（2）出料 釜残液中甲醇含量约为1%

从主塔回流液中采出预塔入料量2%到预塔收集槽，计算时以100%甲醇计算为：

6513.714?2%?130.274kg/h

残液排放：包括水、碱、甲醇及高沸点物等，其中甲醇含1%，设残液量为Xkg/h，则：

X?预后甲醇中水量＋碱量+高沸物+残液中的甲醇量

X?1562.9?0.613?3.257?0.01X

解得 X?1582.596kg/h

釜残液中甲醇为：

1582.596?0.01?15.826kg/h

塔顶甲醇为：

6127.451?15.826?6111.625kg/h

釜液中： 甲醇 15.826kg/h 水 1562.9kg/h NaOH 0.613kg/h 高沸物 3.257kg/h 根据以上计算得到表:

表3.4 甲醇精馏塔物料平衡汇总（单位：kg/h）

成分 甲醇 NaOH 水 高沸物 合计

物料 6257.725 0.613 1562.9 3.257 7824.495

常压塔出料 6111.625

6111.625

常压塔釜出料 15.826 0.613 1562.9 3.257 1582.596

主塔回流液采出

130.274

130.274

3.2 热量衡算

3.2.1 预塔的热量衡算 （1）带入热量

取回流液与进料量之比为1:4。

表3.5 带入热量

进热项

粗甲醇

目 成分 流量

45.596

kg/h 温度℃ 比热kJ/kg℃ 焓

1280.4

kJ/kg 热量kJ/h

58381.11

8

1178921.57

2

91827.81

9

489.039

396424.1

3

4073.753

337626.94

Q蒸汽

7

6 2118.

2.96

4.187

2.31

4.187

4.26

2.86

65

65

65

65

78

78

60

6127.451

337.41

3.257

1213.843

12.26

1967.523

二甲醚

甲醇

水

异丁醇

水

碱+水

甲醇

软水

碱液

回流液

汽 水 热蒸

有：Q入＝Q粗甲醇＋Q软水＋Q回流液＋Q蒸汽

＝58381.118＋1178921.572＋91827.819＋489.039＋396424.13＋4073.753 ＋337626.947＋Q蒸汽＝2067744.378＋Q蒸汽

（2）带出热量

表3.6 带出的热量

出热部分 成分 液体比热

2.64

kJ/kg℃ 流量kg/h 液体冷凝热

523.38

kJ/kg 温度℃ 热量kJ/h

64 31567.935

64 2428454.613

82 1619399.515

82 428302.3

5%Q入

1046.75

45.596

1967.523

6127.451

1226.103

2.93

3.223

4.26

二甲醚

塔顶

回流液

甲醇

塔底

热损失

水＋（碱液） 以5%计

那么：Q出＝Q二甲醚＋Q回流液＋Q预后甲醇＋Q损

＝31567.935＋2428454.613＋1619399.515＋428302.3＋5%Q人 ＝4507724.363＋5%Q入

根据能量守恒：

Q入＝Q出 (3-1)

既：Q入＝4507724.363＋5%Q入 则：Q入＝Q出＝4744973.014KJ/h 所以 Q蒸汽＝2677228.636KJ/h

已知水蒸气的汽化热为2118.6KJ/kg 则需要蒸汽量为：

G1蒸汽?2677228.636?1263.678kg/h

2118.6表3.7 预塔热量平衡表

带入热量kJ/h

塔侧粗甲醇入热 塔顶加入冷凝残液入热 塔顶回流液入热 加热蒸汽 总入热

1329619.548 400497.883 337626.947 2677228.636 4744973.014

带出热量kJ/h

塔顶二甲醚出热 塔顶回流甲醇蒸汽 塔底预后粗甲醇

热损失 总出热

31567.935 2428454.613 2047701.815 237248.651 4744973.014

根据以上计算的结果列出预塔热量平衡表:

冷却水用量计算

假设入口冷却水的温度为30℃，出口冷却水的温度40℃，平均比热为4.187KJ/kg，则：Q入＝Q甲醇＋Q甲醇蒸汽＝1329619.548＋2428454.613＝3758074.161KJ/h

Q出＝Q二甲醚＋Q回流液＋Q损失＝31567.935＋337626.947＋237248.651＝606443.533KJ/h Q传＝Q入－Q出＝3758074.161－606443.533＝3151630.628KJ/h

又因为:Q传＝G1水×4.187×（40－30）＝3151630.628KJ/h 所以得到 G1水＝75271.809kg/h 3.2.2 主塔的热量衡算

设计的操作条件为：塔顶温度65℃，塔釜温度105℃，进料温度70℃，回流液温度为40℃，冷却水进口温度30℃，出口温度40℃，取回流比为1.8。 （1）物料带入热量

表3.8 物料带入热量表

物料 组分 流量kg/h 温度℃ 比热kJ/kg℃ 热量kg/h

甲醇 6257.725 70 3.056 1338652.532

进料

水＋碱 1563.513 70 4.187 458250.025

回流液 甲醇 10870.651

40 2.68 1165333.787

再沸器加热

Q加热

那么：Q入＝Q进料＋Q回流液＋Q加热

＝1338652.532+458250.025+1165333.787+ Q加热 ＝2962236.344+ Q加热

（2）物料带出热量

表3.9 物料带出热量表

物料 成分 流量kg/h 温度℃ 比热 kJ/kg℃ 潜热kJ/kg 热量kJ/h

精甲醇 甲醇 6111.625 65 2.96 1046.75 7573220.119

回流液 甲醇 10870.651

65 2.96 1046.75 13470367.19

甲醇 15.826 105 3.51 5832.672

釜液

水＋碱 1563.513 105 4.187 687375.038

热损失 5%Q入

那么：Q出＝Q精甲醇＋Q回流液＋Q釜液＋Q热损失

＝7573220.119＋13470367.19+5832.672+687375.038+5%Q入 ＝21736795.02+5%Q入

根据能量守恒 有 Q入＝Q出

即： Q入＝21736795.02+5%Q入 则： Q入＝Q出＝22880836.86KJ/h 所以 Q蒸汽＝19627267.07KJ/h

已知水蒸气的汽化热为2118.6 KJ/kg ，则需要蒸汽量：

G2蒸汽?19627267.07?9264.263kg/h

2118.6冷却水用量计算：

对于热流体：

Q入＝Q产品精甲醇+Q回流液＝7573220.119+13470367.19＝21043587.31KJ/h