甲醇水精馏塔设计回流比确定

回流比R二l6Rmin塔顶气相温度/c塔顶液相温度/c精镉段平均温度/c进料处温度/c提镉段平均温度/c塔底温度/c再沸器热量衡算塔底温度/c塔底温度下水的Cp(KJ/(KgC)塔底压强(kPa)塔底压强下水的沸点/C沸点温度下水的热容Cp(KJ/(KgC)65.94561.18671.94577.94488.43798.93098.9304.219117.925103.9534.227塔顶压强(kPa)精馆段平均压强(kPa)进料处压强(kPa)提馆段平均压强(kPa)塔底压强(kPa)备注内插法计算温度/C100110甲醇的热容Cp(KJ/(KgC)3.575温度/c98.49100110120125130利用公式计算汽化热甲醇水沸点温度下水的汽化热(KJ/Kg)2244.616甲醇的汽化热(KJ/Kg)1003.522水再沸需要热量水再沸需要热量二甲醇液化放出热量+甲醇降温放出热量+水蒸气放出热量Q底二Q甲附+Q甲隊14153338.04甲醇气相上升量V(koml/h)346.639塔顶係出液平均摩尔质量M(kg/kmol)31.5493再沸器温度To103.953塔底係出液温度T98.930甲醇蒸气经热泵作用后温度TiTm=(To+Ti)/2T二Ti-To118.930111.44214.977123.930113.94219.977128.930116.44224.977133.930118.94229.977138.930121.44234.977143.930123.94239.977148.930126.44244.977换热器有关计算取总的传热系数KW/(m2*C)2838换热器管子根数逆流温差44.977换热管长度(mm)逆流温差AT2C5.023换热管外径和厚度(mm)18.22593031换热器实现换热面积(m2)65.38509559型号标记1979135.851热蒸汽质量流量(kg/h)3954热蒸气进入换热器的温度TiC47.692流出换热器的温度T2C2.910换热器管子根数16.0124换热管长度(mm)8.6828换热管外径和厚度(mm)61.186温度/C2.968601113.36565.312373.12471.86103.9531553951.7301395.726水的CpKJ/(KgC)204.183504.17412396.4083.4434466781395.6换热器管子根数41.186换热管长度(mm)11.186换热管外径和厚度(mm)23.01642897换热器实现换热面积(m2)13.43804588型号标记65.945148.930382.9857107.43753.62603290736.42810.60001523温差对数平均值C换热面积Am2换热器2利用热蒸汽提供水再沸需要剩余热量取总的传热系数KW/(m2*C)逆流温差逆流温差AT2C温差对数平均值C换热面积Am2减压阀热量衡算塔顶液相温度/C塔顶温度下甲醇CpKJ/(KgC)塔顶温度下甲醇汽化热(KJ/Kg)水的汽化热(KJ/Kg)甲醇流出再沸器温度厂C甲醇降温放出热量Q(KJ/h)二部分甲醇气化吸收热量Q(KJ/h)气化部分甲醇的质量流量(Kg/h)在管程中使这部分气体液化，冷却水进出冷凝器的温度分别是20C、50C冷却水进入冷凝器温度。C流出温度C所需冷却水的质量流量qm(Kg/h)换热器有关计算取总的传热系数KW/(m2*C)逆流温差逆流温差AT2C温差对数平均值C换热面积Am2热泵热量衡算甲醇蒸气进入热泵的温度TC经热泵作用后甲醇蒸汽温度TiCAT=Ti-TTm=(T+Ti)/2甲醇蒸汽比热容CpKJ/(kgC)热泵对甲醇蒸汽的有用功(KJ/h)制热系数热泵功率(KW)塔底料液和热蒸汽预热进料液塔底料液和热蒸汽放出热量Q二预热进料液吸收热量Q1174.6373.70141.8456.275063872.746795293水蒸气质量流量(kg/h)15731.87898进料液进入换热器温度T/C流出温度TVC温差平均温度Tm/C进料液量(kg/h)Tm下甲醇CpKJ/(KgC)T口下水CpKJ/(Kg-C)混合料液在Tm下的热容KJ/(Kg-C)吸收热量Q，(KJ/h)换热器管子根数换热管长度(mm)换热管外径和厚度(mm)换热器实现换热面积(m2)进料液进入换热器温度T/C流出温度TVC温差平均温度Tm/C进料液量(kg/h)Tm下甲醇CpKJ/(KgC)T口下水CpKJ/(Kg-C)混合料液在Tm下的热容KJ/(KgC)吸收热量Q，(KJ/h)换热器管子根数换热管长度(mm)换热管外径和厚度(mm)换热器实现换热面积(m2)塔顶料液进入换热器的温度TiC流出换热器的温度TTC温差avc平均温度TmC塔顶料液流量(kmol/h)甲醇在G下的热容CpKJ/(KgC)吸收热量Q，(KJ/h)塔底料液进入换热器的温度TiC98.930流出换热器的温度T2C35.000温差Zrc63.930平均温度TmC66.965塔底料液流量(kmol/h)288.793水在Tm下的热容CpKJ/(KgC)4.178放出热量Q(KJ/h)1390007.472换热器有关计算取总的传热系数KW/(m2*C)2500逆流温差38.930逆流温差AT2C15.000温差对数平均值C25.09147365换热面积Am222.15904082水蒸气加热进料液水蒸气放出热量Q二加热进料液吸收热量0热蒸气进入换热器的温度TiC151.645流出换热器的温度T2C101.84温差Zrc49.805平均温度TmC126.7425水蒸气在Tm下的热容CpKJ/(KgC)2.2598放出热量Q(KJ/h)653650.925水蒸气质量流量(kg/h)5807.683换热器有关计算取总的传热系数KW/(m2*C)逆流温差逆流温差AT2C温差对数平均值C换热面积Am2塔顶换热器热暈衡算水蒸气放出热量Q二塔顶料液吸收热量Q热蒸气进入换热器的温度TiC151.645流出换热器的温度T2C101.84温差Zrc49.805平均温度TmC126.7425水蒸气在Tm下的热容CpKJ/(KgC)2.2598放出热量Q(KJ/h)1770612.580换热器有关计算取总的传热系数KW/(m2*C)300逆流温差38.715逆流温差AT2C35.895温差对数平均值C37.28724453换热面积Am243.96828228辅助设备的计算及选型观景的选择进料加热管的管径管路质量流量F(kg/h)10000泡点温度下甲醇密度P(kg/m3)进料液平均密度P(kg/m3)843.6020735.8499806管内液体流速U(m/s)2.00管内径d(m)0.0458圆整后外径D(mm)57厚度夕(mm)塔顶甲醇蒸汽的管径平衡方程PV=nRT甲醇蒸汽量(kmol/h)346.6390其中R为塔顶气相温度/c65.94478.314该温度下甲醇密度P(kg/m3)6.0608甲醇蒸汽体积流量V(m3/s)0.5012管内流速U(m/s)15.00管内径d(m)0.2063圆整后外径D(mm)230厚度f(mm)回流管管径回流管内甲醇流量(kmol/h)196.0801管内甲醇温度/C61.1863该温度下甲醇密度P(kg/m3)该温度下液相平均密度P(kg/m3)753.6176750.051体积流量V(m3/s)0.0023流速U(m/s)0.50管内径d(m)0.0762圆整后外径D(mm)塔底料液排除管径90厚度f(mm)排液量(kmol/h)288.7932塔底温度下液相平均密度P(kg/m3)954.4928塔底温度下液相平均M(kg/kmol)18.0761体积流量V(m3/s)0.0015流速U(m/s)0.50管内径d(m)0.0622圆整后外径D(mm)泵的选型原料液进入精饰塔时泵的选择68厚度f(mm)加料板第13块距离地面高度h(ni)5.40由于流体阻力等因素的影响取泵杨程H(m)10.00进料液体积流量V(m3/s)0.0033离心泵功率P(W)272.5000泵的型号塔顶液体回流所用泵的选择2B19A功率为1.06KW塔顶距地面最小高度h(m)9.80其他因素的影响取杨程H10.00回流液体积流量V(m3/s)0.0023离心泵功率P(W)168.5737泵的型号储存罐的选择2B19A功率为0.85KW原料储槽原料质量流量F(kg/h)10000体积流量V(m3/h)11.8539取一天进料为储罐的体积Vo(m3)284.4944圆整后(m3)塔底产品储槽290I出液质量流量W(kg/h)5220.2498体积流量V(m3/h)5.4691取一天进料为储罐的体积V0(m3)131.2592圆整后(m3)塔顶产品储槽135塔顶产品镉出量(kmol/h)150.5591体积流量V(m3/h)6.3030取一天进料为储罐的体积V0(m3)151.271398圆整后(m3)155操作费用塔底水再沸热蒸汽质量流量(kg/h)17584.60661加热进料水蒸气质量流量(kg/h)5807.683热蒸汽价格(元/吨)184热蒸汽总费用(元/年)37188126.94减压阀处换热器冷却水质量流量(kg/h)12396.408冷却水价格(元/吨)3冷却水总费用(元/年)325777.6033热泵总功率(Kw)1523电费(元/度)0.8264热泵消耗总电费(元/年)11028939.7操作总费用48542844.24105.325108.125110.925114.425117.925温度/C90100110120130140汽化热(KJ/Kg)1105.0002257.000饱和蒸汽压/kPa101.330143.310甲醇CpKJ/(KgC)3.4833.5173.66353.83513.89373.9816温度厂C64.700100.000水CpKJ/(KgC)4.2084.2204.2384.2504.2664.287Tc/K513.150648.150甲醇CpKJ/(Kg-X?)甲醇汽化热(KJ/Kg)甲醇降温放出热量QKJ/h3.688982.162604113.11853.731974.860815162.67173.774967.4681030903.8623.817959.9821251336.693.852952.4001473461.1263.881944.7181696902.4563.919936.9331927703.677144600025*2.566.717584.60661151.645101.84换热器实现换热面积(m2)型号标记9.140300025*2.5甲醇CpKJ/(KgC)2. 95173.0263. 127冷却水体积流量(m3./s)0.00344965640450025*2.513.8附表20温度/C水比热容/KJ/(KgC)60304.17440404.17440504.17410000604.1782.680704.1784.174804.1953.463904.2081385057.1011004.220981104.238300025*2.522.36077.94417.94468.972100003.0554. 1763.643653650.92532150025*2.53.565.945112.93046.98689.437346.63903.3931770612.580水的密度P(kg/m3)973.0333204甲醇质量分数0.47610水的密度P(kg/m3)982.559甲醇质量分数0.9803相对温度Tri0.6580.576甲醇液化放出热量Q甲醇KJ/h甲醇放出总热量Q总KJ/h外界提供热量.1803270260.17190221.163239561.154341172.145401903.136448148.12709430510741139.35810661282.58710580437.75910498572.27910415651.77510331639.96610246498.50911345252.47611476445.25911611341.62111749908.96911889112.90112028542.42312174202.1862808085.5612676892.7782541996.4152403429.0682264225.1362124795.6141979135.851温度/c4045507075808590100110120130甲醇的比热容/KJ/(KgC)2. 67962. 77582. 82613. 09823. 30763. 24483.30763.40393.51693.66353.83513.9816提供水蒸气的量g/s345.6020234