【苯-甲苯】DN1600篩板塔機(jī)械設(shè)計(jì)【含7張CAD圖帶開題報(bào)告】【需要咨詢購(gòu)買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：
譯文：精餾操作基本知識(shí)精餾的原理把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化，同時(shí)又把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分的操作過(guò)程稱為精餾。對(duì)于一次汽化，冷凝來(lái)說(shuō)，由于液體混合物中所含的組分的沸點(diǎn)不同，當(dāng)其在一定溫度下部分汽化時(shí)，因低沸點(diǎn)物易于氣化，故它在氣相中的濃度較液相高，而液相中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。當(dāng)對(duì)部分汽化所得蒸汽進(jìn)行部分冷凝時(shí)，因高沸點(diǎn)物易于冷凝，使冷凝液中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高，而為冷凝氣中低沸點(diǎn)物的濃度比冷凝液中要高。這樣經(jīng)過(guò)一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通過(guò)各組分濃度的改變得到了初步分離。如果多次的這樣進(jìn)行下去，將最終在液相中留下的基本上是高沸點(diǎn)的組分，在氣相中留下的基本上是低沸點(diǎn)的組分。由此可見，多次部分汽化和多次部分冷凝同時(shí)進(jìn)行，就可以將混合物分離為純或比較純的組分。液體氣化要吸收熱量，氣體冷凝要放出熱量。為了合理的利用熱量，我們可以把氣體冷凝時(shí)放出的熱量供給液體氣化時(shí)使用，也就是使氣液兩相直接接觸，在傳熱同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)。為了滿足這一要求，在實(shí)踐中，這種多次部分汽化伴隨多次部分冷凝的過(guò)程是逆流作用的板式設(shè)備中進(jìn)行的。所謂逆流，就是因液體受熱而產(chǎn)生的溫度較高的氣體，自下而上地同塔頂因冷凝而產(chǎn)生的溫度較低的回流液體（富含低沸點(diǎn)組分）作逆向流動(dòng)。塔內(nèi)所發(fā)生的傳熱傳質(zhì)過(guò)程如下 1）氣液兩相進(jìn)行熱的交換，利用部分汽化所得氣體混合物中的熱來(lái)加熱部分冷凝所得的液體混合物；2）氣液兩相在熱交換的同時(shí)進(jìn)行質(zhì)的交換。溫度較低的液體混合物被溫度較高的氣體混合物加熱二部分汽化。此時(shí)，因揮發(fā)能力的差異（低沸點(diǎn)物揮發(fā)能力強(qiáng)，高沸點(diǎn)物揮發(fā)能力差） ，低沸點(diǎn)物比高沸點(diǎn)物揮發(fā)多，結(jié)果表現(xiàn)為低沸點(diǎn)組分從液相轉(zhuǎn)為氣相，氣相中易揮發(fā)組分增濃；同理，溫度較高的氣相混合物，因加熱了溫度較低的液體混合物，而使自己部分冷凝，同樣因?yàn)閾]發(fā)能力的差異，使高沸點(diǎn)組分從氣相轉(zhuǎn)為液相，液相中難揮發(fā)組分增濃。精餾塔是由若干塔板組成的，塔的最上部稱為塔頂，塔的最下部稱為塔釜。塔內(nèi)的一塊塔盤只進(jìn)行一次部分汽化和部分冷凝，塔盤數(shù)愈多，部分汽化和部分冷凝的次數(shù)愈多，分離效果愈好。通過(guò)整個(gè)精餾過(guò)程，最終由塔頂?shù)玫礁呒兌鹊囊讚]發(fā)組分，塔釜得到的基本上是難揮發(fā)的組分。 浮閥塔板的結(jié)構(gòu)浮閥塔是我國(guó)近十余年來(lái)廣為使用的一種新型企業(yè)傳質(zhì)設(shè)備。目前它廣泛應(yīng)用在石油化工中，并取得了令人滿意的效果。浮閥塔的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要結(jié)構(gòu)有受液盤，降液管，溢流堰，浮閥和塔板。浮閥塔板的優(yōu)缺點(diǎn)浮閥塔板的性能兼有泡罩塔板與多孔塔板的優(yōu)點(diǎn)，并改進(jìn)了它們的缺點(diǎn)。泡罩塔板由于齒縫開度是固定的，因此其對(duì)蒸汽負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)性能不好。汽速小時(shí)，氣液接觸不好，氣速大時(shí)，又易使蒸汽吹開液體。多孔塔板雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理能力大，但操作彈性比較小，對(duì)于浮閥塔來(lái)說(shuō)，閥片的開度則隨汽速而變。低氣速時(shí)，閥片在重力作用下自動(dòng)落下，以減少泄漏。所以，浮閥塔的效率較高，操作彈性大，能較好的適應(yīng)進(jìn)料量的變化，有實(shí)驗(yàn)表明，其最大負(fù)荷與最小負(fù)荷的比可達(dá)到 7～9 左右。浮閥塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自由截面積較大，造價(jià)比泡罩塔降低 12～15%，處理能力比泡罩塔板提高 20～40%左右。由于浮閥塔板的蒸汽是水平吹入液層，因此，氣液攪動(dòng)較好，霧沫夾帶小，接觸時(shí)間長(zhǎng)，傳質(zhì)效果好，其效率比泡罩塔板藥膏 15%。浮閥塔板的主要缺點(diǎn)是蒸汽沿上升蒸汽氣孔的周邊噴出，仍然有液體的逆向混合，因而會(huì)降低傳質(zhì)效率。另外，閥片容易被卡住、銹住或粘住，影響開啟。精餾操作的影響因素除了設(shè)備問(wèn)題以外，精餾操作過(guò)程的影響因素主要有以下幾個(gè)方面：塔的溫度和壓力（包括塔頂、塔釜和某些有特殊意義的塔板） ；進(jìn)料狀態(tài)；進(jìn)料量；進(jìn)料組成；進(jìn)料溫度；塔內(nèi)上升蒸汽速度和蒸發(fā)釜的加熱量；回流量；塔頂冷劑量；塔頂采出量和塔底采出量。塔的操作就是按照塔頂和塔底產(chǎn)品的組成要求來(lái)對(duì)這幾個(gè)影響因素進(jìn)行調(diào)節(jié)。精餾塔操作壓力的變化對(duì)精餾操作的影響塔的設(shè)計(jì)和操作都是基于一定的壓力下進(jìn)行的，因此一般的精餾塔總是先要保持壓力的恒定。塔壓波動(dòng)對(duì)塔的操作將產(chǎn)生如下的影響。1 響產(chǎn)品質(zhì)量和物料平衡改變操作壓力，將使每塊塔板上的氣液相平衡的組成發(fā)生改變。壓力升高，則氣相中的重組份減少，相應(yīng)的提高了氣相中的輕組分的濃度；液相中的輕組分含量增加，同時(shí)也改變了氣液相的重量比，使液相量增加，氣相量減少?？偟慕Y(jié)果是：塔頂餾分中的輕組分濃度增加，但數(shù)量卻相對(duì)減少；釜液中的輕組分濃度增加，釜液量增加。同理，壓力降低，塔頂餾份的數(shù)量增加，輕組分濃度降低；釜液量減少，輕組分濃度減少。正常操作中應(yīng)保持恒定的壓力，但若操作不正常，引起塔頂產(chǎn)品中重組分濃度增加時(shí)，則可采用適當(dāng)升高操作壓力的辦法，使產(chǎn)品質(zhì)量合格，但此時(shí)液相中輕組分的損失增加。2 變組分間的相對(duì)揮發(fā)度壓力增加，組分間的相對(duì)揮發(fā)度降低，分離效率下降，反之亦然。3 改變塔的生產(chǎn)能力壓力增加，組分的重度增大，塔的處理能力增大。4 塔壓的波動(dòng)這將引起溫度和組成間對(duì)應(yīng)關(guān)系的混亂。我們?cè)诓僮髦薪?jīng)常以溫度作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的間接標(biāo)準(zhǔn)，但這只有在塔壓恒定的情況下才是正確的。當(dāng)塔壓改變時(shí)，混合物的露點(diǎn)、泡點(diǎn)發(fā)生改變，引起全塔的溫度分布發(fā)生改變，溫度和產(chǎn)品質(zhì)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系也將發(fā)生改變。從以上分析來(lái)看，改變操作壓力，將改變整個(gè)塔的工作狀況，因此在正常操作中應(yīng)維持恒定的壓力，只有在塔的正常操作受到破壞時(shí)，才可以根據(jù)上述分析，在工藝指標(biāo)允許的范圍內(nèi)，對(duì)塔的壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。應(yīng)當(dāng)指出，在精餾操作過(guò)程中，進(jìn)料量、進(jìn)料組成和進(jìn)料溫度的改變，塔釜加熱蒸汽量的改變、回流量、回流溫度、塔頂冷劑量的改變以及塔板的堵塞等，都有可能引起塔壓的波動(dòng)，此時(shí)我們應(yīng)先分析塔壓波動(dòng)的原因，及時(shí)處理，使操作恢復(fù)正常。塔的安裝對(duì)精餾操作的影響不同的物料和不同的工藝過(guò)程，對(duì)塔設(shè)備提出的要求是不同的。但是，一般總希望塔設(shè)備的分離能力高，生產(chǎn)能力大，操作穩(wěn)定。對(duì)于一個(gè)定型的塔設(shè)備來(lái)說(shuō)，由于安裝上有問(wèn)題，就可能會(huì)達(dá)不到以上的要求。如塔身、塔板、溢流口等，在安裝時(shí)若不符合要求，都有可能對(duì)精餾操作帶來(lái)影響。（1）塔身 塔身要求垂直，一般的傾斜度不能超過(guò)千分之一，否則將會(huì)在塔板上造成死區(qū)，對(duì)于小直徑的精餾塔來(lái)說(shuō)，如果塔板的安裝是先分節(jié)安裝，然后再組裝的話，則塔身的不垂直將直接影響全塔的所有塔板的水平度，使塔的效率降低。（2）塔板 塔板要求水平，其水平度用水平儀測(cè)定不能超過(guò)±2 毫米。如果塔板不水平，將造成板面上的液層高度不均，塔內(nèi)上升蒸汽易從液層高度較小的淺處穿過(guò)，從而降低塔板的效率。（3）溢流口 溢流口與下層塔板的距離，用根據(jù)生產(chǎn)能力和下層塔板的溢流堰的高度而定。但必須滿足溢流口插入受液盤的液體中，以封住上升蒸汽。如果溢流口與下層塔板的距離太近，則可能造成上層塔板的回流也不能順利流入下層塔板，使上層塔板的液層增高，下層塔板的壓力增大，嚴(yán)重時(shí)造成液泛。溢流口過(guò)高，超過(guò)溢流堰的高度時(shí)，上升的蒸汽“走短路” ，從溢流管直接上升到上層塔板，起不到液封作用，影響塔板效率。安裝時(shí)，對(duì)于各種具體的塔板類型都有不同程度的要求，如果不按要求去安裝，將可能使塔的生產(chǎn)效率大大下降。精餾塔的操作應(yīng)該掌握好三個(gè)平衡（1）物料平衡體現(xiàn)了塔的生產(chǎn)能力，它主要是靠進(jìn)料量和塔頂、塔底采儲(chǔ)量來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)塔的操作不符合總的物料平衡式時(shí)，這可以從塔壓差的變化上看出，進(jìn)得多，取得少，則塔壓差上升。對(duì)于一個(gè)固定的精餾塔來(lái)說(shuō)，塔壓差應(yīng)該在一定范圍內(nèi)。塔壓差過(guò)大，說(shuō)明塔內(nèi)上升的蒸汽速度過(guò)快，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至發(fā)生液泛，破壞塔的正常操作；塔壓差過(guò)小，表明塔內(nèi)上升蒸汽的速度過(guò)小，塔板上的氣液湍動(dòng)的程度過(guò)低、傳質(zhì)效果差，使塔板產(chǎn)生漏液，降低塔板效率。如果精餾塔不符合對(duì)某組分的物料平衡式時(shí)，將有兩種表現(xiàn)：A、輕組分的采出量超過(guò)了物料平衡的量，在這種情況下，將使塔內(nèi)的物料組成變重，全塔的溫度逐步升高，塔頂餾分中重組份的濃度增加，以致使質(zhì)量不合格。B、另一種情況是重組份的采出量超過(guò)了物料平衡的量，全塔的物料組成將隨著操作的進(jìn)行而逐漸變輕，塔身溫度下降，特別是釜溫明顯下降，釜液中輕組分的濃度增加。由此可見，物料平衡掌握不好，將使整個(gè)塔的操作處于混亂狀況，達(dá)不到預(yù)期的目的。另外，如果正常的物料平衡受到破壞，那么，氣液相平衡也達(dá)不到預(yù)想的效果，隨之而來(lái)的熱量平衡也得重新調(diào)整。所以物料平衡是塔操作中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（2）氣液平衡主要體現(xiàn)了產(chǎn)品的質(zhì)量和損失情況。它是靠調(diào)節(jié)塔的操作條件（溫度、壓力）及塔板上氣液接觸的情況來(lái)達(dá)到的。因?yàn)?，只有在溫度、壓力固定時(shí)，才能確定氣液平衡組成。精餾塔的操作溫度和壓力是根據(jù)塔的分離任務(wù)（即關(guān)鍵組分的分離濃度）決定的。當(dāng)溫度、壓力發(fā)生變化時(shí)，氣液平衡所決定的組成就發(fā)生了變化，產(chǎn)品的質(zhì)量或損失情況也發(fā)生了變化。但是，氣液相平衡的組成又是靠在每塊塔板上的氣液互相接觸進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱而實(shí)現(xiàn)的。這就是說(shuō)，氣液相平衡和物料平衡密切相關(guān)。物料平衡掌握的好，塔內(nèi)上升蒸汽的速度合適，氣液接觸好，則傳質(zhì)效率高，每塊板上的氣液組成就愈接近于平衡組成，也就是常說(shuō)的板效率高，反之亦然。當(dāng)然，溫度、壓力也會(huì)隨著物料平衡的改變而變化?？傊?，汽液平衡的組成與物料平衡有著密不可分的關(guān)系。反過(guò)來(lái)，溫度、壓力的改變又可造成塔板上氣相和液相相對(duì)量的改變，從而破壞原來(lái)的物料平衡。例如，釜溫低于規(guī)定值，會(huì)使塔板上的液相量增加，蒸汽量減少，釜液量增加，頂部產(chǎn)物量減少；當(dāng)頂溫高于規(guī)定值時(shí)，就會(huì)使塔板上的氣相量增加，液相量減少，頂部產(chǎn)物量增加，釜液量減少。這些都會(huì)破壞原來(lái)的物料平衡。（3）熱量平衡是物料平衡和氣液相平衡得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。沒(méi)有塔釜供熱就沒(méi)有上升蒸汽，沒(méi)有塔頂冷凝就沒(méi)有回流液，整個(gè)精餾過(guò)程就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而熱量平衡又是依附于物料平衡和氣液相平衡的。例如，進(jìn)料量或組成發(fā)生了改變，則塔釜耗熱量和塔頂冷劑量均應(yīng)作相應(yīng)的改變。塔的操作壓力、溫度發(fā)生了改變（即氣液平衡組成改變） ，則每塊板上氣相冷凝的放熱量和液體氣化的吸收熱量也會(huì)發(fā)生改變。例如，加熱釜的供熱不夠，就會(huì)造成塔釜溫度達(dá)不到規(guī)定值，致使：①物料平衡破壞，釜液排出量增多，塔頂餾出量減少，對(duì)塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品的工藝過(guò)程來(lái)說(shuō)，塔的生產(chǎn)能力下降；②氣液平衡破壞，塔內(nèi)上升蒸氣量減少，氣液接觸變差，傳質(zhì)效率下降，同時(shí)氣相中重組份含量減少，液相中輕組分含量增加，釜液中輕組分損失加大。由以上分析可知：掌握好物料平衡、汽液平衡、熱量平衡是精餾操作的關(guān)鍵所在。這三個(gè)平衡是能夠互相影響，互相制約的，操作中通常以物料平衡的變化為主，相應(yīng)地調(diào)節(jié)熱量平衡去達(dá)到氣液相平衡的目的。