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甲醇精馏塔设计及相关热量恒算

甲醇精馏塔设计及相关热量恒算
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ɑm=3.84回收甲醇——水洗水精馏塔工艺设计

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:

把芬斯克方程中x W替换为进料组成x F,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

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

2、最小回流比R m的计算

q=1(饱和液体进料)时,R m=

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% x F=0.0558 x D=0.9841 x W=0.001 R m=6.09 取R=1.7R m=10.35

利Liddle公式:Y=0.545827-0.591422X+0.002743/X

X=(R-R

min

)/(R+1)=0.375 Y=(N-N min)/(N+2)=0.33 N=11.73

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

2、进料液带入塔内热量:Q f =F*C f

*t f =162198.4J/s

3、回流液带入塔内热量 Q l =D*R*C 1*t f =73474.8J/s

C l =2.495 t f =65 C l 、t f 近似取甲醇的比热和沸点

进料液平均比热:C f =0.095C 甲+0.905C 水=4.0104 C 甲=2.49 C 水=4.178、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℃)

6、再沸器的热负荷Q=1.3(Q v +Q w -Q f -Q l )=723675J/s 1.3为安全系数

7、加热蒸汽消耗量G=Q/r=331.2g/s=1.2t/h

泡点温度:t f =91℃

汽相流量V=(R+1)D=1710kg/h=1560m 3/h

5、塔釜残液带走热量:Q w =W*C w *t w =169918.3J/s C w 、t w 近似取纯水的比热和沸点

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

6、塔径计算

D=150.6kg/h,ω空=1.5m/s

塔径D=

圆整后,取D=700

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

平均温差Δtm=127-100=27℃ 取总传热系数K=755w/m2/k

再沸器传热面积F m=Q/K/Δtm=35.7m2

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*C f*(t2-t1)=135462.4J/s

加热蒸汽消耗量G=Q/r=62g/s=223.2kg/h

平均温差Δtm=127-100=27℃ 取总传热系数K=755w/m2/k

预热器传热面积F m=Q/K/Δtm=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Δtm=((65-32)-(65-37))/ln((65-32)/(65-37))=30.4℃

塔顶冷凝器传热面积F m=Q/K/Δtm=36.4m2 取总传热系数K=565w/m2/k

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Q e=D*C甲*(t2-t1)=3336.8J/s

平均温度Δtm=((65-37)-(34-33))/ln((65-37)/(33-32))=8.10℃

塔顶回收液冷凝器传热面积F m=Q e/K/Δtm=2.6m2 取总传热系数K=160w/m2/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Q e=W*C w*(t2-t1)=101951J/s

平均温度Δtm=((100-37)-(40-32))/ln((100-37)/(40-32))=61.4℃

塔顶回收液冷凝器传热面积F m=Q e/K/Δtm=10.4m2 取总传热系数K=160w/m2/k

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