10万吨年甲醇精馏装置计算说明书.docx
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10万吨年甲醇精馏装置计算说明书
10万吨/年甲醇精馏装置计算说明书
10万吨/年甲醇精馏装置塔设备计算书
第一部分：
计算说明
1.塔设备水力学计算按业主提供的：
预精馏塔Ф1200mm，48层塔板，单液流；
加压塔Ф1600mm，85层塔板，单液流；
常压塔Ф2200mm（此次不做计算）进行计算。
2.本次设计的该装置粗甲醇流量按（10万吨/年）17704kg/h考虑。
3.精甲醇的纯度为99.9964%，甲醇回收率为99.265%。
第二部分：
公用工程计算结果
（1）公用工程条件：
低压饱和蒸汽：
压力0.5MPa（G），T=158℃的饱和温度。
冷却水：
供应温度32℃,0.4MPa；
返回温度42℃，0.25MPa。
（2）公用工程消耗：
设备
预精馏塔（T1）
（×106kJ/h）
加压精馏塔（T2）（×106kJ/h）
常压精馏塔（T3）（×106kJ/h）
合计
再沸器负荷
7.6355
25.9639
26.2052
59.8046
冷凝器负荷
-5.7215
-23.4201
-27.4113
-56.5529
低压蒸汽：
21.67t/h，单耗：
1.37t蒸汽/t精甲醇；
冷却水：
1354.88t/h，单耗：
85.69t蒸汽/t精甲醇。
第三部分：
水力学计算结果
装置名称
10万吨/年甲醇精馏装置
塔器名称
预精馏塔
塔段
精馏段
理论级序号
2-11
塔盘范围
1-20
水力学计算结果
负荷范围%
泛点率%
降液管停留时间s
降液管清液层高度mm
降液管内流速m/s
降液管底隙流速m/s
空塔气速m/s
阀孔气速m/s
阀孔动能因子
堰上清液层高度mm
板上清液层高度mm
干板压降Pa
总板压降Pa
100.0
56.6
22.9
129.4
0.017
0.056
1.051
8.753
9.92
11.68
68.0
285.36
505.47
60.0
33.9
38.1
125.7
0.010
0.034
0.631
8.252
5.952
8.12
68.0
260.96
481.07
120.0
67.9
19.0
130.8
0.021
0.048
1.261
10.504
11.904
12.89
68.0
294.61
514.72
塔板结构尺寸
塔直径mm
塔板间距mm
液流型式
阀孔规格mm
开孔率%
降液管面积率%
堰长mm
降液管顶宽mm
降液管底宽mm
出口堰高mm
降液管底隙mm
每板浮阀数（个）
操作弹性
1200
400
单流型
78.5×13
12.0
9.77
864
184.8
184.8
45
37
133
3.61
塔板负荷性能图
1—雾沫夹带线2—降液管液泛线3—操作线4—泄漏线5—液相负荷下限线6—液相负荷上限线O—操作点O’’—最小负荷点O’—最大负荷点
基础数据
气体流量kg/h
气体密度kg/m3
气体粘度cP
液体流量kg/h
液体密度kg/m3
液体粘度cP
液体表面张力dyn/cm
5496
1.285
0.011
5206
747.9
0.307
19.45
装置名称
10万吨/年甲醇精馏装置
塔器名称
预精馏塔
塔段
提馏段
理论级序号
12-34
塔盘范围
21—48
水力学计算结果
负荷范围%
泛点率%
降液管停留时间s
降液管清液层高度mm
降液管内流速m/s
降液管底隙流速m/s
空塔气速m/s
阀孔气速m/s
阀孔动能因子
堰上清液层高度mm
板上清液层高度mm
干板压降Pa
总板压降Pa
100.0
72.2
5.1
163.3
0.078
0.289
1.206
8.62
9.99
32.5
77.5
284.6
510.3
60.0
43.3
8.5
151.7
0.047
0.173
0.724
5.17
5.99
23.1
67.6
260.3
485.9
120.0
80.0
4.2
170.2
0.095
0.347
1.445
10.34
12.41
36.7
81.7
293.8
519.5
塔板结构尺寸
塔直径mm
塔板间距mm
液流型式
阀孔规格mm
开孔率%
降液管面积率%
堰长mm
降液管顶宽mm
降液管底宽mm
出口堰高mm
降液管底隙mm
每板浮阀数（个）
操作弹性
1200
400
单流型
78.5×13
13.9
9.77
864
184.8
184.8
45
37
155
3.12
塔板负荷性能图
1—雾沫夹带线2—降液管液泛线3—操作线4—泄漏线5—液相负荷下限线6—液相负荷上限线O—操作点O’’—最小负荷点O’—最大负荷点
基础数据
气体流量kg/h
气体密度kg/m3
气体粘度cP
液体流量kg/h
液体密度kg/m3
液体粘度cP
液体表面张力dyn/cm
6602
1.345
0.011
23998
766.9
0.301
28.50
装置名称
10万吨/年甲醇精馏装置
塔器名称
加压精馏塔
塔段
精馏段
理论级序号
2-39
塔盘范围
1-74
水力学计算结果
负荷范围%
泛点率%
降液管停留时间s
降液管清液层高度mm
降液管内流速m/s
降液管底隙流速m/s
空塔气速m/s
阀孔气速m/s
阀孔动能因子
堰上清液层高度mm
板上清液层高度mm
干板压降Pa
总板压降Pa
100.0
61.4
10.9
145.4
0.037
0.172
0.501
3.812
9.96
23.5
68.0
264.9
491.9
60.0
36.8
18.1
117.9
0.022
0.103
0.301
2.287
5.98
16.8
61.2
95.4
322.3
120.0
73.7
9.1
171.3
0.044
0.206
0.602
4.574
11.95
26.6
71.0
381.5
608.4
塔板结构尺寸
塔直径mm
塔板间距mm
液流型式
阀孔规格mm
开孔率%
降液管面积率%
堰长mm
降液管顶宽mm
降液管底宽mm
出口堰高mm
降液管底隙mm
每板浮阀数（个）
操作弹性
1600
400
单流型
78.5×13
13.2
9.77
1152
246.4
246.4
44
36
259
3.50
塔板负荷性能图
1—雾沫夹带线2—降液管液泛线3—操作线4—泄漏线5—液相负荷下限线6—液相负荷上限线O—操作点O’’—最小负荷点O’—最大负荷点
基础数据
气体流量kg/h
气体密度kg/m3
气体粘度cP
液体流量kg/h
液体密度kg/m3
液体粘度cP
液体表面张力dyn/cm
24768
6.828
0.013
17677
680.469
0.171
13.31
装置名称
10万吨/年甲醇精馏装置
塔器名称
加压精馏塔
塔段
提馏段
理论级序号
40-44
塔盘范围
75-85
水力学计算结果
负荷范围%
泛点率%
降液管停留时间s
降液管清液层高度mm
降液管内流速m/s
降液管底隙流速m/s
空塔气速m/s
阀孔气速m/s
阀孔动能因子
堰上清液层高度mm
板上清液层高度mm
干板压降Pa
总板压降Pa
100.0
61.1
5.7
175.1
0.074
0.358
0.49
3.85
9.96
41.6
75.0
264.9
533.1
60.0
36.7
9.5
137.9
0.044
0.215
0.29
2.31
5.98
25.9
69.5
95.3
363.5
120.0
73.3
4.7
200.0
0.089
0.429
0.59
4.62
11.95
41.1
84.7
381.5
649.7
塔板结构尺寸
塔直径mm
塔板间距mm
液流型式
阀孔规格mm
开孔率%
降液管面积率%
堰长mm
降液管顶宽mm
降液管底宽mm
出口堰高mm
降液管底隙mm
每板浮阀数（个）
操作弹性
1600
420
单流型
78.5×13
12.7
9.77
1152
246.4
246.4
44
36
251
2.83
塔板负荷性能图
1—雾沫夹带线2—降液管液泛线3—操作线4—泄漏线5—液相负荷下限线6—液相负荷上限线O—操作点O’’—最小负荷点O’—最大负荷点
基础数据
气体流量kg/h
气体密度kg/m3
气体粘度cP
液体流量kg/h
液体密度kg/m3
液体粘度cP
液体表面张力dyn/cm
23786
6.705
0.013
34951
700.901
0.171
21.58
第四部分：
模拟计算
（1）模拟流简图
（2）物流表
STREAMIDFEED-S1S2S3S4
PHASELIQUIDVAPORLIQUIDLIQUID
THERMOIDNRTL01NRTL01NRTL01NRTL01
FLUIDWEIGHTPERCENTS
1CO20.965858.96410.00000.0000
2CO0.01260.76780.00000.0000
3H21.6097E-030.09830.00000.0000
4N20.01050.63880.00000.0000
5PROPANOL0.10062.2468E-090.10230.1023
6H2O17.80734.4762E-0518.103818.1038
7METHANE0.01330.81080.00000.0000
8METHANOL80.686018.565881.720481.7204
9DME0.301818.42630.00000.0000
10ACETONE0.05031.72820.02240.0224
11ETHANOL0.05031.0665E-050.05110.0511
TOTALRATE,KG/HR17704.8008290.000117414.800717414.8007
TEMPERATURE,C40.000033.725174.798275.0755
PRESSURE,KPA500.0000110.0000126.5000800.0000
ENTHALPY,M*KJ/HR1.99110.11473.79053.8057
MOLECULARWEIGHT28.239440.025028.101628.1016
WEIGHTFRACVAPOR0.00001.00000.00000.0000
WEIGHTFRACLIQUID1.00000.00001.00001.0000
STREAMIDS5S6S7S8
NAME
PHASELIQUIDLIQUIDLIQUIDLIQUID
THERMOIDNRTL01NRTL01NRTL01NRTL01
FLUIDWEIGHTPERCENTS
1CO20.00000.00000.00000.0000
2CO0.00000.00000.00000.0000
3H20.00000.00000.00000.0000
4N20.00000.00000.00000.0000
5PROPANOL0.10230.17220.17221.2358E-12
6H2O18.103830.475730.47581.0743E-03
7METHANE0.00000.00000.00000.0000
8METHANOL81.720469.264469.264399.9462
9DME0.00000.00000.00000.0000
10ACETONE0.02242.5034E-032.5033E-030.0514
11ETHANOL0.05110.08520.08521.2648E-03
TOTALRATE,KG/HR17414.800710344.845210344.80147069.9555
TEMPERATURE,C86.0000132.1545116.1992123.2632
PRESSURE,KPA800.0000721.5000721.5000700.0000
ENTHALPY,M*KJ/HR4.41224.48573.87922.4703
MOLECULARWEIGHT28.101625.919625.919632.0494
WEIGHTFRACVAPOR0.00000.00000.00000.0000
WEIGHTFRACLIQUID1.00001.00001.00001.0000
STREAMIDS9（精甲醇）S10S11S13
NAME
PHASELIQUIDLIQUIDLIQUIDVAPOR
THERMOIDNRTL01NRTL01NRTL01NRTL01
FLUIDWEIGHTPERCENTS
1CO20.00000.00000.000058.9641
2CO0.00000.00000.00000.7678
3H20.00000.00000.00000.0983
4N20.00000.00000.00000.6388
5PROPANOL1.2170E-193.51080.55702.2468E-09
6H2O6.7368E-1022.729798.58844.4762E-05
7METHANE0.00000.00000.00000.8108
8METHANOL99.996453.65520.578918.5658
9DME0.00000.00000.000018.4263
10ACETONE3.6234E-034.8331E-081.2576E-131.7282
11ETHANOL2.1444E-0520.10420.27571.0665E-05
TOTALRATE,KG/HR7146.998250.12323147.8032290.0001
TEMPERATURE,C66.581180.5185107.755233.7251
PRESSURE,KPA10.0000136.0000140.0000110.0000
ENTHALPY,M*KJ/HR1.23596.18261.43820.1147
MOLECULARWEIGHT32.042729.145818.162640.0250
WEIGHTFRACVAPOR0.00000.00000.00001.0000
WEIGHTFRACLIQUID1.00001.00001.00000.0000
（3）模拟计算结果
UNIT1,'T1'
----------NETFLOWRATES-----------HEATER
TRAYTEMPPRESSURELIQUIDVAPORFEEDPRODUCTDUTIES
DEGCKPAKG-MOL/HRM*KJ/HR
-------------------------------------------------------------------
1C33.7110.00152.27.2V-5.7214
265.2110.00162.3159.4
365.7110.50162.4169.6
465.9111.00162.4169.7
566.1111.50162.4169.7
666.2112.00162.5169.7
766.3112.50162.4169.7
866.5113.00162.4169.7
966.8113.50162.1169.6
1067.3114.00161.4169.3
1168.3114.50159.7168.7
1270.6115.00828.4167.0627.0M
1371.6115.50830.1208.7
1471.7116.00830.4210.4
1571.8116.50830.6210.7
1671.9117.00830.8210.9
1772.0117.50831.1211.1
1872.2118.00831.3211.3
1972.3118.50831.5211.6
2072.4119.00831.7211.8
2172.5119.50831.9212.0
2272.6120.00832.1212.2
2372.7120.50832.3212.4
2472.8121.00832.6212.6
2572.9121.50832.8212.8
2673.0122.00833.0213.1
2773.1122.50833.2213.3
2873.2123.00833.4213.5
2973.4123.50833.6213.7
3073.5124.00833.8213.9
3173.6124.50834.0214.1
3273.7125.00834.2214.3
3373.8125.50834.3214.5
3474.0126.00833.8214.6
35R74.8126.50214.1619.7L7.6355
REFLUXRATIOS
--------REFLUXRATIOS--------
MOLARWEIGHTSTDLVOL
---------------------------
REFLUX/FEEDSTREAMFEED-S10.24270.28020.2906
REFLUX/VAPORDISTILLATE21.000017.106416.3713
UNIT2,'T2'
----------NETFLOWRATES-----------HEATER
TRAYTEMPPRESSURELIQUIDVAPORFEEDPRODUCTDUTIES
DEGCKPAKG-MOL/HRM*KJ/HR
-------------------------------------------------------------------
1C123.3700.00551.5220.6L-23.4201
2123.3700.00551.5772.1
3123.3700.50551.5772.1
4123.3701.00551.5772.1
5123.3701.50551.6772.1
6123.4702.00551.6772.2
7123.4702.50551.7772.2
8123.4703.00551.7772.3
9123.5703.50551.7772.3
10123.5704.00551.8772.3
11123.5704.50551.8772.4
12123.5705.00551.8772.4
13123.6705.50551.8772.4
14123.6706.00551.9772.4
15123.6706.50551.9772.5
16123.6707.00551.9772.5
17123.7707.50551.9772.5
18123.7708.00551.9772.5
19123.7708.50551.9772.5
20123.8709.00551.8772.4
21123.8709.50551.8772.4
22123.9710.00551.7772.4
23123.9710.50551.6772.3
24123.9711.00551.5772.2
25124.0711.50551.3772.1
26124.0712.00551.1771.9
27124.1712.50550.8771.7
28124.2713.00550.4771.4
29124.2713.50550.0771.0
30124.3714.00549.4770.6
31124.4714.50548.7770.0
32124.6715.00547.8769.3
33124.7715.50546.6768.4
34124.9716.00545.2767.2
35125.1716.50543.4765.8
36125.4717.00541.0763.9
37125.8717.50537.9761.6
38
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