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时间:2021-04-21
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1、小结1.理论塔板数的计算:(1)逐板计算法(2)图解法(1)逐板计算法条件:①塔顶蒸气在冷凝器中全部冷凝;②泡点回流………………………………..一直计算到操作线方程改为提馏段操作线方程直到则n为所需的理论板数.例题6.5.1、P38xD=y1→x1y2→x2y3→x3平操作………..xDzFQDWxWN=9(包含釜)(2)图解法:2.影响N的因素分析(1)R:R↑→N↓→塔设备费↓动画示意re(2)q:q↑→N↓。(3)分离要求:xD↑、xW↓→N↑6.5.4进料位置和回流比的选择(1)进料位置的讨论(a)进料位置确定原则:两操作线交
2、点Q所在梯级。实际进料热状态由前一工序决定。R↑,N↓;R↓,N↑q↑,N↓;q↓,N↑分离要求提高,N增加选择R,需要综合设备费,操作费故不宜对分离过程提过高要求小结:(b)Q点为最优进料位置的分析上移或下移均对分离不利,导致N增加。提前进料:滞后进料:(c)关于进料位置的允许范围(d)进料位置对分离的影响(2)回流比的选择说明:R↑→N↓→塔设备费↓re另一方面:→操作费↑同时,再沸器和冷凝器设备费↑,且因塔径↑塔设备费↑。故研究R是一个保证技术要求和保证经济效益的问题。应确定一适宜的回流比。①全回流与最少理论板数概念:R=∞,q
3、nD=0称为全回流。此时qnW=qnD=qnF=0特征:①操作线与对角线重合,yn+1=xn;②塔板分离能力最大;③完成分离任务所需N称为最少理论塔板数,Nmin;应用:开工、科研、设计。最小理论板数的确定:图解法、逐板计算法。a)图解法在平衡线与对角线之间画梯级,直至xn≤xW为止。xDxWNmin=8(包含釜)达到规定的分离要求时对双组分:——Fenske方程②最小回流比a)定义◇回流比减小,两操作线同时向平衡线靠近,所需理论板数增加;◇继续减小至交点Q移至平衡线上时(点E),则所需的理论板数无穷多;◇对应的回流比称为最小回流比R
4、min。b)计算:设 E(xe,ye)则也可由精馏段操作线在y轴上的截距yC确定。特殊平衡关系下的Rmin③适宜回流比07.5.5理论塔板数的简捷计算法R、Rmin、NT和Nmin的关系可以用吉利兰(Gilliland)图表示。注意:NT、Nmin均已包括釜。曲线可近似表示为:简捷法具体步骤是: (1)根据精馏给定条件计算Rmin; (2)由Fenske方程及给定条件计算Nmin。(3)计算(4)查得(5)计算计算示例说明:简捷法主要用于对理论塔板数的初估。7.5.7实际塔板数及塔板效率(1)实际塔板数注意:N为塔内理论塔板数(
5、不包括塔釜),实际板数要取整。(2)塔板效率①总板效率ET意义:反映了整个塔分离的综合性能,即为达到某一分离要求,理论上所需塔板数和实际需要塔板数之间的关系。影响ET的因素:a)汽、液两相流体的物理性质;b)操作参数,如温度、压力等;c)塔结构、湍动程度、相际接触面积等。ET的来源:a)经验公式;b)实测数据——来源生产塔或中间试验塔。0.10.40.20.66421.00.10.40.20.61.00.8精馏塔效率关联曲线10总板效率ET②单板效率(Murphree效率)考虑塔板效率时,则完成规定分离要求所需的实际塔板数为:7.5.
6、8精馏操作分析(1)诊断分析步骤①充分调查,收集数据;②应用物料衡算的关系检验精馏塔采出量的合理性。如果采出不合理,就不可能使塔两端产品同时达到要求。③应用热力学原理,如相平衡关系,分析塔内温度、压力、组成等分布的合理性。④应用理论级及塔板效率的基本概念,分析影响分离能力的主要原因。⑤考查塔板的水力学性能,分析影响塔生产能力和分离能力的原因。①塔的一端产品不合格(2)故障诊断首先考虑塔的采出量是否满足物料衡算关系:②塔两端产品不合格a)生产负荷的影响塔的进料流量——处理能力或生产负荷。生产负荷不能超过对应工况下塔的最大生产能力。措施:
7、减少进料量,增大回流比。措施:调整采出量,使之与分离要求相匹配。b)进料条件的影响进料条件包括进料量、组成及热状态。进料热状态的影响:措施:调整进料位置,适当提高回流比。q=108、动——生产负荷小时出现,且塔压差持续上升原因:△由于工况改变引起塔内温度变化,导致“淹塔”;△对深冷系统,可能形成“冻堵”;△对易聚合、易结焦的体系,可能造成液流不畅;△刚检修开车时,确认塔内无固体杂物堵塞;△改造后,降
8、动——生产负荷小时出现,且塔压差持续上升原因:△由于工况改变引起塔内温度变化,导致“淹塔”;△对深冷系统,可能形成“冻堵”;△对易聚合、易结焦的体系,可能造成液流不畅;△刚检修开车时,确认塔内无固体杂物堵塞;△改造后,降
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