第二章二甲醚分离塔的工艺计算
一、二甲醚分离塔的物料衡算
（一）已知所给数据得出物料衡算简图如下：
图2-1物料衡算简图
（二）选定衡算基准为kmol/h。

已知条件所给数据为kg/h,根据公式ai/M i÷∑a i/M i （1）
进行质量分数与摩尔分数的换算。

已知：M DME=46.07kg/kmol M CH3OH=32.04 kg/kmol M H2O=18.02 kg/kmol 其中a i—质量分数；M i—摩尔质量
得出下表所示数据：
1、进料组分
表2-1 进料各组分所占比例
2、塔顶组分
表2-2 塔顶各组分所占比例
3、塔釜组分
表2-3 塔釜各组分所占比例
（三）清晰分割
以二甲醚为轻关键组分，甲醇为重关键组分，水为非关键组分。

（四）物料衡算
已知：生产速率P =3×107÷8000=3.750×103（kg/h）=82.40 kmol/h
D=81.40/0.9993=81.46 kmol/h
X W，DME= 3.194×10-5X D，CH3OH=0.0007000
X W，DME，X D，CH3OH分别为塔釜二甲醚的摩尔分数和塔顶甲醇的摩尔分数。

表2-4 清晰分割法计算过程
组分进料馏出液釜液
DME 0.7080F 0.7080F-3.194×10-5W 3.194×10-5W
CH3OH 0.008640F 0.0007000D 0.008640F-0.0007000D
H2O 0.2834F 0 0.2834F
∑ F D W
列出物料衡算式：
3.194×10-5W+0.008640F-0.0007000D+0.2834F=W (2)
F=D+W (3)
联立式（2），（3）得：
F=242.93kmol/h=7747 kg/h
W=160.07 kg/h=2902 kg/h
D=82.46 kmol/h=3796 kg/h。

M F=31.89kg/kmol M W=18.13 kg/kmol M D=46.03 kg/kmol
M F、M W、M D分别为进料、塔釜、塔顶的平均相对分子质量。

二、二甲醚分离塔操作条件的确定
（一）进料温度的确定
1、根据安托因方程
㏑P i s=A-B/(T+C) (P i s:：mmHg，T：K) （4）来确定各组分的饱和蒸汽压。

因为物料是饱和液体进料，故进料的泡点温度即为进料温度。

从式（4）中可知安托因方程中饱和蒸汽压P i s是由安托因常数A，B，C及进料温度T所确定的。

查《石油化工基础数据手册》
表2-5 安托因公式数据表
A B C
DME 16.8467 2361.44 -17.10
CH3OH 18.5875 3626.55 -34.29
H2O 18.3036 3816.44 -46.13
将表2-6中的ABC分别代入式（4）中得到：
DME：㏑P i s，DME=16.8467-2361.44/（T-17.10）（5）
CH3OH：㏑P i s，CH3OH=18.5875-3626.55/（T-34.29）（6）
H2O：㏑P i s，H2O=18.3036-3816.44/（T-46.13）（7）
2、设温度进行试差计算
以式DME为例，
（1）设温度T
（2）将T代入（5），（6），（7）式，得到P i s
（3）将代入K i=㏑P i s/P式得到K i（由于体系总压强P总=200kPa，即P总=1520mmHg
压力不太高，所以按完全理想系计算，K i=㏑P i s/P）
（4）计算∑K
i X
i
-1，若∑K
i
X
i
-1＜0，说明温度T设低了，应提高T；若∑K
i
X
i
-1＞0，说
明温度设高了，应降低温度T，重新计算。

（5）直到∑K
i X
i
-1接近0为止，此时的温度即为泡点温度，也即进料温度。

试差法结构图为图2-2.
给定P Yes
设T K i=㏑P i s/P ∑K i x i -1≤εT ，y i结束运算
No
图2-2 试差法结构图
以示差方法所得数据见表2-6
表2-6 试差过程。