精餾塔是如何設(shè)計(jì)優(yōu)化

1、化工廠中隨處見(jiàn)的精餾塔是如何設(shè)計(jì)，又該怎樣優(yōu)化呢？2導(dǎo)語(yǔ)化工生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用最多就是分離設(shè)備，其中又以精餾塔和吸收塔最為常見(jiàn)，無(wú)論是在煉油、煤化、高分子、精細(xì)化工精餾塔都是隨處可見(jiàn)的。你知道你每天都操作的精餾塔是如何設(shè)計(jì)出來(lái)的嗎？如何優(yōu)化操作參數(shù)？小七將通過(guò)實(shí)例讓你逐一了解。精餾塔設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)步驟根據(jù)流程整體工藝路線，確定分離要求，進(jìn)行工藝參數(shù)計(jì)算得到回流比、進(jìn)料位置、塔頂溫度、塔底溫度、進(jìn)料組成、測(cè)線采出位置（多組分）、塔板數(shù)（板式塔）或填料高度（填料塔）等。之后再進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，計(jì)算出板間距、壓降、塔高、塔徑等參數(shù)由此選出塔板類型或填料類型等塔內(nèi)部件。之后進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算及校核，選出塔體壁厚及

2、材料，最后確定控制方案。2工藝計(jì)算工藝計(jì)算是根據(jù)進(jìn)料組成與分離要求計(jì)算工藝參數(shù)，分為手算與軟件計(jì)算兩種，目前工業(yè)上多用軟件進(jìn)行模擬，我們?cè)贏spen教程中會(huì)重點(diǎn)進(jìn)行講解。這里我們舉一個(gè)最簡(jiǎn)單二元物系板式精餾塔的手動(dòng)計(jì)算流程方便大家理解計(jì)算原理。1物料衡算與物性估算對(duì)于二元物性而言物料衡算很簡(jiǎn)單，但是對(duì)于多元物系就必須先規(guī)定輕重關(guān)鍵組分。根據(jù)熱力學(xué)方程估算物性參數(shù)，多采用逸度法或活度系數(shù)法。同時(shí)計(jì)算出物系汽液相平衡方程2確定塔板數(shù)根據(jù)物料衡算結(jié)果計(jì)算R（min）LD，實(shí)際回流比一般為最小回流比的1.2-2倍。然后分別計(jì)算出精餾段、提餾段操作線方程。采用操作線方程與汽液相平衡方程交替主板計(jì)算確定理

3、論塔板數(shù)，或采用圖解法原理相同。再將理論塔板數(shù)除以塔板效率，得到實(shí)際塔板數(shù)。3實(shí)際設(shè)計(jì)流程工業(yè)上應(yīng)用的精餾塔多是物系復(fù)雜，帶側(cè)線采出，實(shí)際實(shí)際中多采用FUG法計(jì)算3流體力學(xué)計(jì)算與塔內(nèi)部件設(shè)計(jì)流體力學(xué)計(jì)算多采用軟件計(jì)算，而塔內(nèi)部件多為定型部件或?qū)＠考?。這里介紹幾種常見(jiàn)的塔板。4強(qiáng)度計(jì)算與繪制裝配圖 在完成內(nèi)部設(shè)計(jì)之后，我們將根據(jù)壓力、溫度、介質(zhì)環(huán)境等對(duì)塔體進(jìn)行選材并計(jì)算出壁厚，載荷等參數(shù)。并提出加工要求繪制裝備圖。5確定控制方案繪制PID圖根據(jù)工藝要求，進(jìn)行配套的儀表、閥門選型，確定控制方案，并繪制出帶夾點(diǎn)控制的工藝流程圖PID精餾塔優(yōu)化在對(duì)精餾塔進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，首先要從眾多參數(shù)中確定出獨(dú)立的設(shè)計(jì)

4、變量與可調(diào)設(shè)計(jì)變量。下面由小七來(lái)介紹幾種常見(jiàn)的優(yōu)化方式。1操作壓力的優(yōu)化常規(guī)精餾塔單塔的壓力優(yōu)化相對(duì)較簡(jiǎn)單，在滿足塔頂冷凝器的溫度可以在最炎熱的夏季也能夠用自來(lái)水冷卻的前提下，可以參用相對(duì)較低的操作壓力以減少再沸器的熱負(fù)荷。在實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于增加壁厚而增加的設(shè)備費(fèi)用將隨著壓力的增加而增大，在滿足分離要求的前提下，低壓（正壓）相對(duì)有利。2理論塔板數(shù)與回流比的優(yōu)化理論塔板數(shù)越多，分離效果越好，制造成本越大。3進(jìn)料位置和進(jìn)料狀態(tài)的優(yōu)化相同分離要求及板數(shù)下，回流比最小或冷凝器、再沸器熱負(fù)荷最?。幌嗤鍞?shù)及回流比下，塔頂和塔釜產(chǎn)品的分離純度最高；相同分離要求和回流比下，所需塔板數(shù)最少。結(jié)束語(yǔ)文本中小七為大家介紹了精餾塔的設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，目前工業(yè)上大多采用軟件計(jì)算代替手算，在Aspen教程中小七將重點(diǎn)