【文章內(nèi)容簡介】 位置在 8到 12塊板時(shí)分離效果最好，而再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷 (冷凝器的熱負(fù)荷取絕對值 )較低。進(jìn)料在第 16 塊板時(shí)達(dá)到最佳效果。因此，選擇原料最佳進(jìn)料板為第 10塊板。 萃取劑進(jìn) 料位置的影響 萃取劑的進(jìn)料位置也影響精餾分離效果和熱負(fù)荷。改變萃取劑的進(jìn)料位置，其余參數(shù)見表 1，模擬不同位置進(jìn)萃取劑對分離效果和熱負(fù)荷的影響，結(jié)果如圖所示 萃取劑進(jìn)料位置對分離效果 萃取劑塔頂冷凝器和塔底再沸器熱負(fù)荷的影響 由圖 5可以看出，萃取劑在第一塊塔板進(jìn)料時(shí)，雖然再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷(冷凝器的熱負(fù)荷取絕對值 )最低，但塔頂中異丙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有 0． 6，分離效果太差，因此，不予考慮。綜合考慮，分離效果再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷，因此，選擇第 2塊塔板為萃取劑進(jìn)料板。 萃取劑用量對分離效果及熱負(fù)荷的影響 S e n s it i v it y S 1 R e s u l t s S u m m a r yV A R Y 1 1 M I X E D C 5 H 9 N 0 1 M A S S F L O W K G / H R 3 0 0 0 . 0 3 2 5 0 . 0 3 5 0 0 . 0 3 7 5 0 . 0 4 0 0 0 . 0 4 2 5 0 . 0 4 5 0 0 . 0 4 7 5 0 . 0 5 0 0 0 . 00.994750.9950.995250.99550.99575S S e n s i t i v it y R e s u lt s C u r v eV A R Y 1 3 M I X E D C 5 H 9 N 0 1 M A S S F L O W K G / H RQ2 GCAL/HR Q1 GCAL/HR 3 4 0 0 . 0 3 6 0 0 . 0 3 8 0 0 . 0 4 0 0 0 . 0 4 2 0 0 . 00.743750.743250.742750.8850.9050.9250.945Q 1 G C A L / H R Q 2 G C A L / H R 由圖 9可以看出，餾出液中異丙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨進(jìn)料比的增加而增大，這種增大趨勢變的平緩，而再沸器的熱負(fù)荷隨進(jìn)料比的增加而增大冷凝器熱負(fù)荷隨進(jìn)料比的增加而減少。因此，綜合考慮分離效果和熱負(fù)荷兩方面的要求，選取萃取劑料 (質(zhì)量 )為 3750kg/h。 優(yōu)化操作參數(shù)的模擬結(jié)果 通過以上的靈敏度分析與參數(shù)優(yōu)化，得到最佳 操作參數(shù)為： 塔板數(shù) 原料進(jìn)料位置 萃取劑進(jìn)料位置 操作壓力BAR 回流比 原料與萃取劑質(zhì)量比 20 10 2 1 2 1： 3 異丙醇一水共沸體系的進(jìn)料位置為第 10塊塔板，萃取劑的進(jìn)料位置在第 2塊塔板，回流比為 2，萃取劑與原料進(jìn)料比質(zhì)量為 3： 1，在此 優(yōu)化操作參數(shù)下進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果見表 3。通過與 表 2中優(yōu)化前模擬結(jié)果對比可以看出，餾出液中異丙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從 0． 97提高到0． 99，達(dá)到異丙醇的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷明顯小于優(yōu)化前的熱負(fù)荷，總熱負(fù)荷降低了 12． 9％，減少了能耗 提高了經(jīng)濟(jì)效益。比較適合 工藝計(jì)算 . 運(yùn)算結(jié)果 基本數(shù)據(jù) 1 3 4 5 6 7 9 10 11 Temperature C 50 80 155 60 80 80 Pressure bar 1 1 1 Vapor Frac 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr 1250 3750 1103 3896 3766 130 1250 3766 3766 Volume Flow cum/hr Enthalpy Gcal/hr 1 2 8 8 5 9 3 Mass Flow kg/hr H2O 0 C3H8O01 0 0 0 0 C5H9N01 0 3750 0 Mass Frac H2O 0 1 C3H8O01 0 0 0 0 0 0 C5H9N01 0 1 0 0 Mole Flow kmol/hr H2O 0 C3H8O01 0 0 0 0 C5H9N01 0 0 0 *** LIQUID PHASE *** Density kg/cum 1024. 10396 1090 Viscosity cP Surface Ten dyne/cm 精餾塔的全塔物 料 與能量衡算 1 3 4 7 11 1+34711 Vapor Frac 0 0 0 0 0 Mole Flow kmol/hr 1 5 0 Mass Flow kg/hr 1250 3750 130 0 Volume Flow cum/hr 0 Enthalpy Gcal/hr 5 61 0 Mass Flow kg/hr H2O 0 0 C3H8O01 0 0 0 C5H9N01 0 3750 0 2 塔裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 塔徑計(jì)算 在 aspen plus中進(jìn)行塔板設(shè)計(jì) 在 block B1Tray Sizing的 New按鈕新建一個(gè)設(shè)計(jì)表項(xiàng) 對第 2到 19塊板進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇 Glitsch Ballast（浮閥）型塔板 tray spcing 為 450mm得到初步設(shè)計(jì)結(jié)果，塔徑 877mm，經(jīng)查尋標(biāo)準(zhǔn)圓整 到 1000mm。 溢流裝置的確定 選用單溢流、弓形降液管、平行受液盤及平行溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，直徑小于 的塔中廣泛使用。工業(yè)中應(yīng)用最廣的降液管是弓形降液管。 溢流堰長 Wl 單溢流 Wl =()D 系數(shù)取 則 Wl == 溢流堰高度 wh 由 owlw hhh ?? ，選用平直堰，堰上液層高度 3/2)( whow lLEh ? 由 Aspen Plus 模擬軟件計(jì)算得塔內(nèi)液體流量 179。/h 近似取 E=1，則 ) ( 3/2 ????owh 堰高 m0 4 7 1 2 ???wh 弓形降液管寬度 dW 和弓形截面積 fA 由 , ???DWAADl dTfw ，查圖得 故 m07 2???? ???? DW AA d Tf 依式驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 ?????? h TfLHA? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 降液管底隙高度 0h 39。00 3600 ulLh wh? 取 ，則s/39。0 ?u 00?????????hhhw 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 選用凹形受液盤，深度 。mm5039。 ?wh 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 本次設(shè)計(jì)采用浮閥式塔板，選用 V4型閥，重量為 g，孔徑為 39mm。 浮閥數(shù)目 浮閥數(shù)目2021 SVN u?? 氣體通過閥孔時(shí)的速度0 Fu v?? 取動(dòng)能因數(shù) F=9，那么 s/ ??u，因此 2 ??? ?? ?N 排列 為保證塔板的強(qiáng)度，需留有一定的邊緣區(qū)和安定區(qū)，在邊緣區(qū)內(nèi)不設(shè)置浮閥。取邊緣區(qū)寬度 ，安定區(qū)寬度 . mWWDx sd )()(2 ??????? mWDR c ????? 單溢流塔板鼓泡