正太壓力容器(圖)-精餾塔

精餾塔設(shè)計(jì)基本流程主要包括確定設(shè)計(jì)任務(wù)、工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型四個(gè)階段。

首先是確定設(shè)計(jì)任務(wù)，需明確處理物料的組成、流量、分離要求及操作條件等參數(shù)。根據(jù)這些條件選擇合適的分離方法和精餾塔類型，確定操作壓力、溫度等關(guān)鍵工藝指標(biāo)。

接著進(jìn)行工藝計(jì)算，包括物料衡算、熱量衡算和理論塔板數(shù)計(jì)算。物料衡算確定進(jìn)料、塔頂和塔底產(chǎn)品的流量及組成;熱量衡算計(jì)算再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷;理論塔板數(shù)計(jì)算通過相平衡關(guān)系和操作線方程，確定達(dá)到分離要求所需的塔板數(shù)量。

然后進(jìn)入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，根據(jù)工藝計(jì)算結(jié)果，確定塔徑、塔高、塔板間距等尺寸參數(shù)。選擇合適的塔板或填料類型，設(shè)計(jì)降液管、受液盤等內(nèi)部構(gòu)件，確保氣液兩相良好接觸與分離。

再次是設(shè)備選型，根據(jù)計(jì)算得到的熱負(fù)荷和流體流量，選擇合適的再沸器、冷凝器、泵等輔助設(shè)備，并進(jìn)行強(qiáng)度校核和經(jīng)濟(jì)性分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保精餾塔安全、有效運(yùn)行。

精餾塔理論塔板計(jì)算是精餾塔設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，用于確定達(dá)到規(guī)定分離要求所需的理論塔板數(shù)，常見的計(jì)算方法有逐板計(jì)算法、圖解法和簡(jiǎn)捷法。

逐板計(jì)算法：基于精餾段和提餾段的操作線方程以及相平衡方程，從塔頂或塔底開始，精餾塔，逐板計(jì)算氣液相組成，直到達(dá)到規(guī)定的分離要求，每經(jīng)過一次氣液平衡計(jì)算，相當(dāng)于經(jīng)過一塊理論塔板。該方法計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，但計(jì)算過程繁瑣，適用于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。

圖解法：在x -

y相圖上繪制出相平衡曲線和操作線，通過在兩條曲線之間作梯級(jí)來確定理論塔板數(shù)。圖解法直觀形象，精餾塔設(shè)計(jì)，能清晰地展示精餾過程中氣液相組成的變化，但精度相對(duì)較低，適用于初步設(shè)計(jì)和定性分析。

簡(jiǎn)捷法：利用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖或經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。先根據(jù)進(jìn)料組成、分離要求等參數(shù)計(jì)算，再結(jié)合實(shí)際回流比，通過關(guān)聯(lián)圖或公式估算出所需的理論塔板數(shù)。簡(jiǎn)捷法計(jì)算簡(jiǎn)便快捷，但準(zhǔn)確性稍差，常用于初步設(shè)計(jì)和方案比較。

在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體情況選擇合適的計(jì)算方法，必要時(shí)可將多種方法結(jié)合使用，精餾塔，以提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

精餾塔物料衡算以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)，通過建立進(jìn)料、塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品之間的物料關(guān)系，確定各股物流的流量和組成，是精餾塔設(shè)計(jì)與操作分析的關(guān)鍵步驟，主要方法如下：

總物料衡算：對(duì)整個(gè)精餾塔進(jìn)行物料衡算，建立進(jìn)料(F)、塔頂產(chǎn)品(D)和塔底產(chǎn)品(W)之間的質(zhì)量平衡關(guān)系，即 F = D +

W，此式確定了各股物流的流量關(guān)系。

輕組分物料衡算：針對(duì)混合物中關(guān)鍵輕組分(如易揮發(fā)組分)進(jìn)行衡算，公式為 F×xF = D×xD + W×xW，其中 xF、xD、xW

分別為進(jìn)料、塔頂和塔底產(chǎn)品中輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)合總物料衡算式，實(shí)驗(yàn)室精餾塔，聯(lián)立求解可得出 D、W 的流量及組成。

多組分物料衡算：對(duì)于多組分混合物，需對(duì)每個(gè)組分分別進(jìn)行物料衡算，建立多個(gè)方程聯(lián)立求解。實(shí)際應(yīng)用中，常通過計(jì)算機(jī)軟件(如Aspen

Plus、ProⅡ等)進(jìn)行復(fù)雜多組分物料衡算，以提高計(jì)算效率和準(zhǔn)確性。

物料衡算結(jié)果為精餾塔的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型以及操作參數(shù)優(yōu)化提供重要依據(jù)，確保精餾過程在滿足分離要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)物料的有效利用和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。