内蒙古科技大学毕业设计说明书 表4.10 冷凝器热量平衡表
热 量 入热，kJ /h 出热，kJ /h
气体显热 冷凝热 液体带热 冷却水带热 合 计 26118872.34 8659365.04 34778237.38 — — 6529908.90 583177.50 27665150.98 34778237.38 —
(5).冷凝器用水量
冷凝器冷却水温度为24℃，冷却回水温度为38℃，冷凝器需冷却水量为： M冷却水=
27665150.98×4.187?= 471.94t/h
(38?24) 36
内蒙古科技大学毕业设计说明书
3.3粗甲醇精馏工段物料平衡计算
粗甲醇精馏工段原则流程图，如图3.2所示。
全凝器 冷凝水 预 塔 加 压 塔 常 压 塔 全凝器 精甲醇 粗甲醇 初馏物 异丁基油 5%碱液 残液 图3.2 粗甲醇精馏工段原则流程图
计算所需工艺条件
（1）测得粗甲醇的密度（ρ20）0.81g/ml；PH=6; （2）预塔底甲醇的密度（ρ20）0.87g/ml; PH=8;
（3）初馏物采出量为入预塔粗甲醇的2%，即为138.89kg/h,其中含甲醇 67.50%，含水30.00%，含二甲醚2.50%；
（4）加压塔塔顶甲醇采出量为40%,其中精甲醇中甲醇含量99.5%。含水0.5%； （5）预塔回流比1：1,加压塔回流比1:1.5,常压塔回流比2：1； （7）残液中甲醇含量1%,精甲醇中甲醇含量99.5%。含水0.5%；
3.3.1预塔的物料平衡计算
1进料
（1）根据对合成工段进行得物料平衡计算的结果，粗甲醇总量为6493.05kg/h,进入预塔的组成，如表3.20所示
表3.20预塔入料组成
组 成 kg/h Wt% 甲醇 6493.05 93.50 二甲醚 34.65 0.50 异丁醇 37.39 0.54 水 379.19 5.46 合 计 6944.28 100.00 （2）碱液 加入碱液浓度为5%的NaOH溶液，进料粗甲醇的PH值从6提高到8。0.1N的NaOH溶液=1.34×10-3mol/l.
37
内蒙古科技大学毕业设计说明书
0.1N的NaOH溶液换算成百分含量：
40×0.1=0.4% 100PH值从6提高到8，OH-需H+量为：10-6-10-8=0.00099mol/m3,需5%NaOH(以1g/ml计)为：
0.000990.004×=0.00059m3/ m3粗甲醇=0.059l/m3粗甲醇 1.340.05则每小时加入碱量为：
6944.44×0.059=0.51l./h 810消耗NaOH：0.51×5%=0.0255kg/h (3) 初馏物
初馏物采出量为138.89kg/h，其中67.50%为甲醇，30.00%为水，2.50为二甲醚，各物质的质量流量为：
甲醇： 138.89×67.50%=93.75 kg/h 水 ： 138.89×30.00%=41.67
(4) 冷凝水
操作控制预塔底甲醇密度为0.87g/ml，按照甲醇—水的二元组成，得密度为0.87时甲醇水溶液的含醇量为70%，从密度0.81（含醇93.40%）提高到0.87，则粗甲醇中含水：
6944.44?93.40%?93.75×100%=70%
6944.44?93.40?93.75?x?37.39 二甲醚：138.89×2.50%=3.47kg/h
x=2702.20kg/h
实际应加入冷凝水为2720.20-0.51-379.19+41.67=2364.17kg/h 综合得出预塔入料组成,如表4.21所示
表4.21 预塔入料组成表（kg/h）
组 成 粗甲醇 碱液 冷凝水 合计
甲醇 6493.15 — — 6493.15
二甲醚 34.65 — — 34.65
异丁醇 37.39 — — 37.39
水 379.19 — 2364.17 2743.36
碱液 — 0.51 — 0.51
合 计 6944.28 0.51 2364.17 9308.58
2出料
(1)塔顶二甲醚 31.18 kg/h (2)初馏物中含的二甲醚 3.47 kg/h
38
内蒙古科技大学毕业设计说明书
(3)初馏物中的水 41.67 kg/h (4)初馏物中的醇 93.75 kg/h (5)塔底甲醇 6399.40 kg/h (6)塔底异丁醇 37.39 kg/h (7)塔底碱液 0.51 kg/h (8)塔底水
粗甲醇含水 379.19 kg/h 预塔加水 2364.17 kg/h -初馏物中含水 41.67 kg/h 合计 2701.69 kg/h 得出预塔出料组成，如表3.32所示
表3.32 预塔出料组成表
组成 塔顶 塔底 侧线采出 合计 甲醇 — 6399.40 93.75 6493.15 二甲醚 31.18 — 3.47 34.65 异丁醇 — 37.39 — 37.39 水 — 2701.69 41.67 2660.02 碱液 — 0.51 — 0.51 合计 31.18 9138.99 138.89 9225.72 由预塔入料组成表3.21和预塔出料组成表3.22综合得出预塔物料平衡表，如表3.23所示
表3.23 预他物料平衡表（kg/h）
物料 粗甲醇 甲醇 6493.15 二甲醚 34.65 异丁醇 37.39
379.19 水
碱液 — 合计 6944.28
进料
碱液 冷凝液 — — — — — — — 2364.17 0.51 — 0.51 2364.17
合计 6493.15 34.65 37.39 2743.36 0.51 9309.06
出料 塔顶 塔底 初馏物采出 合计
93.75 6493.15 — 6399.40
31.18 3.47 34.65 —
37.39 37.39 — —
41.67 2743.36 — 2701.69
0.51 0.51 — —
31.18 9138.99 138.89 9309.06
3.3.2加压塔的物料平衡计算
1．进料
脱除轻馏分的预后甲醇 9138.99kg/h 其中： 甲醇 6399.40 kg/h 水 2701.69 kg/h
39
内蒙古科技大学毕业设计说明书
碱液 0.51 kg/h 异丁醇 37.39 kg/h 于是得出加压精馏塔进料组成，如表3.24所示
表3.24 主塔进料组成表
组成 Kg/h Wt%
甲醇 6399.40 70.02
水+碱液 2701.69+0.51 29.56+0.006
异丁醇 37.39 0.41
合计 9138.99 100.00
2．出料
(1) 加压塔塔顶甲醇采出量为40%,其中甲醇99.5%,水0.5%, 各物料的质量流量分别为:
采出量: 9138.99×40%=3655.60 Kg/h 甲醇: 3655.60 ×99.5%=3637.32 Kg/h 水: 3655.60×0.5%=18.28 Kg/h (2) 加压塔塔底物料组成:
甲醇: 6399.40-3655.60=2743.80 Kg/h 水: 2701.69-18.28=2683.41Kg/h 碱液: 0.51 Kg/h 异丁基油: 37.39 Kg/h
综合上述数据的主塔物料平衡表，如表3.25所示
表3.25 预塔全塔物料平衡表（kg/h）
物料 甲醇 水 异丁基油 碱液 合计
进料 主塔进料口 6399.40 2701.69 37.39 0.51 9138.92
塔底 2743.80 2683.41 37.39 0.51 5465.1
出料 测线采出 3655.60 18.28 — — 3673.88
合计 6399.40 2701.69 37.39 0.51 9138.99
3.3.3常压塔的物料平衡计算
1．进料
加压塔塔顶甲醇蒸汽全部冷凝后的一部分作为回流经回流泵返回塔顶,经过加压塔一次精馏后的甲醇物料由塔底送入常压精馏塔进行常压精馏.
由表3.25得常压精馏塔进口物料组成,如表3.2.6所示
40