化工仿真二元精馏思考题.docx

六二元精馏思考题 1简述本二元精馏塔的主要设备部件。 主要部件有：DA-405 脱丁烷塔、GA-405A/B 回流泵、 FA-405 回流罐 EA-405A/B 再沸器、EA-406 冷凝器 、GA-406A/B 塔顶产品采出泵。2简述板式塔和填料塔的特点及用途。举出几种板式塔的塔板类型。 填料塔与板式塔比较：（1） 填料塔操作范围较小，对于液体负荷的变化特别敏感。当液体负荷较小时，填料表面不能很好地润湿，传质效果急剧下降；当液体负荷过大时，容易产生液泛。板式塔具有较大的操作范围。（2） 填料塔不宜处理含固体悬浮物的物料，而某些类型的板式塔（如大孔径穿流板塔）可以有效地处理这种物系。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。（3） 当气液接触过程中需要冷却以移除反应热或溶解热时，填料塔因涉及液体均布问题而使结构复杂化，板式塔可方便地在塔板上安装冷却盘管。（4） 填料塔直径可以很小。板式塔直径一般不小于0.6m。（5） 板式塔的设计比较准确可靠。安全系数较小。|（6） 塔径不大时，填料塔因结构简单而造价便宜。（7） 填料塔适用于易起泡物系和wiki腐蚀/wiki性物系，因填料对泡沫有限制和破碎的作用，可以采用瓷质填料。（8） 对热敏性物系宜采用填料塔，因为填料塔内的滞液量比板式塔少，物料在塔内的停留时间相对短。（9） 填料塔的压降比板式塔的小，因而对真空操作更为适宜塔板类型：浮阀塔，筛板塔，泡罩塔。3写出本精馏塔正常工况的工艺条件。 答：位号 名称和量程 正常值 TI-1 进料温度(0100) 65 TI-6 回流温度(0100) 38 TI-4 塔釜温度(0200) 121 TI-2 塔顶温度(0100) 46 TI-7 冷却水入口温度(0100) 30 FH 放火炬流量(01000 kmol/h) 0.0 kmol/h PI-4 塔釜压力(01MPa) 0.42 MPaFI-4 塔釜采出流量(0400 kmol/h) 130 kmol/hFI-5 塔顶采出流量(0600 kmol/h) 240 kmol/hFI-6 冷却水流量(0400 kmol/h) 1850 kmol/hFIC-1 进料量调节器(0800 kmol/h) 370 kmol/h FIC-2 回流量调节器(0800 kmol/h) 350 kmol/hLIC-1 塔釜液位调节器(0100%) 55 %LIC-2 回流罐液位调节器(0100%) 55 %PIC-1 塔压调节器(高压调节)(01MPa) 0.40 MPaPRC-2 塔压调节器(正常调节)(01MPa) 0.35 MPaTIC-3 灵敏板温度调节器(0100) 78 FIC-3 再沸器蒸气流量调节器(0800 kmol/h) 264 kmol/hPI-5 蒸气压力(01MPa) 0.35 MPaTI-5 蒸气温度(0200) 135 AI-1 塔顶C5含量(01.0%) 0.5 %AI-2 塔釜C4含量(010.0%) 5 PDI-3 塔压差 0.07 MPa 4. 精馏塔开车前必须作好哪些准备工作? 4 答：开车前应当完成如下主要准备工作：管线及设备试压；拆除盲板；管线及设备氮气吹扫和氮气置换；检测及控制仪表检验与校零；公用工程投用；系统排放和脱水等。5试说明精馏塔冷态开车的一般步骤。 答： 开车前的准备工作：将各阀门关闭。各调节器置手动，且输出为零。 开“N2”开关，表示氮气置换合格。 开“G.Y.”开关，表示公用工程具备。 开“Y.B.”开关，表示仪表投用。 开C4充压阀VC4，待塔压PRC-2达0.31MPa 以上, 关VC4，防止进料闪蒸，使塔设备局 部过冷（此步不完成，后续评分为零）。 开冷凝器EA-406的冷却水出口阀V23。 开差压阀V6和V7。 开进料前阀V1。手动操作FIC-1的输出约20%（进料量应大于100kmol/h），进料经过 一段时间在提馏段各塔板流动和建立持液量的时间迟后，塔釜液位LIC-1上升。由于进 料压力达0.78 MPa,温度为65，所以进塔后部分闪蒸使塔压上升。 通过手动PRC-2输出（即冷却水量），控制塔顶压力在0.35MPa 左右，投自动。 当塔釜液位上升达60%左右，暂停进料。开再沸器EA-405A的加热蒸汽入口阀V3和出口阀V4。 手动开加热蒸汽量FIC-3的输出约20%，使塔釜物料温度上升直到沸腾。塔釜温度低于 约108的阶段为潜热段，此时塔顶温度上升较慢，回流罐液位也无明显上升。 注意当塔釜温度高于108后，塔顶温度及回流罐液位明显上升。说明塔釜物料开始 沸腾。为了防止回流罐抽空，当回流罐液位上升至10%左右，开GA405A泵的入口阀V13， 启动泵G5A（GA405A），然后开泵出口阀V12。手动FIC-2的输出大于50%,进行全回流。 回流量应大于300 kmol/h。 调整塔温进行分离质量控制。此时塔灵敏板温度TIC-3大约为6972左右。缓慢 调整塔釜加热量FIC-3，以每分钟0.5提升TIC-3直到78（实际需数小时）。缓慢 提升温度的目的是使物料在各塔板上充分进行汽液平衡，将轻组分向塔顶升华，将重组 分向塔釜沉降。当TIC-3的给定值升至78时，将灵敏板温度控制TIC-3投自动（主调 节器），将FIC-3投自动（副调节器），然后两调节器投串级。同时观察塔顶C5 含量 AI-1和塔底C4含量AI-2，应当趋于合格。同时注意确保塔釜液位LIC-1和回流罐液位 LIC-2不超限(当塔顶AI-1不合格且LIC-2大于80%,应及时开阀门V25排放。同理， 当塔釜AI-2不合格且LIC-1大于80%,应及时开阀门V24排放）。 此刻塔顶及塔釜液位通常尚未达到50%，重开进料前阀V1，手动操作FIC-1的输出。 可 逐渐提升进料量，由于塔压及塔温都处于自动控制状态，塔釜加热量和塔顶冷却量会随 进料增加而自动跟踪提升。最终进料流量达到370 kmol/h时将 FIC-1投自动。 手动FIC-2的输出将回流量提升至350 kmol/h左右，投自动。 塔顶采出：提升进料量的同时,应监视回流罐液位。当塔顶C5含量AI-1低于0.5% 且 LIC-2达到50%左右时,先开V16阀，开泵G6A（GA406A），再开泵出口阀V17。手动调 节LIC-2的输出，当液位调至50%时投自动。 塔底采出：提升进料量的同时,应监视塔釜液位。当塔底C4含量AI-2低于1.5% 且 LIC-2达到50%左右时,手动调节LIC-1的输出，当液位调至50%时投自动。 将塔顶压力调节器PRC-2和PIC-1投超驰（用投串级代替）。 微调各调节器给定值，使精馏塔达到设计工况： FIC-1 370 kmol/h FIC-2 350 kmol/h LIC-1 50 % LIC-2 50 % TIC-3 78 PRC-2 0.35 MPa AI-1 0.5 % AI-2 1.5 %6. 本精馏塔进料前用C4 将塔升压有何作用? 防止闪蒸7. 本精馏塔开车时如何判断塔釜物料开始沸腾? 随着全塔分离度提高,塔釜沸点会如何变 化? 塔顶温度及回流罐液位明显上升说明塔釜物料开始沸腾；变高。8回流比如何计算？什么是全回流？说明全回流在开车中的作用。 回流比是回流量与采出量的比值；回流比无穷大时为全回流，即没有采出量；全回流使在开车时有充分的时间调整塔的运行状态。9. 为什么回流罐液位低于10% 不得开始全回流? 液位低于10%时回流罐可能会被抽空。10. 回流量过大会导致什么现象? 答：回流量过大，会导致液泛现象。11什么是灵敏板？该板的温度有何特点？ 答：在精馏段或提馏段的某些塔板上，温度变化量最为显著的塔板称之为灵敏板；该板特点：温度变化最为显著，塔板温度对外界干扰因素反应最灵敏！12. 为什么本塔开车时灵敏板温度从70左右上升至78必须缓慢提升? 如何提升既准 确又方便? 使物料在各塔板上充分进行汽液平衡，将轻组分向塔顶升华，将重组分向塔釜沉降。缓慢提升塔釜加热量。13. 为什么本塔开车时进料负荷必须缓慢提升? 进料负荷提升对全塔有何影响? 如何调整? 防止塔内液位的突然提升，保证塔的运行状态的稳定。塔内的蒸发量增大，塔釜和回流罐的液位上升。应增大塔的采出量。14. 本塔塔顶采出合格标准是什么? 影响塔顶采出合格标准的主要因素是什么? 答：当釜液降至5%,停止塔采出。当回流罐液位降至20%时, 停回流, 停再沸器加热, 停塔顶采出。15. 本塔塔釜采出合格标准是什么? 影响塔釜采出合格标准的主要因素是什么? 16. 如果塔顶馏出物不合格且回流罐液位超高,应如何处理? 答：打开塔底采出阀，使液面降下来，达到标准后关闭之，然后继续调节相关控制阀，使塔斧流出物达到标准要求！17. 如果塔釜馏出物不合格且塔釜液位超高,应如何处理? 18. 如果塔釜加热量超高会导致什么现象? 会导致塔釜蒸干。19. 为什么本塔可用千摩尔流量表述全塔物料动态平衡? 本塔物料平衡如何控制? 控制采出量20. 监测塔压差对了解全塔工况有何重要意义? 可以及时了解塔内的气速，塔板的液位量21什么是淹塔现象？如何形成？如何克服？ 淹塔：在精馏过程中，自某块塔板往上液体逐渐积累，以至充满部分塔段，使上升气体受阻，使气、液两相的传质传热过程不能正常进行，这就叫淹塔。原因：1）沉降管堵死。回流液无法下流。开工时铁屑、焊渣等杂物，正常生产中设备腐蚀物的沉积，或者液体中的固体析出，溶液的自聚物，都易引起降液管堵塞。2）液体量太大，使降液管超负荷。方法：1）适当降低进料量和回流量。2）如设备故障，则停工处理。22什么是液泛现象？如何形成？如何克服？ 如果塔板上的液体难于沿溢流斗流下，造成溢流斗内液面越涨越高，直至与塔板上的液面相平，液体无法下流，叫做液泛。液泛的诱因可能有： 1. 液体流量过大，降液管超负荷; 操作改进方法：减少处理量设备改进方法：增大塔径及降液管面积、或增大塔板间距，或使用阶梯流(若是板间压差过大使降液管内液面过高可考虑)，增大降液管底缝高度2.过量雾沫夹带引起操作改进方法：增大液体进料量，回流量，减少塔底再沸器供热量 设备改进方法：增大开孔率，降低气速，增大塔板间距，延长液沫滞空时间。*23什么是雾沫夹带现象？如何形成？如何克服？ 雾沫夹带是指随着塔压的提高，物料被带到上一块塔板的现象。产生雾沫夹带的原因主要有两个： 塔底温度过高，导致塔内气象流速高； 塔顶回流过小，导致塔盘上液相高度过低；解决方案： 降低塔底温度；增大回流比。24千摩尔 /小时（kmol/h)流量单位如何换算成公斤/小时（kg/h)流量单位？ 略。25简要说明本塔灵敏板温度控制与塔釜加热量串级控制的原理。 略。26什么是超驰（取代）控制？解释本塔