发布时间 : 星期日 文章年产22万吨甲醇精馏工段工艺设计_毕业论文设计更新完毕开始阅读7b41414fc4da50e2524de518964bcf84b9d52d39
精馏段 平均温度：1/2×（70＋65）＝67.5℃
入口压力（表压）：（0.07×106－0.01×106）×69/85＋0.01×106＝58.71 kPa 平均压力（表压）：1/2（58.71×103＋10×103） ＝34.35kPa
提馏段 平均温度：1/2（70＋105） ＝87.5℃
平均压力（表压）：1/2（58.71×103＋70×103） ＝64.36kPa
4.2 塔板数的计算
4.2.1 处理能力
F?G24691.12??950.39kmol /hMf25.98精馏段物料量[12]： D精?F?提馏段物料量： W提?F?4.2.2 最小理论板数Nm 先求平均挥发度：
查数据手册得到以下数据：甲醇的饱和蒸汽压[1]，105℃时为425.68kPa 70℃时为132.8kPa 水的饱和蒸汽压[11]，105℃时为122.30kPa 70℃时为31.16kPa
70?C时，??132.8?4.262 31.16425.68?3.481
122.30Xf?XwXd?Xw?950.39?0.999-0.562?420.79kmol /h0.999-0.012Xd?XfXd?Xw?950.39?0.999-0.562?420.79kmol /h0.999-0.012 105?C时，??平均挥发度：???105?70?3.481?4.262?3.85 已知：Xd＝0.999，Xw＝0.012;
根据芬斯克公式[12]：
??Xd??1?Xwlg???1?X????d??Xw??Nm?lg?4.2.3 最小回流比
各组分如表4-1。
????0.999??1?0.012???lg????1?0.999??0.012????????????8.40块
lg3.85表4-1 各组分参数列表
组分 甲醇 水
进料组成Xi，F
0.562 0.438
釜液组成Xi，D
0.012 0.988
i 3.481 4.262
根据恩德伍公式[10]计算：
因为：进料是饱和的液相 所以：q＝1
则有：3.481?0.5624.262?0.438??0
3.481??4.262??
那么Rmin?3.481?0.0124.262?0.998??1?10.92?1?9.92
3.481?3.8814.262?3.881取操作回流比R＝1.5Rmin＝1.5×9.92＝14.88
那么有：R?Rmin14.88?9.92??0.312 R?114.88?14.2.4 进料位置
适宜的进料位置：
Nmin,D?
1lg?Dlg(XD1?XF10.9991?0.562?)?1?lg(?)?1?3.6块 1?XDXFlg4.2621?0.9990.562
4.2.5 实际理论板数
查吉利兰图得到：
N?Nm?0.38 N?2解得：N＝14.77块 4.2.6 全塔效率的估算
全塔平均温度为：1/2×（105＋65）＝85℃
在温度85?C下查的水?13?的粘度：?水?0.3355?10-3Pa?s
?1?在温度85?C下查得甲醇的粘度：?甲醇?0.265?10-3Pa?s
则：???甲醇Xf??水（1?Xf） ＝0.265×10-3×0.562＋0.3355×10-3×0.438 ＝0.296×10-3
全塔效率?12?：ET?0.49(??)?0.245?0.49?1?47.46% 0.245(3.85?0.296)所以，实际进料板：4/47.46%＝8.42块，圆整后取9块 实际板数为：14.77/47.46%＝31.12块，圆整后取32块
本设计采用32块，主要原因：①原料液粗甲醇不是简单的甲醇和水的混合物，还有与甲醇相对挥发度较小的组分；②选用的塔板数较多可以减小塔径，但一定会造成塔高过高，对塔的制造成本较高，操作的成本也会较高。
4.3 精馏段与提馏段的体积流量
4.3.1 精馏段
已知精馏段的数据如表4-2。
表4-2 精馏段数据
所处位置
进料板 xf＝0.6956
质量分数
yf＝0.872
摩尔分数
Xf＝0.562
yl＝0.9995 Xl＝0.999 塔顶（第一板） xl＝0.9998
Yf＝0.793 MLf＝25.89
摩尔质量kg/kmol
MVf＝29.10
温度℃
70
Yl＝0.999 MLD＝31.99 MVD＝31.99
65
液相平均摩尔质量：M?MLf?MLD2??25.89?31.99?28.94kg/kmol
2液相的平均温度：tm?tf?tD270?65?67.5?C 2在平均温度67.5℃下查工具书得到：?水?979.20kg/m3，?甲醇?752.21kg/m3
那么液相的密度为：xf?xl21?Lm??xLm?甲醇?1?xLm?水
而其中的xLm?0.6962?0.9998?0.8486
2
那么精馏段的液相负荷为：L＝RD＝14.88×529.6＝7880.45kmol/h
Ln?汽相平均摩尔质量为：M?LM?Lm?7780.45?28.94?292.5m3/h
779.68?29.10?31.99?30.545kg/kmol
2MVf?MVD2若气体为理想气体，那均温67.5℃下，均压135.675×103kPa下：
?水?PM135.675?18??0.86kg/m3 RT8.3145?(273.15?67.5)PM135.675?32??1.53kg/m3 RT8.3145?(273.15?67.5)?甲醇?x1?xVm1汽相密度为：?Vm?
?Vm?甲醇?水其中的平均质量分数为xLm?0.872?0.9995?0.9358
2