天津大學(xué)化工分離工程教案第7章習(xí)題和解答-文庫吧資料
2025-01-21 02:44本頁面
【正文】 但是，至今熱耦合精餾并未在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用，這是由于在操作中使主、副塔之間氣液分配保持設(shè)計值是較困難的；分離難度越大，其對氣液分配偏離的靈敏度越大，操作越難穩(wěn)定。 熱耦合精餾在熱力學(xué)上是最理想的流程結(jié)構(gòu)，即可節(jié)省設(shè)備投資，又可節(jié)省能耗。 圖 79 多效精餾的基本流程 精餾系統(tǒng)的熱集成一、多效精餾①加壓—常壓；②加壓—減壓；③常壓—減壓；④減壓—減壓。增設(shè)中間再沸器，把再沸器加熱量分配到塔的下段，或者設(shè)置中間冷凝器，把冷凝器熱負(fù)荷分配到塔的上段，都可以取得節(jié)省能量的效果。另一種形式是以塔頂物料為工質(zhì)，在再沸器冷凝，取消冷凝器，見圖76b。 （2）開式熱泵：以過程本身的物料為制冷系統(tǒng)的工作介質(zhì)。 圖 75 閉式熱泵 1—精餾塔，2—冷凝器，3—再沸器，4—壓縮機(jī)，5—節(jié)流閥。汽化后的冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)升壓，然后在壓縮機(jī)出口壓力下在再沸器將熱量傳遞給塔釜物料，本身冷凝成液體，如此循環(huán)不已。 表 73 影響分離因子的物質(zhì)性質(zhì) 分子性質(zhì) 受影響的分離過程舉例 分子性質(zhì) 受影響的分離過程舉例 分子量 精餾，蒸發(fā)，氣相擴(kuò)散 偶極矩、極性 萃取、吸附 分子形狀 吸附，結(jié)晶 分子電負(fù)荷 電除法、電除霧 分子體積 吸附 化學(xué)活性 化學(xué)吸收、反應(yīng)精餾 通過外加功將熱量自低位傳至高位的系統(tǒng)稱為熱泵系統(tǒng)。④當(dāng)分離因子相同時，選擇能量分離劑而不選擇質(zhì)量分離劑。②盡量避免極端的過程條件。（ T ：分離方法數(shù)）。(727) 若要用一種以上的分離方法，則分離所需總順序數(shù) S 為： 熱泵精餾 分離方法的選擇和分離順序數(shù)多組分混合物的分離有多個可能的分離流程方案。 物料溫度,K 253 266 266 冷劑溫度,K 273 273 273 熱負(fù)荷,10 6 kW 功耗 (2) , kW 864 5757 5233 總功耗， kW 16579 13687 注 :(1)；(2)再沸器的冷量回收,每10 6 kW相當(dāng)于84kW。 冷凝器 回流比 塔頂出料流量， kmol/h 側(cè)線出料流量， kmol/h 例 76附表1 乙烯精餾系統(tǒng)常規(guī)與側(cè)線塔方案比較 項(xiàng)目 常規(guī)塔方案 側(cè)線塔方案 第二脫甲烷塔 乙烯精餾塔 帶側(cè)線的乙烯精餾塔 塔頂組成： CH 4 % C 2 H 4 % CH 4 C 2 H 4 C 2 H 6 流率， kmol/h 組成，摩爾 % 在這種情況下，若直接采用乙烯塔側(cè)線出料，乙烯產(chǎn)品中 CH 4 最低含量能降低到： 因此，用側(cè)線塔的方案是可行的。例 75 附圖 2 第二脫甲烷流程 經(jīng)平衡級計算，兩個塔的主要計算結(jié)果和消耗的能量見附表 1。 例 75 附圖 1 帶側(cè)線乙烯精餾塔 為了使乙炔含量合格，必須首先對脫乙烷塔塔頂出料中乙炔用催化加氫的方法脫除， 加氫反應(yīng)器出口物料的組成為： 考察由 C 2 餾分生產(chǎn)聚合級乙烯的 精餾系統(tǒng)的分離流程。 側(cè)線出料位置：若第一個塔是 A/BC 切割塔，則改用側(cè)線出料時，側(cè)線出料位置在進(jìn)料板之下；若第一個塔為 AB/C 切割塔，則側(cè)線出料位置在進(jìn)料板之上。以分離三組分混合物為例，若其中某一個組分的含量很少或者對組分之間的切割要求不嚴(yán)格，則采用側(cè)線塔代替兩個相鄰的常規(guī)塔，可降低基建投資和操作費(fèi)用。然而由于精餾段操作斜率減小，回流比減小，所需塔板數(shù)增
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