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文档简介
广西广维化工有限责任分公司 10万吨/年VAC项目 塔参数优化说明7目录塔设备优化11.1 优化目标11.2 DSTWU简捷计算11.3 确定进料板位置21.4 确定理论塔板数31.5 塔参数优化结果31.6 精馏塔结果4塔设备优化以T0301乙烯回收塔为例进行介绍:利用DSTWU对该精馏过程进行简捷设计,利用RadFrac对该精馏过程进行优化,选择UNIQUAC相平衡模型表达物系的非理想性。1.1 优化目标 优化目的:乙烯回收率为99.98,塔顶乙烯出料纯度为93.96,在保证分离要求的前提下,尽量减少设备费用和操作费用。1.2 DSTWU简捷计算 在DSTWU中进行简捷计算,分析塔板数对回流比的影响。参数设置轻组分乙烯回收率为0.9998,重组分水回收率为0.0002,回流比为最小回流比的1.2倍,进行简捷计算,压力为10bar。得到回流比与塔板数的关系曲线:图1-1 T0301乙烯回收塔RR-Nstage关系图在实际工业生产过程中,塔板数的增多意味着投资费用增加,而回流比增加意味着操作费用增加。最终选择塔板数为17块(包括冷凝器和再沸器),在该点理论塔板数对回流比影响已进入平缓区,再继续增加塔板数并不能继续减小精馏塔的操作费用,因此确定其为最终理论板数。输入简捷计算中,得到计算结果:表1-1 简捷计算结果计算结果Minimum reflux ratio:0.01Actual reflux ratio:0.078Minimum number of stages:6.46Number of actual stages:17.00Feed stage:5.28Number of actual stages above feed:4.280Reboiler heating required:5919.71kWCondenser cooling required:1199.71kWDistillate temperature:-51.36Bottom temperature:185.05Distillate to feed fraction:0.251.3 确定进料板位置选用RadFrac模块进行详细计算,输入简捷计算的结果。利用软件中的灵敏度分析功能,以进料板位置为自变量,分离效果为因变量做分析,得到下图:图1-2 进料板与塔顶乙烯纯度关系由图可知,在进料板为15时,分离效果达到最佳,耗能最少,此时乙烯的浓度达到最高点。故选择进料板位置为第15块板。1.4 确定理论塔板数再次利用软件中的灵敏度分析功能,以理论塔板数为自变量,分离效果为因变量做分析,得到下图:图1-3理论塔板数分析可知随着理论塔板数增大,精馏塔分离效果变好,再沸器负荷减少,最终选择塔板数为17块(包括再沸器),在该点理论塔板数对能耗影响已进入平缓区,再继续增加塔板数并不能继续减小精馏塔的操作费用,因此确定其为最终理论板数。由图可知,当理论塔板数为17之后,再沸器负荷达到要求且变化不大,故采用理论塔板数为17。1.5 塔参数优化结果经过参数优化,T0301参数设置如图所示:图1-4 T0301参数设置1.6 精馏塔结果表1-2精馏塔优化结果单位3033215313描述从T0301T0301T0202E0304至T0203Y0301T0301T0301流股类型CONVENCONVENCONVENCONVEN最大相对误差#成本流$/hrMIXED子流股相态VaporLiquidLiquidLiquid温度64.84184.255137.94压力bar1010.11110.1摩尔汽相分率1000摩尔液相分率0111摩尔固相分率0000质量汽相分率1000质量液相分率0111质量固相分率0000摩尔焓kcal/mol2.86-93.05-72.85-78.57质量焓kcal/kg93.53-1661.26-1483.07-1190.97摩尔熵cal/mol-K-14.41-41.376.20E+25-63.90质量熵cal/gm-K-0.47-0.731.26E+24-0.96摩尔密度kmol/cum0.3714.1418.0111.75质量密度kg/cum11.39792.50885.18775.44焓流量Gcal/hr1.14-108.73-111.27-3.11平均分子量30.5856.0149.1265.97摩尔流量kmol/hr398.461168.551527.4139.60摩尔分率WATER0.00700.190.140.26C2H40.894.93E-070.231.28E-05O20.00151.26E-170.000410CO20.0595.36E-200.0150HAC0.00700.630.481.30E-13BXQ0000CSJZ4.99E-050.00530.000190.15YSYZ0000YIQQUAN0.00523.81E-070.00131.08E-05ETHYL-010000JIASUAN0000VAC0.0230.160.110.57ETHANOL2.08E-065.22E-052.84E-050.00YWC6.09E-089.72E-067.45E-060DX0000YM6.23E-092.41E-071.86E-072.50E-11H20000YQ0000KOH0000H3O+02.40E-121.56E-103.81E-10K+0000K2CO30000KHCO30000HCO3-04.16E-291.56E-100OH-02.40E-1203.81E-10CO3-01.00E-3000N20000NAOH0000NA+0000SODIU(S)0000SALT10000SALT20000NAOH(S)000
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