空分系统中主精馏塔参数的模拟分析.pdf

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1、空分系统中主精馏塔参数的模拟分析Airseparationsystemofthemaindistillationcolumnparameteranalysis领域化学工程研究生刘琴指导教师刘丽艳企业导师李杰天津大学化工学院2012年11月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示

2、了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日1摘要本文针对某公司所采用的全低压空分流程的精馏过程做模拟，为进一步优化参数分析奠定了基础。此套空分流程包括分子筛吸附净化、增压透平膨胀

3、机、规整填料塔（上塔、粗氩塔、精氩塔）制取氧气（液氧）、氮气（液氮）和高纯氩。流程的模拟计算是流程设计的前提，本文采用化工流程模拟软件PRO/Ⅱ为平台，建立了空分精馏塔和氩塔的计算模型，对精馏系统进行流程模拟计算。在精馏塔下塔内，上升气体与下流液体充分接触精馏，在下塔的顶部得到低压氮气，经主冷凝蒸发器冷凝成液氮后，一部分作为下塔回流液，一部分经节流阀后送入到上塔精馏和贮槽，在下塔底部所得的液空和下塔中下部得到的污液氮一起经过冷器后送入上塔精馏，得到产品液氧、液氮、氧气和氮气，从上塔中下部抽取的氩馏分经过粗氩和精氩塔的多次精馏得到产品

4、液氩。通过对模拟计算的调试，总结出提高氧、氩产量和提取率的方法。同时，对影响精馏效果的参数如回流比的改变、冷量的富裕与否和氩塔所需的液空和液氮量的变化进行深入研究，经过系统参数调整，使氧提取率达到90%以上，氩提取率达到75%以上，氧、氮和氩的纯度达到了99.7%、7ppm和1.9ppm，模拟结果与现场数据基本一致，说明选取的热力学方法及模拟参数计算正确合理，为下一步的参数优化奠定了基础。关键词：空分；精馏；流程模拟；PRO/Ⅱ2ABSTRACTAimingatthelowpressureairseparationprocessof

5、distillationprocesssimulation,parameteranalysislaythefoundationforfurtheroptimizationof.ThissetofairseparationprocessincludingMolecularsieveadsorptionpurification,boosterexpansionturbine,structuredpackingtower(tower,crudeargoncolumn,refiningargontower)topreparationofox

6、ygen(LO2),nitrogen(LN2)andPureargon.Thecalculationofsimulationisthepreconditionandkeyoftheprocessdesign.ThisdissertationusingprocesssimulationsoftwarePRO/Ⅱasaplatformforthecalculationoftheairseparationdistillationprocessmodeltocalculatetheprocessdistillationsystemdescr

7、ibed.Inthedistillationtower,Theliftinggasanddirtyliquidfullcontactrectification,Inthetopofthetowertogetlowpressurenitrogen,themaincondensingintoliquidnitrogen,aspartofthelowertowerreflux,aportionofthethrottlevalveafterfedtotheuppercolumnandstoragetank.Inthetoweratthebo

8、ttomoftheliquidairandalowertowerinthelowerpartofthewasteliquidaftercoolerissenttotheuppercolumn,productliquidoxygen,l