?OH

含量%

93.45

0.7

5.8

0.05

1.2预精馏塔物料衡算

1.2.1预精馏塔进料计算

(1)粗甲醇进料：4.167×10?kg/h÷0.9345=44.59×103kg/h

(2)碱液：在甲醇精馏过程中，加入浓度5%的碱液来分解有机胺类，使其在预塔内脱除，同时碱液还可以中和甲醛、甲酸等还原性杂质防止设备、管线的腐蚀[191。每吨精甲醇的耗碱量按0.1kg计算：

则消耗纯NaOH:0.1kg/t×41.67t/h=4.167kg/h碱液加入量为：4.167kg/h÷5%=83.34kg/h

碱液中含水量：83.34kg/h×95%=79.17kg/h

(3)软水：粗甲醇中含有少量C?~C10的烷烃类杂质，易与甲醇形成共沸物，不溶于水，但甲醇和水可以任意比例混溶，在预塔塔顶和油分中加入约为入料量20%的软水或稀醇水，可以提高预塔塔底沸腾温度的同时将烷烃类杂质通过油分溢流口采出[18]。则软水的加入量为：粗甲醇量×20%-补入碱液带水量。即，4.167×10?kg/h×20%-79.17kg/h=8256.23kg/h。计算结果如表3-2所示。

表3-2预塔进料量及组成表(kg/h)

物料量CH?OHH?ONaOH(CH?)20C?H?OH合计

粗甲醇

4.167×10

2.42×103

291.69

20.83

44.59×103

碱液

79.17

4.17

83.34

软水

8.25×10

8.25×10

合计

4.167×10?

10.75×103

4.17291.69

20.83

52.93×103

3.1.2.2预精馏塔出料计算

由表3-2可知，预精馏塔塔底：甲醇含量4.167×10?kg/h,水含量1.075×10?kg/h,异丁醇等高沸物含量20.83kg/h。预精馏塔塔顶：二甲醚及低沸物含量291.69kg/h。具体预塔出料量及成分如表3-3所示。

表3-3预塔出料量及组成表(kg/h)

物料量CH?OHH?ONaOH(CH?)0C?H?OH合计

塔顶

291.69

291.69

塔底

4.167×10?

1.075×10?

4.17

20.83

5.264×104

合计

4.167×10?

1.075×10?

4.17

291.69

20.83

5.293×104

1.3加压塔物料衡算

1.1加压塔进料计算

加压塔的进料=预塔总出料量—轻组分即：F?=5.293×10?-291.69=5.264×10?kg/h

1.2加压塔出料计算

加压塔和常压塔的采出量之比为5:8,即加压塔采出量为总产品的5/8。其中塔顶采出精甲醇(99.95%):D?=5/8预塔总出料量×9