【正文】 由 Aspen Plus 模擬軟件的模型分析工具 Sensitivity得萃取精餾塔塔頂產(chǎn)品異丙醇的質(zhì)量純度與理論板數(shù)的關(guān)系圖 如下： 11 S e n s i t i v it y S 2 R e s u l t s S u m m a r yV A R Y 1 B 1 P A R A M N S T A G E 1 0 . 0 1 5 . 0 2 0 . 0 2 5 . 0 3 0 . 0 3 5 . 0 4 0 . 0 4 5 . 0 5 0 . 00.930.940.950.960.970.980.991.0B 由上圖可知，萃取精餾塔的 理論 板數(shù)為 22，取塔板效率為 40%,得實(shí)際塔板數(shù)為22/=55。 篩板塔的缺點(diǎn)是： ⑴ 塔板安 裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 ⑵ 操作穩(wěn)定 ，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣 (汽 )、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔為逐級接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、 6 舌形塔、浮動(dòng)舌形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。 ⑸ 書 寫說明書。00 3600 ulLh wh? 取 ，則s/39。 VLwhwswhowowwLsVLcLhlLhACVlLEhhhhAVuhhCu????? /}])(11000[{)(1000)(3/200m i n3/20m i nm i n0/0m i n0??????????????，，得， }])(11000 [{ 3/2 ?????????? sL 整理得 3/2m i n 7 ss LV ???， 20 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，依上式計(jì)算出 sV 值，計(jì)算結(jié)果列于下表。239。其各項(xiàng)操作性能指標(biāo)均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，而且操作彈性大，生產(chǎn)能力強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期的目的。① Aspen Plus 模擬軟 件 雖說這學(xué)期我們學(xué)習(xí)了 Aspen Plus的模擬軟件，但是在這次設(shè)計(jì)中我才知道原來它有那么強(qiáng)大的功能，很多物性參數(shù)都可以通過該軟件模擬得到，這在以前對 Aspen 不了解時(shí)是很難辦到的，不用模擬軟件需要大量的徒手計(jì)算，還需要查閱各種資料，到最后還不知道結(jié)果如何，有很大的誤差，用 Aspen 模擬后擁有很高的準(zhǔn)確 性，而且還可以進(jìn)行各種優(yōu)化分析操作；② AutoCAD 畫圖軟件 沒怎么畫過圖的我一開始一看到這些畫圖任務(wù)真的很茫然，感覺無從下手，畫出的圖自己都覺得很難看，不過經(jīng)過自己的努力，對照下載的模板，最后好像看著變漂 亮了。239。 液沫夾帶線 當(dāng)氣相負(fù)荷超過此線時(shí)，液沫夾帶量過大，使塔板效率大為降低。 選用凹形受液盤，深度 。 7 三 、 工藝流程確定及說明 Aspen plus 流程模擬圖 流程簡述： 原料液異丙醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù) %）和水（質(zhì)量分?jǐn)?shù) %）以常壓 40℃ 進(jìn)料，在萃取精餾塔 B1 中經(jīng)過萃取精餾在塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品異丙醇 （質(zhì)量純度 %），塔釜為乙二醇和 和水的混合物，然后經(jīng)過溶劑回收塔 B2 回收溶劑，從塔釜得到回收的溶劑 EG，塔頂是脫除的水（達(dá)標(biāo)雜質(zhì) =1000ppm） ,回收的溶劑 EG 溫度很高（ ℃ ）， 一部分用來給萃取精餾塔加熱，另一部分 用來給原料預(yù)熱使其達(dá)到 79℃ ，此時(shí)溶劑的溫度還比較高 (106℃ )，需用冷卻水給其降溫使其冷卻到80℃ ，回收的溶劑繼續(xù)循環(huán)利用。目前從國內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。 ： 產(chǎn)量 4 萬噸 /年 ： 循環(huán)水、蒸汽 5 二、 概述 精餾塔操作對塔設(shè)備的要求和類型 對塔設(shè)備的要求 精餾所進(jìn)行的是氣 (汽 )、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。 ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。 9 換熱器的選型 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果可得換熱器 B3 的換熱面積 S=㎡，總傳熱系數(shù)K=850W/(㎡查表 53得，板塊分為 4塊 。 由此表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線 2。39。 通過這次課程設(shè)計(jì)提高了我們的認(rèn)識問題、分析問題、解決問題的能力。 裙座總高度 2500mm，座體開設(shè)兩個(gè)人孔（ 500mm），一個(gè)排氣孔，寬度為200mm。液泛可分為降液管液泛和液沫夾帶液泛兩種情況，在浮閥塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算中通常對降液管液泛進(jìn)行驗(yàn)算。0wTdddhHHHuh???????????液柱液柱 故在本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合其他影響因素，當(dāng) D=,可選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，采用凹形受液盤。 ⑶ 塔板設(shè)計(jì)：計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)校核計(jì)算。 實(shí)際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，況且上述要求中有 些也是互相矛盾的。 ⑷ 結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易。 精餾塔的 計(jì)算步驟 本設(shè)計(jì)按以下幾個(gè)階段進(jìn)行： ⑴ 設(shè)計(jì)方案確定和說明。 物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 平均分子質(zhì)量的計(jì)算 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果得質(zhì)量流 量和摩爾流量如下： 塔板位置 溫度 ℃ 壓力 bar 液相流量 kg/h 氣相流量 kg/h 液相流量 kmol/h 氣相流量kmol/h 塔頂 進(jìn)料板 由上表可求得 塔頂液相的平均分子質(zhì)量為 塔頂氣相的平均分子質(zhì)量為 進(jìn)料板液 相的平均分子質(zhì)量為 進(jìn)料板氣相的平均分子質(zhì)量為 所以 精餾塔的液相的平均分子質(zhì)量為 LM =（ +） /2=精餾塔的氣 相的平均分子質(zhì)量為 VM = (+)/2= 平均溫度的計(jì)算 塔頂溫度 CD ?? 進(jìn)料板溫度 CF ?? 精餾塔的平均溫度 T=（ +） /2=℃ 13 平均密度計(jì)算 ⑴ 氣相平均密度 的 計(jì)算 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， 塔頂氣相密度為 3m/kg 進(jìn)料板氣相密度為 3m/kg 2 ????3m/kg ⑵ 液相平均密度 的計(jì)算 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， 塔頂液相密度為 3m/kg 進(jìn)料板液相密度為 3m/kg 精餾段液相平均密 度為 3m/)( ???Lm? 氣、液相體積流率 的確定 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， 塔頂氣相流量為 進(jìn)料板氣相流量為 m3/s s/m616..12 3s ??? 塔頂液相流量為 m3/s 進(jìn)料板液相流量為 m3/s s/2 3???sL 液相平均表面張力的確定 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， ⑴ 塔頂液相 的 表面張力為 14 ⑵進(jìn)料板液相的表面張力 為 mN/m 精餾段液相平均表面張力為： m/)( ???Lm? 液相粘度的確定 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， ⑴塔頂液相的粘度為 sm P D m ??? ⑵進(jìn)料板液相的粘度為 sm P F m ??? 精餾段液相平均粘度為 sm P a6 0 )7 1 9 ( ????Lm? 精餾塔的有效高度的計(jì)算 精餾塔有效高度為 mN )155(H)1(ZT ?????? 若在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為 ，故精餾塔的有效高度為 ????? 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由以上計(jì)算可知精餾塔的塔徑為 1400mm800mm，選用板式塔中的篩板塔。 液模夾帶量由式（ 524）計(jì)算： )( ??????? ?LffTaLvhhhHue? 故 氣液氣液 kg/)( 6 ?????????ve 在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶 量 ve 在允許范圍內(nèi)。液體流量超過此線，表明液體流量過大，液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間過短，進(jìn)入降液管的氣泡來不及與液相分離而被帶入下層塔板，造成氣相返混，降低塔板效率。 5 9 3 )3 6 0 0(