精馏塔文献综述.doc

精馏塔的概论1精馏塔的分类及原理2塔设备在化工生产中的作用和地位3塔设备的一般构造4对塔设备的要求5塔设备的用材板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图乙醇是一种重要的精细有机化工产品，也是一种常用的化学试剂，在电子工业中用作清洗剂，制药工业、涂料及黏合剂中作为溶剂或反应物料，用量与日俱增。无论是采用谷物、薯类发酵法还是乙醇水合法制的乙醇浓度一般只有10 左右，无法满足各个方面要求，且在工业生产的废液中含有大量的低浓度乙醇，所以低浓度乙醇的提纯和回收再利用的研究与开发已十分活跃。通过板式精馏塔对低浓度乙醇的提纯是化工工业中最常用的一种方法，但提纯过程中，精馏塔的很多参数都需要确定与优化，通过本实验我们得出了大量的实验数据，由计算机绘图找出最优一组实验参数，在这组参数下进行提纯将会节约大量能源同时又可提高产品质量。板式精馏塔进料口最佳位置的确定及理论塔板数的求解精馏在工业生产中是一种重要的，且应用非常广泛的传质单元操作。精馏操作设备主要有板式精馏塔和填料精馏塔两大类。目前工业生产中应用得比较多的还是板式精馏塔。由于精馏过程不仅是涉及气、液两相流体间的传热过程又是涉及气、液两相流体间的传质过程，相互之间产生影响的因素多且复杂。所以目前建立数学模型直接求解出板式精馏塔内的实际塔板数仍十分困难，只能通过先求解出理论塔板数，进而推导计算出根据分离要求所需要的实际塔板数。所谓理论塔板，是指能提供给塔板上的气、液两相流体充分接触的时间和空间，使之充分接触，进行传热和传质，并使板上的气、液两相流体在离开该塔板时呈现出平衡状态(指热平衡和相平衡)的塔板。实际操作中，由于塔板上气、液两相流体的接触时间和空间都是有限的，不可能进行充分的传热和传质，所以理论塔板实际上是不存在的。它只反映塔板上气、液两相流体间传质所能达到的最大限度。从而为衡量实际塔板上的分离效率提供理论上的依据。板式精馏塔的塔板效率摘要：塔板效率包括；点效率、莫夫里效率和全塔效率，它们自寺值主要受流体多相流动时的动力学体系特性6寺影响，点效率可由双膜理论推出。莫夫里效率和全塔效率存在一定的内在关系。板式精馏塔的精馏塔效率包括三种： 点效率 塔板效率或莫夫里效率 全塔效率；这三种效率实质上是采用不同的方法评价了实际过程与理想(相平衡)过程的偏差。造成这种偏差的主要原因包含：液体和气体的性质，精馏塔中塔板的材料性质和几何结构，液体和气体形成多相流动时的动力学体系特性；若一个板式精馏塔的全塔效率已经知道，我们就可以通过确定完成预定精馏过程的理论平衡级的方法来确定这个板式精馏塔的主要工艺设计参数。在这三种效率中，点效率是确定塔板效率的基础，塔板效率是确定全塔效率的基础，它们之间有着一种内在的、藕合的关系。板式精馏塔的模拟计算橱式精馏塔的模拟计算长期以来是以理论板为基础进行的。这是由于板效率的计算一直未得到较好的解决。因而精馏塔的模拟计算也未能真实地反映塔的实际操作情况。Koziol等人在总结了前人关于板效率计算的基础上，提出了一种新的计算板效率的方法u 。在此方法中充分考虑了气液负荷，塔盘结构尺寸 液相混合，雾沐夹带，漏液等诸多因素。其中选用了Asano的方法I 计算 。，用Zuiderrey的方法I 来确定液相混台条件，用Koziol的方法” 计算雾沐夹带量，用KozioI的方法计算确定漏液的影响。整套计算共用52个方程组成。计算结果与大量卖验数据比较，相对误差8 ，而在通常的塔板负荷性能范围内的误差更小，并对常用的筛橱，浮闽，泡罩等塔盘型式均有效， 已基本上满足了工程的要求。为此本文采用该计算方法结合MESH方程的严格计算法，对实际精馏塔进行模拟，得到了较满意的结果。板式精馏塔设计，是由化学工业出版社2010年8月1日出版的书籍。板式精馏塔设计介绍了精馏塔塔体和相关的附属设备的设计方法。主要内容包括：几种典型板式精馏塔的介绍.板式精馏塔的工艺设计计算、结构设计以及一些主要附属设备，如冷凝器、再沸器的设计计算。板式精馏塔设计还附有一些必要的设计计算实例，以帮助读者理解其中的设计计算方法。板式精馏塔配管的侧面展开法优化设计区别于过去塔的配管设计中常用的切平面法，以一个工程设计中常见的板式精馏塔为例，介绍了用塔的侧面展开法进行塔的配管设计的优点和具体设计方法，就如何用这种方法进行塔的各类管口的布置，附塔管线的布置，梯子平台的设置以及管架设计进行了详细说明。板式精馏塔的操作文通过对影响精馏塔因素的分析及异常现象剖析，分析精馏过程从而指导实际操作。KDON350700型空分设备精馏塔的改进介绍了)ON一350，700型空分设备使用性能和方法并对设备的流程、节能、可靠性等方向进行了介绍。讲述了该型号精馏塔存在的问题，提出了改进的措施，及改进后的效果。隔板式反应精馏技术的研究进展隔板式反应精馏技术是一种将隔板式精馏塔和传统反应精馏工艺相结合，反应和分离过程高度强化的复杂技术。简要介绍了隔板式反应精馏技术的特点，并重点论述了该技术在国外的应用以及控制和优化的方法，概述了隔板式反应精馏塔在国内的发展现状，最后指出该技术在节能减排的大环境下将有非常大的发展前景和应用价值。完全热耦合精馏塔的设计与模拟研究精馏作为流程工业中成熟度最高、可靠性最好、应用最广泛，也是能耗相对巨大的分离技术，其节能问题一直深受学术界和工业界的关注。对于完全热耦合精馏塔，在预分馏塔和主分馏塔之间，由两对流向互逆的热耦合气液流股进行连接，从而形成全热耦合精馏。这种结构可最大程度的实现精馏塔之间的热量耦合，提高了精馏过程的可逆性，从而大幅降低能耗，以及减少设备费用的投资。在本文的研究中，首先采用了与全热耦合精馏塔等价的“三塔模型”，建立了基于Fenske-Underwood-Gilliand 方法的较为系统的全热耦合精馏简捷设计法，可得到全塔理论板数、适宜的进料和侧线液相采出位置以及操作回流比等参数，为之后的严格模拟提供了较好的初值。同时在建模过程中，确定了可使全塔最小气相流率最小的中间组分分配比 的最优区间，即在该区间内的 值可使全塔的最小气相流率保持在最小状态。之后，本文以正戊烷、正己烷以及正庚烷物系为例对全热耦合精馏作了严格的模拟研究和特性分析。在优化过程中，着重调整了进料板位置，讨论了该因素对优化结果带来的影响。之后通过模拟，研究了气液相耦合流股分割比Rv Rl 与再沸器的热负荷之间的变化规律，而且在确定的操作条件下，仅存在唯一一对使再沸器热负荷最小的Rv Rl 值，并且中间组分分配比 对再沸器热负荷的影响也表现出了相同的规律。因此，需要选择合适的Rv 和Rl 值来保证全热耦合精馏塔在最优条件下操作。最后，本文对全热耦合催化加氢精馏过程进行了模拟。以碳三馏分的催化加氢为研究对象，确定了合适的宏观动力学参数，并借助AspenPlus 软件的模拟，得到了诸如全塔理论