乙醇—水體系精餾裝置設(shè)計(jì)方案(已改無錯(cuò)字)
2023-05-27 12:29:32 本頁面
【正文】 m2篩孔氣速uom/s塔板壓強(qiáng)降PpkPa液體在降液管中停留時(shí)間s降液管內(nèi)清液層高度Hdm霧沫夾帶eVkg液/kg氣負(fù)荷上限霧沫夾帶控制霧沫夾帶控制負(fù)荷下限漏液控制漏液控制氣相最大負(fù)荷Vs,maxm3/s 氣相最小負(fù)荷Vs,minm3/s操作彈性五、 精餾塔附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)精餾塔的附屬設(shè)備包括蒸汽冷凝器、產(chǎn)品冷卻器、再沸器（蒸餾釜）或直接蒸汽鼓泡管、原料預(yù)熱器、塔的連接管、高位槽及泵等，此操作是采用直接蒸汽加熱，在此著重介紹塔頂回流冷凝器及直接蒸汽鼓泡管(蒸汽噴出器)。（1） 塔頂回流冷凝器 塔頂回流冷凝器通常采用管殼式換熱器，有臥式、立式、管內(nèi)或管外冷凝等形式。按冷凝器與塔的相對位置區(qū)分，有整體式、自流式和強(qiáng)制循環(huán)式。對于小型塔，冷凝器一般位于塔頂，可采用整體式或自流式，其優(yōu)點(diǎn)是蒸汽壓強(qiáng)降較小，可借改變氣升管或塔板位置調(diào)節(jié)位差以保證回流與采出所需的壓頭，并且可以節(jié)省安裝面積。當(dāng)塔的處理量很大或塔板數(shù)很多時(shí)，若回流冷凝器置于塔頂將造成安裝、檢修等諸多不便，且造價(jià)高?？蓪⒗淠髦糜谒虏窟m當(dāng)位置，用泵向塔頂送回流，在冷凝器和泵之間需設(shè)回流罐，即為強(qiáng)制循環(huán)式。此設(shè)計(jì)處理量較大，所以應(yīng)選取強(qiáng)制循環(huán)式塔頂回流冷凝器。（2） 蒸汽噴出器塔采用直接蒸汽加熱時(shí)，釜中應(yīng)安裝蒸汽噴出器，使加熱蒸汽均勻分布于釜液中。其結(jié)構(gòu)一般為環(huán)形蒸汽管，管的下面和側(cè)面適當(dāng)開一些小孔供蒸汽噴出。小孔直徑一般為3—10mm，孔心距為孔徑的510倍。，管內(nèi)蒸汽速度為2025m/s。一般對于黏度較大的流體，流速應(yīng)取得小些；對于黏度小的流體，可采用較大的流速。，以保證蒸汽與溶液有足夠的接觸時(shí)間。此設(shè)計(jì)采用直接蒸汽加熱，所以應(yīng)安裝蒸汽噴出器。乙醇——水體系黏度較大，故應(yīng)注意采用較小的流速。六、 結(jié)論根據(jù)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算可知，全塔效率為58%。精餾段需塔板19層，提餾段需塔板4層，第20層為加料板。，塔板上限由霧沫夾帶控制，下限由漏液控制，；,塔板上限由霧沫夾帶控制，下限由漏液控制。此外在流程確定方案選擇上，本設(shè)計(jì)盡可能的減少固定投資，降低操作費(fèi)用，以期提高經(jīng)濟(jì)效益。由于任務(wù)書上規(guī)定的生產(chǎn)任務(wù)長期固定，故采用連續(xù)精流流程。精餾塔塔頂設(shè)有全凝器，冷凝液部分利用重力泡點(diǎn)回流；部分連續(xù)采出到產(chǎn)品罐。塔頂蒸氣采出后進(jìn)入全凝器，利用循環(huán)水降低溫度使之由氣體變成液體，然后被送到回流罐，一部分利用重力回流返回塔中。因?yàn)榛S中一般均有廠房，這樣比泵回流節(jié)約費(fèi)用。另一部分作為塔頂產(chǎn)品到冷凝器中，用水冷卻至室溫后進(jìn)入儲罐中。塔釜液采出后送至蒸汽發(fā)生器，對水蒸汽進(jìn)行加熱。充分利用熱能，可節(jié)約能源。同時(shí)，利用直接蒸汽加熱方法分離甲醇—水的混合物可以省掉再沸器，達(dá)到節(jié)能的目的，所以經(jīng)濟(jì)上較合理，并且可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作。綜合以上設(shè)計(jì)結(jié)果可知，此設(shè)計(jì)中選擇的各項(xiàng)工藝操作條件均符合要求，能夠使精餾過程達(dá)到預(yù)期效果。精餾在實(shí)際生產(chǎn)中，由于其操作條件、塔的性能、輔助設(shè)備的性能和上、下游工序操作條件的變化以及公用工程物流的改變等，均會導(dǎo)致精餾塔操作的波動(dòng)，影響塔的分離效果，以致產(chǎn)品達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)。此時(shí)，需要工程技術(shù)人員從錯(cuò)綜復(fù)雜的諸多影響中抓住關(guān)鍵因素，通過對塔操作中出現(xiàn)的種種非正常現(xiàn)象的分析，認(rèn)識發(fā)生故障的原因，對故障進(jìn)行及時(shí)、正確的診斷，并提出排除故障的正確方案和有效措施，以盡快排除故障，恢復(fù)正常生產(chǎn)，這是企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)的基本保證。此次設(shè)計(jì)雖然僅是一次應(yīng)用所學(xué)理論的基本練習(xí)，但也是實(shí)際操作的一個(gè)縮影，所以在此對影響精餾塔操作的幾個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行討論。（1）進(jìn)料熱狀態(tài)對精餾操作的影響 進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q的大小影響提餾段氣、液相流量，所以進(jìn)量熱狀態(tài)必影響提餾段的操作。 當(dāng)進(jìn)料流量、組成一定，并規(guī)定分離要求及操作回流比R之后，隨著進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)q的減小，進(jìn)料攜帶熱量隨之增加。由于系統(tǒng)的熱量衡算的約束，提餾段氣相流量隨之減小。若q值下降幅度較大，如q1,必將導(dǎo)致提餾段分離能力下降。所以，對設(shè)計(jì)型問題，應(yīng)增加理論板數(shù)或提高回流比，重新設(shè)計(jì)精餾塔。對于操作型問題，可調(diào)節(jié)回流比或改變
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