内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
冷却水用量计算，从精馏塔一流出的甲醇进入冷凝器通过冷却水用量控制温度达到分离甲醇轻馏分和初馏分的目的。
物料带入热量
Q入热=Q二甲醚+Q回流液+Q初馏物 （3-2） Q入热=3.019×104+9.045×106+2.757×105=9.351×106kJ/h
物料带出热
Q出热=Q回流液+Q初馏分+Q二甲醚+Q热损失 （3-3） Q回流液=8627×2.68×60=1.387×106 Q初馏分=227.3×2.68×60=3.655×104 Q二甲醚=43.94×(2.64×60+523.4)=2.996×104 Q热损失=5%Q入=0.05×9.351×106=4.676×105
Q出=1.387×106+3.655×104+2.996×104+4.676×105=1.921×106kJ/h Q余热=Q入-Q出=9.351×106-1.921×106=7.430×106kJ/h
冷却水金冷凝器的温度为15℃。出冷凝器的温度为35℃。
7.430?106?88.73t/h 用水量 W=
(35?15)?4.187?10003.2 精馏塔二的物料和热量衡算
精馏塔一釜液用加压泵加压，经预后粗醇预热器加热后，进入精馏塔二进行精馏。塔顶气相甲醇送入精馏塔三再沸器，作为常压塔底热源，被冷凝成液体进入精馏塔二回流槽，一部分由精馏塔二回流泵加压回流至精馏塔二顶，其余部分经精馏塔二精醇冷却器冷却至40 ℃进入精醇计量槽作为产品。
3.2.1第二精馏特的物料衡算
第二精馏塔为加压塔，压力为0.6Mpa，塔顶温度为121℃，塔底温度为127℃。第二精馏塔进料温度为85℃，将第一精馏塔出来的塔底物料加热到85℃。加热耗用蒸汽量为W。
mcp?t(7067?2.68?1979?4.18)?(85?78)W???89.91kg/h
?H2118.6第二精馏塔进料量=第一精馏塔出料量-轻馏分-第一精馏塔初馏物
F=9318-43.94-227.3=9047kg/h
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F=337-0.9552-7.103=328.9kmol/h
在精馏过程中xF=220.9/328.9=67.16% 设xD=99.95% xW=2% 在精馏过程中
F=D+W （3-4） FxF=DxD+WxW （3-5）
代入数据解得 W=110.3kmol/h D=218.8kmol/h 回流液L L=RD=2×218.8=437.6kmol/h
表3-5 精馏塔二全塔精馏塔二物料平衡表
物料
入料kg/h
塔底kg/h
甲醇 水 碱液
7067 1979 1.380
69.06 1903 1.38
出料
塔顶kg/h 7001 76
3.2.2 第二精馏塔热量平衡计算
带入热量Q入
Q入=Q预后甲醇+Q回流液+Q加热蒸汽 （3-6）
表3-6 精馏塔二全塔带入热量计算表
物料 组分 流量kg/h 温度℃ 比热容kJ/kg·℃ 汽化热kJ/kg 热量Q
预后醇 甲醇 7067 85 2.98 1609862 水 1979 85 4.187 704316 碱液 1.380 85 4.187 491.1 回流液 甲醇 14144 75 2.98 2.843×106 加热蒸汽 水 2118.6
Q入热=1.610×106+7.043×105+4.911×102+2.843×106+Q水蒸汽
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Q入热=47.02×105+Q水蒸汽=5.157×106+Q水蒸汽
表3-7 精馏塔二全塔带出热量
物料 组分 流量kg/h 温度℃ 比热容kJ/kg·℃ 汽化热kJ/kg 热量Q
精甲醇 甲醇 14715 120 2.98 1.686×106
8.935×105 釜液 甲醇 2361 127 2.98
1.026×106
水 1903 127 4.187
回流液 甲醇 14144 120 2.98 1046.75 2.03×10-1
5% Q入热 热损失
Q入=Q出 （3-7）
5.157×106+Q水蒸汽=2.317×107+0.05×(5.157×106+Q水蒸汽) 消耗0.35Mpa下的蒸汽量为G
G=1.923×107/2118.6=9076kg/h
塔顶冷凝器冷却水用量的计算
Q=Q甲醇冷凝+Q降温 （3-8） Q=3×7072×（1046.8+2.98×2）=2.232×107kJ/h
冷却水进口温度15℃出口温度35℃
W水=2.223×107/20×4.187×103=266.5t/h
甲醇降温用水量计算，甲醇从75℃降到40℃
W2=4715×2.68×35/4.187×20×103=5.281t/h
3.3 第三精馏塔计算
3.3.1第三精馏塔的物料衡算
第三精馏塔的操作条件为塔顶温度为67℃，塔底温度为100℃，进料温度127℃。回流液与进料比取1:3。
表3-8 精馏塔三物料平衡表
物料
入料kg/h
塔底
甲醇
7001
出料kg/h
塔顶 7001
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水 76 70.0 5.967
3.3.2 第三精馏塔热量平衡计算
表3-9 全塔带入热量平衡表
物料
流量kg/h 温度℃
回流液 14003 63
加热蒸汽 2118.2 Q水蒸汽
甲醇 2361 127 2.98 893544
水 1903 127 4.25 1027144
比热容kJ/kg·℃ 2.68 汽化热kJ/kg 热量Q
2364266
Q入=8.935×105+1.027×106+2.364×106+Q水蒸汽
表3-10 全塔带出热量平衡表
物料 组分 流量kg/h 温度℃ 比热容kJ/kg·℃
精甲醇 甲醇 2342 63 2.68
回流液 甲醇 14003 63 2.68 1046.75 1.702×107
水 1903 100 4.187
7.968×105
釜液 甲醇 19 100 2.97
5.073×103
异丁醇 43.94 100 3.435
1.509×104
5%Q入 热损失
汽化热kJ/kg 1046.75 热量Q
2.847×106
Q出=2.066×107+0.05Q入
根据热量平衡Q入=Q出
4.285×106+Q入=2.066×106+0.05（4.285×106+Q入） 解得Q入=1.746×107kg/h
用加压塔的回流液和精甲醇放出来的热给常压塔的再沸器加热加压塔回流液和精甲醇放热为Q放。
Q放=（14144+4715）×（1046.75+2.98×45）=2.227107kJ/h Q放=Q入能满足精馏塔三的需要。
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