精馏过程工艺设计ppt课件.ppt

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1、第四章精馏过程工艺设计目录第二节设计方案第一节概述第三节精馏过程的模拟计算第四节实际塔板数及塔高第五节浮阀塔塔盘工艺设计第六节辅助设备的选择第七节精馏过程设计实例二、精馏塔设备的选择一、精馏过程工艺设计的基本内容第一节概述在石油炼厂和化工厂的生产装置中，气—液两相直接接触进行传质—传热的工艺过程很多，例如精馏、吸收、解吸、萃取和气体增湿等这些工艺过程大多数是在塔内完成的因此，塔设备的性能对炼油、化工装置的生产能力、产品质量和消耗指标以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大影响塔设备之所以被大量采用，是因为它能为气—液两相进行传质—传热提供适宜的条件这些条件除维持一定的塔内压力、温度，气—液流量

2、等外，特定的塔内件还从结构上保证了上升的气体与下降的液体有充分的接触时间、空间和接触表面积，从而达到较理想的传质—传热效果塔设备的核心内件是传质—传热元件现代塔的传质—传热元件可分为塔板(或称塔盘)和填料两大类目前，塔设备正在朝大型化的方向发展已经有直径超过10m，塔板层数超过百块，高度达80m甚至更高的板式塔直径15m、高度l00m甚至更高的填料塔均已投入使用，单台塔的重量可达数百吨对塔设备的基本要求：首先必须获得高的传质—传热效果此外，还必须满足下列各项生产要求：(1)生产能力大，效率高，产品质量好在较大的气—液负荷下，不致于发生过量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象；(2)操作稳

3、定、弹性大气—液负荷有较大的波动时，塔的操作仍能保持稳定和高的传质传热效率；对塔设备的基本要求（续）：(3)流体流动的阻力小流体通过塔内件的阻力降小以提高空塔速度，降低能耗对负压操作，有利于维持系统真空度，进而提高产品的收率；(4)结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易；(5)耐腐蚀，开工周期长，且方便操作和检修塔设备分类按操作压力分加压塔常压塔负压塔按工艺过程分精馏塔吸收塔解吸塔萃取塔反应塔干燥塔气—液接触界面形成方式分固定相界面流动过程中形成相界面按塔内传质传热元件的特点分板式塔填料塔（最常用）塔内装有一定数量的塔盘气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使气、液两相充分接触进行传质—传热两

4、相的组分浓度沿塔高呈阶梯变化板式塔填料塔装有一定高度的填料层液体沿填料表面呈膜状向下流动作为连续相的气体自下而上流动，与液体逆流传质两相的组分浓度沿塔高呈连续变化复合型塔同一个塔中既有塔盘又有填料兼有两种塔的优点精馏吸收精馏是分离流体混合物最常用的一种单元操作，该过程是同时进行传热、传质的过程。精馏操作的实质：塔底供热产生蒸汽回流，塔顶冷凝造成液体回流工艺设计的基本内容（一）确定精馏过程工艺流程方案（二）精馏塔工艺设计（三）辅助设备设计（四）管路设计及泵的选择（五）控制方案（六）设计结果一、精馏过程工艺设计的基本内容浮阀塔工艺图双溢流浮阀塔工艺图精馏塔是精馏装置的主体核心设备，它的选择通常考虑

5、以下几个方面的问题：1.生产能力大2.效率高3.流动阻力小4.有一定操作弹性5.结构简单6.能满足物系某些工艺特性二、精馏塔设备的选择二、操作条件的选择一、精馏过程工艺流程第二节设计方案双组分精馏或仅采用单塔对多组分混合物进行初分的流程较为简单如果将三个或三个以上的混合完全分离，其流程是多方案的一、精馏过程工艺流程（一）分离序列的选择对于双组分精馏采用一精馏塔，可分别从塔顶、塔底获得轻、重组分产品，显然分离序列是唯一的。当n个组分的混合物通过精馏塔获取n个产品，需要(n-1)个精馏塔通过不同的组分可得到[2(n-1)]！/[n！(n-1)！]个分离序列分离方案的选择一般可按以下步骤进行：（动画

6、）Nadgir有序直观推断法的规则：规则1：所有条件相同，最好采用常规蒸馏规则2：尽量避免真空蒸馏和冷冻规则3：倾向于最少的产品种类规则4：首先处理具有腐蚀性、毒性的组分规则5：最后处理难分离或分离要求高的组分规则6：进料中含量最多的组分最先分离出去规则7：如果组分间的性质差异以及组分的组成变化范围不大，倾向于塔顶、塔底产品量为1：1分离（二）能量的利用精馏过程的节能采用分离序列综合的方法，通常可用以下策略（1）精馏操作参数的优化减少回流比，降低能耗（2）精馏系统的能量集成回收塔内输出的多余能量，节省塔顶冷凝器的冷却水，将回收的能量用来预热过程需要加热的冷流体；回收低品位的热量或冷剂什么叫回流

7、比?回流比参数的选用原则？（三）辅助设备原料预热器、精馏塔再沸器及冷凝器、冷却器、各种罐设备及泵等（四）系统控制方案控制主要参数，保证系统安全稳定操作进入系统的原料流量、塔的回流量、系统中间管的液面、塔的操作压力与温度等（一)操作压力精馏操作可以在常压、加压或减压下进行操作压力的大小应根据经济上的合理性和物料的性质来决定二、操作条件的选择操作压力的选择原则?1、待分离物料性质：沸点高、物料具有热敏