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1、年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计 学 院：化学与生物工程学院 专 业：化学工程与工艺 姓 名：谢恒杰 学 号：200807011 指导老师：杨西 职 称：讲师年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计摘 要随着社会的发展，能源问题日益成为人们所关注的热门话题，二甲醚作为燃料可代替液化石油气成为可能。二甲醚的合成技术来源主要有甲醇脱水法和一步直接合成法，甲醇脱水法有甲醇液相脱水法和甲醇气相脱水法。相比于甲醇合成法，一步合成法具有流程短、投资省、能耗低且可获得较高的单程转化率的优点。制取二甲醚的最新技术是从合成气直接制取，相比较甲醇脱水制二甲醚而言，一步法合成二甲醚因为体系存在有未反应完
2、的合成气以及二氧化碳，要得到纯度较高的二甲醚，分离过程比较复杂。合成气法现多采用浆态床反应器,其结构简单,便于移出反应热,易实现恒温操作，它可直接利用CO含量高的煤基合成气,还可在线卸载催化剂。本设计主要针对分离中的精馏工序进行工艺设计，分离二甲醚、甲醇和水三元体系。一步反应后产物分为气液两相，气相产物二甲醚被吸收剂吸收后送入解吸装置，液相甲醇、水进入甲醇分离系统对甲醇进行提纯，以便甲醇的再循环，部分二甲醚根据要求的纯度，从第二精馏塔加入。在设计过程中涉及到二甲醚分离塔的工艺计算包括物料衡算、热量衡算、操作条件等；设备的计算包括塔板数、塔高、塔径等；还有附属设备主要是换热器和泵的设计与选型。最
3、后再通过流体力学演算证明各指标数据是否符合标准。关键词：二甲醚 合成 分离 三元体系 精馏Annual output of 30,000 tons of dimethyl ether distillation section in the design of separation device AbstractWith the development of society, the energy problem has become the hot topic of concern, two ether as fuel can replace liquefied petroleum gas b
4、ecome possible. Two ether synthesis technology the main source of methanol dehydration method and one-step direct synthesis, methanol dehydration of methanol liquid-phase dehydration and methanol gas dehydration. Compared to methanol synthesis, one step synthesis method has short technological proce
5、ss, saving investment, low energy consumption and can obtain higher one-way conversion advantages. Preparation of two methyl ether of the latest technology is directly prepared from synthesis gas, methanol dehydration to dimethyl ether is two, one step synthesis of two methyl ether because the syste
6、m has not full reaction synthesis gas and carbon dioxide, to obtain high purity two ether separation process is more complex. Synthesis gas method is now adopted a slurry bed reactor, which has the advantages of simple structure, convenient from the reaction heat, easy to realize constant temperatur
7、e operation, it can be directly used in high CO content in coal based syngas, also available online unloading catalyst. This design is mainly for the separation of distillation process for process design, separation of two methyl ether, methanol and water three element system of. One step reaction p
8、roduct is divided into gas-liquid two phase, gas phase product two ether is absorbent to desorption device, liquid phase methanol, water enters into a methanol separation system for methanol purification, so that recycling part two ether methanol, according to the requirements of the purity, from th
9、e second distillation column to join. In the design process involves two ether separation process calculation including material balance, heat balance, the operation condition of equipment; calculated including plate number, tower, tower diameter; and ancillary equipment is the main heat exchanger a
10、nd pump selection and design. Finally, through the fluid mechanics calculation of the index data are consistent with the standard of proof. Keywords: DME synthesis separation ternary system distillation目 录 第一章 绪论一、概述（一） 设计规模及设计要求1、设计规模：年产3万吨的二甲醚分离精馏装置。2、设计要求：操作压力0.2MPa（约两个大气压），饱和液体进料，连续进料操作，年开工时数800
11、0小时。原料采用工业级甲醇（甲醇含量99.5wt%，水含量0.5wt%），二甲醚分离塔进料中含二甲醚49wt%，产品中二甲醚的含量99wt%。（二） 产品性质及用途1、 二甲醚性质二甲醚是最简单的脂肪醚。它是二分子甲醇脱水缩合的衍生物。 可以用作气雾剂的抛射剂、制冷剂、发泡剂。高浓度的二甲醚可用作麻醉剂。主要由合成甲醇生产中的副产获得。单独小规模生产时，可采用甲醇催化脱水方法。有液相法和气相法两种：液相法是加热硫酸与甲醇混合物；气相法是将甲醇蒸气通过氧化铝催化剂（也可用ZSM5型分子筛作为催化剂）。二甲醚主要作为甲基化剂和生产二甲基苯胺、硫酸二甲酯等的原料，二甲醚（分子式：CH3OCH3，DM
12、E）又也可用于制取甲醛和合成汽油。是一种重要的有机化工产品和化学中间体。 （1）二甲醚的物理性质：二甲醚亦称甲醚，英文dimethylether，英文缩写DME，化学分子式(CH3OCH3)，分子量为46.07，是重要的甲醇衍生物，沸点-24，凝固点-140。二甲醚是一种含氧有机化合物，溶于水，在大气中可以降解，属于环境友好型物质。二甲醚在常温下是一种无色气体，具有轻微的醚香味。二甲醚无腐蚀性、无毒，在空气中长期暴露不会形成过氧化物，还具有优良的混溶性，能同大多数极性和非极性有机溶剂混溶。在100ml水中可溶解3.700ml二甲醚气体，且二甲醚易溶于汽油、 四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种
13、有机溶剂，加入少量助剂后就可与水以任意比互溶。燃烧时火焰略带光亮。（2）二甲醚的化学性质：作为一种重要的化学中间体，二甲醚在催化剂存在下与苯发生烷基化反应。与一氧化碳反应生成乙酸甲酯；同系化反应还可以生成乙酸乙酯、乙酸酐。与二氧化碳反应生成甲氧基乙酸。与发烟硫酸或三氧化硫反应生成硫酸二甲酯。与氰化氢反应生成乙腈。（3） 二甲醚的危险特性：二甲醚为易燃气体，与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 （4）二
14、甲醚的毒性：二甲醚的毒性很低，气体有刺激及麻醉作用的特性，通过吸入或皮肤吸收过量的此物品，会引起麻醉，失去知觉和呼吸器官损伤，长期接触使皮肤发红、水肿、生疱。浓度为7.5%（体积）时，吸入12分钟后仅自感不适。浓度到8.2%（体积）时，21分钟后共济失调，产生视觉障碍，30分钟后轻度麻醉，血液流向头部，浓度为14%（体积）时，经23分钟引起运动共济失调及麻醉，经26分钟失去知觉，皮肤接触甲醚时易冻伤。空气中允许浓度为400ppm。二甲醚的物理性质见表1-1 项目数值项目数值沸点（101.325kPa）/24.9蒸汽压（20）/MPa0.53闪电（开杯法）/41.5燃烧值（气压）/(kJ/mol
15、)1455熔点/141.4生成热（气态）/（kJ/mol）185.5密度（20/）/（g/ml）0.661熔融热/kJ/mol107.3临界压力/MPa5.32蒸发热/(kJ/mol)467.4临界温度/128.8生成自由能/(kJ/mol)114.3临界密度/(g/ml)0.21725熵/J/(molK)266.8自燃温度/350蒸气密度/(kg/m3)1.918361.9173表1-1 二甲醚的物理性质2、 二甲醚的用途（1）用作燃料 二甲醚可替代液化石油气(LPG)作为燃料。它具有较高的十六烷值，液化后可以直接作为汽车燃料，其燃烧效果比甲醇燃料好。它不但具有甲醇燃料的所有优点，还克服了其
16、低温启动性和加速性能差的缺点。由于二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，可实现无烟高效燃烧，并可降低噪音。汽车尾气不需要催化转化处理，就能满足美国加利福尼亚洲有关汽车超低排放尾气的标准。而且，现有的柴油车发动机只需略加改装就可燃用二甲醚燃料，且运行性能不会受到损害。二甲醚在常温常压下为无色无味气体,在一定压力下为液体,其液化气与LPG性能相似,贮存于液化气钢瓶中的压力为1.35M Pa,小于LPG压力(1.92M Pa),因而可以代替煤气、石油液化气用作民用燃料。二甲醚液化气作为民用燃料有一系列优点：二甲醚自身含氧,碳链短,燃烧性能良好,燃烧过程中无黑烟,燃烧尾气符合国家标准,其热值比柴油和液化天
17、然气低,但比甲醇高。二甲醚液化气在室温下压力符合现有LPG要求,可用现有的LPG气罐集中统一盛装,储运安全,组成稳定,无残液,可完全利用;与LPG灶基本通用,使用方便,不需预热,随用随开。二甲醚可按一定比例掺入液化气中和液化气一起燃烧,可使液化气燃烧更加完全,降低析碳量,并降低尾气中的一氧化碳和碳氢化合物含量;二甲醚还可掺入城市煤气或天然气管道系统中作为民用燃料混烧,不仅可解决城市煤气高峰时气量不足的问题,而且还可以改善煤气质量,提高热值。总之,二甲醚在储存、运输、使用等方面比LPG更安全。因此二甲醚代替LPG作为优良的民用洁净燃料,具有广阔的前景。二甲醚液化后还可以直接用作汽车燃料,是柴油发
18、动机的理想替代燃料。因为二甲醚燃料具有高的十六烷值(5055),比甲醇燃料具有更好的燃烧效果,而且没有甲醇的低温启动性和加速性能差的缺点。二甲醚燃料高效率和低污染,可实现无烟燃烧,并可降低噪音和减少氮氧化物的排放。（2） 用作氯氟烃的替代品二甲醚作为氯氟烃的替代物在气雾剂制品中显示出其良好性能。如：不污染环境,与各种树脂和溶剂具有良好的相溶性,毒性很微弱,可用水或氟制剂作阻燃剂等。二甲醚还具有使喷雾产品不易受潮的特点,并且其生产成本低、建设投资少、制造技术不太复杂,被人们认为是一种新一代理想气雾剂用推进剂。而且二甲醚对金属无腐蚀、易液化,特别是水溶性和醇溶性较好,作为气雾剂具有双重功能，作为推
19、进剂和溶剂,还可降低气雾剂中乙醇及其它有机挥发物的含量,减少对环境的污染。目前在国外,二甲醚在民用气溶胶制品中已是必不可少的氯氟烃替代物。国内气雾剂产品有一半用二甲醚作抛射剂。（3） 用作化工原料二甲醚是一种重要的化工原料,可用来合成许多种化工产品或参与许多种化工产品的合成。二甲醚作烷基化剂,可以用来合成N,N-二甲基苯胺、硫酸二甲酯、烷基卤以及二甲基硫醚等。作为偶联剂,二甲醚可用于合成有机硅化合物、制作高纯度氮化铝二氧化铝二氧化硅陶瓷涂料。二甲醚与水、一氧化碳在适当条件下反应可生成乙酸,羰基化后可制得乙酸甲酯,同系化后生成乙酸乙酯,另外还可用于醋酐的合成。二甲醚还可合成氢氰酸、甲醛等重要化学
20、品。二甲醚与环氧乙烷反应,在卤素金属化合物和H3BO3的催化作用下,在5055时生成乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚的混合物,其主要产物乙二醇二甲醚是重要溶剂和有机合成的中间体。二甲醚也是一种有机中间体，它可以羰基化制乙酸甲酯、乙酐，也可作为甲基化试剂用于医药、农药与燃料合成，与发烟硫酸或三氧化硫反应生产硫酸二甲酯。此外，二甲醚还是一种优良的有机溶剂。二甲醚裂解生成乙烯，是天然气制乙烯三步法的主流工艺，属于费托法合成燃料工艺路线。因此，它是未来乙烯工业的优良原料。（4）用作化工产品 自喷式日化用品如气溶胶和喷发胶，大多数还是用氯氟烃作推进剂。而氯氟烃对臭氧层有破坏作
21、用，所以要用对环境无害的推进剂来代替氯氟烃。由于二甲醚的溶解性能与氯氟烃相近，用二甲醚或其与丙烷或丁烷的混合物作推进剂取代氯氟烃势在必行。现在国内众多生产气雾杀虫剂、喷塑涂料的厂家已经在逐步改用二甲醚作为气雾抛射剂。 （四）技术来源 1、 合成技术DME的制备主要有甲醇脱水法和合成气一步法两种。与传统的甲醇合成二甲醚相比，一步法合成二甲醚工艺经济理加合理，在市场更具有竞争力，正在走向工业化。其中浆态床一步法合成二甲醚克服了传统固定床的缺点。以下为各种方法的简单介绍：(1) 甲醇脱水法甲醇液相脱水法（硫酸法工艺）传统生产二甲醚的方法是以甲醇为原料，在浓硫酸的催化作用下，生成硫酸氢甲酯，硫酸氢甲酯
22、再与甲醇反应生成二甲醚。其反应式：CH3OH+H2SO4CH3HSO4+H2OCH3HSO4+CH3OHCH3OCH3+H2O该反应的特点是反应温度低（130160)，选择性及转化率均大于90%, 可间歇或连续生产，投资少，操作简单。但由于浓硫酸对甲醇的碳化作用较大，催化剂的使用周期短，同时脱除反应会产生大量的残酸和废水，对环境污染严重；中间体硫酸氢甲酯毒性较大，危害人体健康。传统工艺的生产规模都相对较小。上海石油化工研究院在传统的甲醇液相脱水装置上，通过将反应与分离操作合成一体，有效地抑制了有机物的碳化。同时，硫酸不受损耗而被封闭在反应器中供长期使用（首次使用时间达6年多），大大降低了生产成
23、本，减少了污染。甲醇气相脱水法用气相甲醇脱水法制取二甲醚的方法，其基本原理是在固定床催化反应器中使甲醇蒸汽通过固体酸性催化剂（氧化铝或结晶硅酸铝），发生非均相反应，甲醇脱水生成二甲醚，脱水后的混合物再进行分离、提纯，得到燃料级或气雾剂级的二甲醚。反应式：2CH3OHCH3OCH3+H2O该工艺成熟简单,对设备材质无特殊要求，基本无三废及设备腐蚀问题，后处理简单。另外装置适应性广，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其他公用设施好的非甲醇生产厂。用该工艺制得的DME产品纯度最高可达99,该产品不存在硫酸氢甲酯的问题。但该方法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资大
24、，产品成本较高，且受甲醇市场波动的影响比较大。以此法生产的二甲醚做燃料，在现有的液化天然气和柴油市场价格下，还不具有竞争力。 但国内有专利报道，在较低温度（100125)、常压（00.05MPa）和新的催化剂作用下进行脱水生产二甲醚气体，较好地解决了酯化脱水、催化剂再生和反应过程同步等技术问题。上海石油化工研究院采用自行开发的D-4型氧化铝催化剂也取得了成功，并建2000t/a甲醇气相催化脱水制二甲醚的工业装置，并于1995年开车成功。该装置的甲醇转化率60%，二甲醚选择性99%，催化剂使用寿命在6个月以上，产品规格可达到气雾剂级的高纯度二甲醚。表2列出了国内外用气相甲醇脱水法合成二甲醚的进展
25、情况。公司名称催化剂型号反应温度，反应压力转化率，%选择性，%美国Mobil公司HZSM-5(硅酸铝)200常压8098日本三井公司Al2O374.299西南研究院ZSM-5200758598上海吴泾化工厂硅酸盐粉状结晶130200常压85100上海石化院D-4氧化铝催化剂表2国内外用气相甲醇脱水法合成二甲醚的工艺对比 (2) 一步法直接合成DME一步法是以合成气为原料，在甲醇合成和甲醇脱水的双功能催化剂上直接反应生成DME。二甲醚合成反应机理包括：甲醇合成（CO氢化作用）：CO + 2H2 CH3OH 90.4kJ/mol (1)甲醇脱水：2CH3OH CH3OCH3 + H2O 23.0k
26、J/mol (2)水煤气转换：CO + H2O CO2 + H2 41.0kJ/mol (3)甲醇合成(CO2氢化作用)：CO2 + 3H2 CH3OH + H2O 49.4kJ/mol (4)总反应：3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2 258.312kJ/mol (5)反应式(1)中生成的CH3OH可以由反应式(2)立即转化为二甲醚；反应式(2)中生成的H2O又可被反应式(3)消耗；反应式(3)中生成的H2又作为原料参与到反应式(1)中，提高三个反应式之间的“协同作用”。三个反应相互促进，从而提高了CO的转化率。合成气法现多采用浆态床反应器,其结构简单,便于移出反应热,易实现恒温
27、操作。它可直接利用CO含量高的煤基合成气,还可在线卸载催化剂。因此,浆态床合成气法制DME具有诱人的前景,将是煤炭洁净利用的重要途径之一。合成气法所用的合成气可由煤、重油、渣油气化及天然气转化制得,原料经济易得,因而该工艺可用于化肥和甲醇装置适当改造后生产DME，易形成较大规模生产;也可采用从化肥和甲醇生产装置侧线抽得合成气的方法，适当增加少量气化能力，或减少甲醇和氨的生产能力,用以生产DME。中科院大连化物所近年来在合成气一步法合成二甲醚方面研制出了性能良好的双功能催化剂，并在此基础上开发了固定床合成气一步法合成二甲醚的新工艺。该工艺采用固定床反应器，合成气原料H2/CO比为12, CO/C
28、O2比为1525，操作压力2.54.0MPa，反应温度230300，原料合成气进气空速7001500h-1，所用催化剂为自制的金属沸石催化剂。另外, 还开展了甲烷化空气催化氧化部分氧化制合成气与含氮合成气制二甲醚技术的研究，希望通过廉价氧源生产廉价合成气，从而降低二甲醚合成的生产成本。 一步法合成二甲醚，特别是浆态床一步法合成二甲醚是目前新开发的技术。与传统甲醇脱水工艺相比，工艺装置结构简单，便于移出反应热，易于实现恒温操作，可以使反应与传热过程耦合，从而达到最佳反应温度，防止催化剂失活。它可直接利用CO含量高的煤基合成气，还可在线装卸催化剂，具有较高的CO单程转化率和二甲醚产率，使二甲醚在成
29、本上更具有优势。目前，该技术正处于小试及中试阶段。2、 分离技术现阶段，制取二甲醚的最新技术是从合成气直接制取，即一步合成法。相比较甲醇脱水制二甲醚而言，一步法合成二甲醚因为体系存在有未反应完的合成气以及二氧化碳，要得到纯度较高的二甲醚，分离过程比较复杂。开发中的分离工艺主要采用吸收和精馏等化工单元操作过程得到纯度较高的二甲醚产品。一种分离工艺是一步反应后产物分为气液两相，气相产物被吸收剂吸收后送入解吸装置，部分二甲醚根据要求的纯度，从第二精馏塔加入。另一种工艺主要是液相产物进入第一精馏塔，塔釜馏分进入第二精馏塔，塔顶的甲醇蒸气引入清洗系统来洗涤气相产物，将反应产物与从第一精馏塔顶得到的馏分混
30、合，即为燃料级二甲醚。还有一种工艺是液相产物通过二步精馏，气相产物与闪蒸气一起被吸收剂洗涤除去其中的二甲醚，含有二甲醚的吸收剂被送入第一个精馏塔。1.2二甲醚分离装置流程图1-1 工艺流程简图反应后的气体6在温度为200-300，压力为1.5-1.6MPa，经冷凝器1冷凝，冷凝温度为40，大部分二甲醚蒸气在此被冷凝，甲醇蒸气也被冷凝。含有不凝气体H2、CO、CO2和少量惰性气体和CH4及未冷凝的二甲醚气体的未凝气体16经减压到0.6-4.8MPa，进入吸收塔2下部，在2.0 MPa，在20-35下用软水吸收，冷凝器1的底流产物粗二甲醚溶液7和吸收塔2的底流产物醚水溶液8进入闪蒸罐3，闪蒸罐的温
31、度为40-100。闪蒸后的气体9送入吸收塔2底部；闪蒸罐3底流产物纯醚溶液10，进入二甲醚精馏塔4，塔顶产物为精二甲醚12；底流产物为粗甲醇溶液11。醚水溶液8进入闪蒸罐3的压力为0.1-0.9 MPa。闪蒸罐3底流产物纯醚溶液10进入二甲醚精馏塔4的温度为80-150。二甲醚精馏塔4的压力为0.15-2.2 MPa，塔顶温度为20-90，塔釜温度为100-200。二甲醚精馏塔4的底流产物粗甲醇溶液11进入甲醇回收塔5，其底流产物为软水13，塔侧线产物为精甲醇14。高级醇浓集于精馏塔顶部塔板上侧线采出。甲醇回收塔的压力为0.1-0.8MPa，塔釜温度为80-150，塔顶温度为40-90。吸收塔
32、尾气15去变压吸附或膜分离提取有用成份CO、H2后，返回二甲醚合成单元做合成原料。12以下为分离过程中各产物质量分率的数据 序号组分67891011H20.17960.00050.00010.007900惰性气体0.0059000.000300CO0.09270.000300.006000CO20.11010.00830.00150.156500CH40.17120.00080.00010.015100DME0.15240.22410.02450.77230.03078.139103CH3OH0.02160.05720.00010.00170.00420.007817H2O0.26610.70
33、830.97380.03870.96490.9922表1-2 分离过程中各物质质量分率数据表(续上表) 序号组分1213141516H20000.32030.2871惰性气体0000.01060.0093CO0000.16570.1482CO20000.19450.1708CH40000.30520.2731DME0.998900.006800.1098CH3OH0.00100.985300.0004H2O01.00000.00800.00370.00132 精馏塔的工艺计算2.1精馏塔的物料衡算2.1.1基础数据(一) 生产能力：3万吨/年，年开工数8000h。(二) 产品二甲醚的纯度：二甲
34、醚99wt。(三) 计算基准（kg/h）：P=31078000=3.750103（kg/h）=81.40(kmol/h)2.1.2物料衡算 精馏塔 DME：0.999 D 醚水 CH3OH：0.001F DME:8.14010-5 W H2O：0.9921 CH3OH:0.007891 图2-1 物料衡算简图(一) 质量分数转换为摩尔分数MDME=46.07kg/kmol MCH3OH=32.04 kg/kmol MH2O=18.02 kg/kmol 根据ai/Miai/Mi其中ai质量分数；Mi摩尔质量(1) 进料组分表2-1 进料各组分所占比例组分DMECH3OHH2O质量分数0.0309
35、10.0042990.9647摩尔分数0.012350.0024690.9852(2) 塔顶组分表2-2 塔顶各组分所占比例组分DMECH3OH质量分数0.9990 0.00100 摩尔分数0.9985 0.001500 (3) 塔釜组分表2-3 塔釜各组分所占比例组分DMECH3OHH2O质量分数8.14010-50.0078180.9922摩尔分数3.19410-50.0044110.9955(二) 清晰分割以DME为轻关键组分，CH3OH为重关键组分，H2O为非重关键组分。(三) 物料衡算XW，DME= 3.19410-5 XD，CH3OH=0.001500 D=81.40/0.9985
36、=81.52kmol/h表2-4 清晰分割法计算过程组分进料馏出液釜液DME0.01235F0.01235F-3.19410-5W3.19410-5WCH3OH0.002469F0.001500D0.002469F-0.001500DH2O0.9852F00.9852FFDW联立 0.01235F-3.19410-5W+0.001500D+0=D F=D+W解得：F=6607 kmol/h =1.252105 kg/h W=6525 kmol/h=1.183 105kg/h D=81.52kmol/h=3754 kg/h MF=18.95kg/kmol MW=18.13 kg/kmol MD=
37、46.056 kg/kmol（四） 精馏工序物料衡算表表2-5 精馏工序物料衡算表料向组分质量流量质量分数摩尔流量 摩尔分数（kg/h）（kmol/h）进DME9579 0.0309082.77 0.01230CH3OH 13330.00430016.62 0.002470料H2O2.991105 0.964866290.9852塔DME37890.999 82.22 0.9986顶CH3OH 3.793 0.001 0.1153 0.001400出塔DME24.928.14010-5 0.21233.19510-5料CH3OH 23940.00781929.330.004413釜H2O3.0
38、381050.9921 66160.99552.2精馏塔工艺计算2.2.1物料衡算(见2.1.2)2.2.2操作条件的确定(一) 进料温度的计算(泡点)饱和液体进料(1) 已知体系总压强P总=200kPa，即P总=1520mmHg物料饱和液体进料，故进料的泡点温度为进料温度。(2) 安托因公式Pis=A-B/(T+C) (Pis:：mmHg，T：K)查石油化工基础数据手册表2-6 安托因公式数据表ABCDME16.84672361.44-17.10CH3OH18.58753626.55-34.29H2O18.30363816.44-46.13DME： Pis，DME=16.8467-2361.
39、44/（T-17.10）CH3OH：Pis，CH3OH=18.5875-3626.55/（T-34.29）H2O： Pis，H2O=18.3036-3816.44/（T-46.13） (3) 采用试差法计算压力不太高，按完全理想系计算，Ki=Pis/P 给定P Y T设T Ki=Pis/P Kixi -1 yi 结束 调整T N图2-2 试差法结构图试差过程见表2-7表2-7 试差过程组分xi392.55K392.70K392.75KPis /mmHgyi=KixiPis /mmHgyi=KixiPis /mmHgyi=KixiDME0.012303.851040.041123.851040.
40、41163.8581040.04119CH3OH0.0024704.781030.007734.761030.007744.7721030.00775H2O0.98521.461030.94991.461030.95141.4701030.9529Kixi1.0000.99881.00031.0019结果:在392.70K,即119.55时, Kixi1,故进料温度为392.70K（二） 塔顶露点温度计算操作压力：P总=1520mmHg 给定P Y T设T Ki=Pis/P (yi/Ki)-1 xi 结束 调整T N图2-3 试差法结构图试差过程见表2-8表2-8 试差过程 组分xi331.0
41、0K332.25K332.75KPis /mmHgyi=KixiPis /mmHgyi=KixiPis /mmHgyi=KixiDME0.99861.121041.02091.1540.99681.161040.9851CH3OH0.0014005.871020.003626.1170.003486.2431020.00341yi/Ki1.0001.02451.00030.9984结果: 在332.25K,即59.10时, yi/Ki1,故塔顶温度为332.25K（三） 塔釜泡点温度计算操作压力：P总=1520mmHg 给定P Y T设T Ki=Pis/P Kixi yi 结束 调整T N图2
42、-4 试差法结构图试差过程见表2-9表2-9 试差过程组分xi393.35K393.50K394.15KPis /mmHgyi=KixiPis /mmHgyi= KixiPis /mmHgyi= KixiDME3.1953.901040.000113.901040.000113.951040.00011CH3OH0.004414.881030.014134.871030.001424.971030.01445H2O0.99551.501030.98451.501030.98601.541031.0097Kixi1.0000.99871.00031.0242结果: 在393.50K,即120.35时, Kixi1,故塔顶温度为393.50K2.3精馏塔设备计算2.3.1基础数据(一)
