发布时间 : 星期一 文章年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段工艺设计毕业设计更新完毕开始阅读
蒸发潜热：
所以
IVD?ILD?xD△HV甲?（1?xD）△HV水
?0.995?1103.77?（1?0.995）?2364.068 ?1086.43所以
QC?（R?1）D?IVD?ILD??（2.78?1）?295.33?1146.562 2.冷却水消耗量
?1.28?106kJ/h
1?0.5210.38△HV水?2257?（）?2364.068kJ/kgQC1?0.576 WC?
Cpc??t2?t1?式中 Wc-----------冷却水消耗量，kg/h
Cpc-----------冷却介质在平均温度下的比热容，kJ/（kg·℃） t1，t2---------冷却介质在冷凝器进出口处的温度，℃
t1?t225?35??30℃ 所以 t?22此温度下，冷却水的比热容 Cpc=4.25kJ/（kg·℃）
QC0.76?106所以WC???1.79?104kg/h
Cpc??t2?t1?4.25?（35?25）⑶加热器热负荷及全塔热量衡算
列表计算甲醇、水在不同温度下混合物的比热容Cp（单位：kJ/（kg·℃））
塔顶 塔釜 进料 精馏段 提馏段 甲醇 3.028 3.485 3.166 3.145 3.412 水 4.284 4.368 4.288 4.396 4.388 精馏段：
甲醇：Cp1??tLD?tF??3.145?（64.79?76.93）?-38.1803kJ/kg 水：Cp1??tLD?tF??4.396?（64.79?76.93）?-53.367kJ/kg 提馏段：
甲醇：Cp1??tW?tF??3.412?（99.6?76.93）?77.35kJ/kg
水：Cp2??tW?tF??4.388?（99.6?76.93）?99.48kJ/kg
塔顶流出液的比热容：
Cp1?Cp1xD'?(1?xD')Cp2?3.145?0.997?0.003?4.396?3.149kJ/（kg·℃） 塔釜溜出液的比热容：
Cp2?Cp1xW'?(1?xW')Cp2?3.412?0.003?0.997?4.388?4.385kJ/（kg·℃） 为简化计算，现以进料焓，即76.93℃时焓值为基准
根据资料所提供的数据，tD=128.1℃，tW=134.2℃ 注：下标1为甲醇，下标2为水。
2.冷凝器的热负荷
因塔顶馏出液几乎为纯甲醇，故其焓可近似按纯甲醇进行计算，则全凝器的热负荷为（塔顶温度为128.1℃下，甲醇的汽化热为953.4809kJ/kg）
QC?953.4809×1583.2626×32.04=4.84×107 kJ/h
tD?128.1℃下，水的比热容为Cpc?4.265kJ/kg??C
??QC4.84?107WC???1134818.29 kg/h
????Cpc?t2?t14.265?42?323.再沸器的热负荷和加热蒸汽消耗量
在tW=134.2℃下，甲醇的汽化热为1025.26kJ/kg，水的汽化热为2254.24 kJ/kg 选用0.7MPa（700kpa，180℃）低压蒸汽为加热介质
再沸器的热负荷为
QB?V'?IVW?ILW?
因釜残液几乎为水，故其焓可按纯水进行计算，即
IVW?ILW?rB'?2254.24×18.02=40621.40kJ/kmol
则 QB?1583.2626×40621.40=6.43×107 kJ/h 加热蒸汽消耗量为
Wc?QC
cpc?t2?t1?由附录查得P为700kpa时水的汽化热为2071.5 kJ/kg。则
QB6.43?107Wh???31040.31kg/h
r2071.5
2.3.3理论塔板数计算[7]
由于本次设计时的相对挥发度是变化的，所以不能用简捷法求得，应用图解法。
xRx?D 精馏段操作线方程为 y?R?1R?1x0.994?0.6067 截距 D?R?10.6383?1x连接（xD，xD），（0，D）与q线交于d点，连接（xW，xW）与d点，得到
R?1提馏段操作线、然后，由平衡线与操作线可得精馏塔理论板数，但由于xW极小，利用作图法画出理论板数，如图所示，梯级数为12块。
图2-3 加压塔求理论塔板数的图解法
?塔顶温度下：PA=804.252kpa PB?=130.652kpa
?PA ?D???804.252/130.652=6.156
PB?塔底温度下：PA=945.304kpa PB?=308.248kpa
?PA?W???945.304/308.248=3.067
PB全塔平均挥发度：?m??D??W?4.345
因为塔底设有再沸器，所以精馏塔理论板数要比梯级数少1，所以精馏塔理论板数为11块，精馏段为10块，提馏段为1块。 2.3.4精馏塔主要尺寸的设计计算 1.精馏塔设计的主要依据和条件
表2-5 水在不同温度下的密度
温度/℃ 密度/(g/ cm3)
60 0.9832
70 0.9778
80 0.9718
90 0.9653
100 0.9584
110 0.9510
表2-6 甲醇在不同温度下的密度
温度/℃ 密度/(g/ cm3)
10 0.8008
20 0.7915
30 0.7825
40 0.7740
50 0.7650
60 0.7555
表2-7 水在不同温度下的黏度
温度/℃ 黏度/mPa?s
80 0.3565
90 0.3165
100 0.2838
110 0.2589
120 0.2373
130 0.2177
表2-8甲醇在不同温度下的黏度
温度/℃ 黏度/mPa?s 10 0.686 15 0.638 20 0.591 65.31 0.332 71.86 0.295 98.52 0.225
用内插法可以计算出水和甲醇在塔顶、塔底和进料温度下的密度和黏度 举例：
90?8084.1?80???水?0.9691 g/ cm3
0.9653?0.9718?水?0.971854?5384.1?53???水?0.2648mPa?s
0.5146?0.5229?水?0.5229表2-9 水和甲醇在不同温度下的密度
温度/℃ 水密度/(g/ cm3) 甲醇密度/(g/ cm3)
tD?128.1
0.9376 0.6908
tW?134.2
0.9331 0.6851
tF?107.2
0.9531 0.7107
表2-10 水和甲醇在不同温度下的黏度
温度/℃ 水黏度/(mPa?s)
tD?128.1
0.2214
tW?134.2
0.2099
tF?107.2
0.2624