1.2 流程的说明及方案的确定
1.2.1 流程的说明
首先，甲醇和乙醇的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入甲醇的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成甲醇和乙醇的分离。
1.2.2设计方案的确定
1.操作压力
精馏操作可在常压，加压，减压下进行。应该根据处理物料的性能和设计总原则来确定操作压力。例如对于热敏感物料，可采用减压操作。本次设计甲醇和乙醇为一般物料因此，采用常压操作。
2.进料状况
进料状态有五种：过冷液，饱和液，气液混合物，饱和气，过热气。但在实际操作中一般将物料预热到泡点或近泡点，才送入塔。这样塔的操作比较容易控制。不受季节气温的影响，此外泡点进料精馏段与提馏段的塔径相同，在设计和制造上也叫方便。本次设计采用泡点进料，即q=1。
3.加热方式
精馏塔釜的加热方式一般采用间接加热方式，若塔底产物基本上就是水，而且在浓度极稀时溶液的相对挥发度较大，便可以采用直接加热。直接蒸汽加热的优点是：可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜只需安装鼓泡管，不需安装庞大的传热面，这样，操作费用和设备费用均可节省一些，然而，直接蒸汽加热，由于蒸汽的不断涌入，对塔底溶液起了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下。塔釜中易于挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍微有增加。但对有些物系。当残液中易挥发组分浓度低时，溶液的相对挥发度大，容易分离故所增加的塔板数并不多，此时采用间接蒸汽加热是合适的。
4.冷却方式
塔顶的冷却方式通常水冷却，应尽量使用循环水。如果要求的冷却温度较低。可考虑使用冷却盐水来冷却。
5.热能利用
精馏过程的特性是重复进行气化和冷凝。因此，热效率很低，可采用一些改进措施来提高热效率。因此，根据上述设计方案的讨论及设计任务书的要求，本设计采用常压操作，泡点进料，间接蒸汽加热以及水冷的冷却方式，适当考虑热能利用。
二·塔的工艺设计
精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质用的塔设备首先必须要能使气、液两相得到充分接触，以达到较高的传质效率。塔设备设计要具备下列各种基本要求：
1、气、液处理量大，即当生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带，拦液或
液泛等破坏操作的现象。
2、操作稳定，弹性大，即当塔设备的气、液负荷有较大围的变动，仍能在较高
的传质效率下进行稳定操作，并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。
3、流体流动的阻力少，可降低操作费用。
4、结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。
5、耐腐蚀和不易堵塞，方便操作，调节和检修。
6、塔的滞留量要小。
3.2物料衡算
3.2.1原始数据
表3—1原始液：甲醇和乙醇的混合物
原料液处理量28000t/y （1y=300d * 24 h/d）
原料液（含甲醇）46%（质量分数）
原料液温度25
塔顶产品（含甲醇）96%（质量尔分数）
塔底残液（含甲醇）0.5%（质量分数）
回流比R=1.8R min
热损失Q1=5%Q B
热源条件5kgf/
3.2.2查阅文献，整理有关物性数据
表3—2 甲醇和乙醇的物理性质
名称分子式
相对分
子质量
密度
(20℃)
3
/
kg m
沸点
(101.3
kPa)
℃
比热容
(20℃)
Kg/(kg.℃)
黏度
(20℃)
mPa.s
导热数
(20℃)
ω/(m.℃)
表面
力
3
σ⨯10
(20℃)
N/m
甲醇
（A）H
32.04 791 64.7 2.495 0.6 0.212 22.6 乙醇
（B）OH
46.07 789 78.3 2.395 1.15 0.172 22.8 1.料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数
原料组成：== 0.5505 馏出液组成：== 0.9719
釜出液组成== 0.0072
3.2.3物料衡算
已知
D==
=128.6177 kmol/h
总物料衡算F=D+W=128.6177+W
易挥发组分物料衡算0.9719 128.6177+0.0072W= 0.5505 F
联立以上二式得：
F=228.3768kmol/h W=99.7591kmol/h
表3—3 物料衡算数据记录
F 228.3768kmol/h 0.5505
D 128.6177 kmol/h 0.9719
W 99.7591kmol/h 0.0072
3.2.4塔温确定
由于各操作阶段的甲醇和乙醇的质量百分含量已确定，所以根据甲醇和乙醇的质量百分含量，利用表中数据用插值法求得各组分的温度。
表3—4塔温
温度相对挥发度
