精馏单元操作实训装置指导书

精馏单元操作培训装置操作说明化学单元训练装置系列整流单元操作训练装置实践教学杭州偃师科技有限公司2010.10内容一.导言3二、理论核心知识点3三，核心知识技能4四.主要培训项目4五、考核标准(理论核心知识占30%；技能培训占70%) 51、理论知识由教师组织命题52.实训考核实施方案五3、整改装置技能考核评分表5六、培训原则8七、训练器械介绍101.蒸馏生产工艺和原理102.蒸馏分离具有以下特点：103.整流训练设备的组成及工艺流程111)系统组成：112)工艺流程：112.筛板精馏培训设备配置143.包装整改培训设备配置17八.操作步骤211.驾驶准备212.驾驶223.总回流224.部分回流225.记录数据246.24号停车场九、监控软件251.监控软件操作25X.附录：281.表1乙醇-水溶液体系平衡数据282.附表2不同温度下乙醇水溶液的组成(101.3千帕)29一、导言职业教育的本质是培养具有较强实践能力和职业精神的技能型人才，而培训设备是培养这种能力的关键环节。传统的实验设备更多的是验证实验原理，缺乏学生的实践能力，更无法实现生产现场模拟、故障检测、分析、处理能力等综合素质的培养。为了实现专业技术人才的培养，有必要建立一个现代化的培训基地和具有现代化工厂场景的培训设备。本发明集成了化工技术、自动化技术、网络通信技术、数据处理等技术的最新成果，实现了工厂现场模拟、故障模拟、故障报警、网络采集、网络控制等培训任务。按照“工学结合、校企合作”的人才培养模式，以典型化工生产过程为载体，以液体液体传质分离任务为导向，以岗位操作技能为目标，真正实现“教、学、做、训、考”一体化的教学模式。采用任务驱动、项目导向、学做结合的教学方法，构建课程体系，开发设计板式塔精馏操作技能实训装置。该精馏塔实训装置具有以下特点：模块化课程体系；基于任务的培训内容；岗位技能操作；安全操作标准化；评估方案的标准化；文明的职业素养。二、理论核心知识点1.掌握蒸馏分离过程的原理和过程，蒸馏塔的操作和影响因素。2.了解筛板塔的流体力学性能(塔盘压降、溢流、液体泄漏和夹带)。3.了解板式塔(泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和喷射塔)的结构和类型4、掌握精馏塔物料平衡和操作线方程；理解Q线方程的物理意义。5.掌握双组分连续精馏塔理论塔板数和实际塔板数的确定；6、掌握最小回流比的计算、回流比的影响和选择，将确定合适的回流比。7、掌握灵敏板的测定，灵敏板温度的控制，各种参数对灵敏板温度的影响。8.了解压降变化对塔操作的影响。9.了解进料尺寸和成分变化对塔操作的影响。10.了解冷凝剂量对塔操作的影响。11、了解塔底生产对塔运行的影响。12.了解加压和减压对蒸馏塔操作的影响。13.了解改变进料口位置对塔操作的影响。14、了解强制回流和自然回流的优缺点。15、了解安全环保知识、消防相关法律法规知识。1.可以根据生产任务计算最小回流比，并根据现场条件选择合适的回流比。2.简述精馏操作的气液相流程，指出精馏塔板、导流管、塔底再沸器、塔顶全冷凝器等主要设备的作用，突出传质和传热过程。3、能独立进行整改岗位的启动和停止流程操作；(包括启动前的准备、电源的接通、冷却水量的控制、电源加热温度的控制等。)4、了解塔釜再沸器电加热、导热油加热等不同的加热方式，了解水冷、空冷等不同的冷却方式5、可以进行全回流操作，通过观察仪器对全回流操作的稳定性做出正确判断。6、可以进行部分回流操作，通过观察仪器对部分回流操作的稳定性做出正确判断，按照生产要求达到规定的收率指标和质量指标。7、能及时掌握设备的运行情况，随时发现、正确判断、及时处理各种异常现象，特殊情况下可紧急停止运行。8、能正确使用设备、仪器，及时维护和保养设备、仪器和仪表。9、能掌握现代信息技术管理能力，运用集散控制系统，应用计算机采集、监控和处理现场数据的异常现象。10.正确填写生产记录，及时分析各种数据。11、了解和掌握工业生产安全知识。五、考核标准(理论核心知识占30%；技能操作培训占70%)1.理论知识是由教师组织的2.实训考核实施计划3、整改装置技能考核评分表杭州偃师科技有限公司电话：0571-28页，共28页序列号时间(分钟)操作阶段评估内容操作要求标准分数评分标准和描述得分160根据任务要求计算回流比回流比计算知识参赛者进入比赛场地，并更换他们的比赛服装。计算最小回流比，确定合适的回流比10最小回流比(4)合适的回流比(4)XF、XD、XW等。(2)260准备开车检查水、电、仪表、阀门和泵，检查储罐和进料；1.检查电源和仪表显示；2.检查每个阀门的状态；检查冷却水系统；3.向细流塔进料；51.打开主电源和仪表板电源，检查电压表和温度显示，并实施监控；(1分)2.打开计算机电源，启动计算机，进入计算机采集系统。(1分)3.打开冷却水供应阀，检查供水情况，关闭水阀或打开冷却风扇并将其关闭。(1分)4.确定各阀门的正常位置后，启动进料泵将进料送入塔内指定位置，(2分)全回流操作全回流操作及其稳态判断1.打开全冷凝器的供水阀，将流量调节到合适的水平；2.打开电加热器，调节塔釜加热电压；3.观察并记录塔内的温度和压降；进行全回流操作；4.塔顶成分取样分析；101.操作步骤(3)2.加热(2分)3.如何判断全回流的稳定性(3)(组长问积分)4.总回流稳定后，取样两次(2分)，浓度差C0.05-0分360部分回流生产操作进料步骤，馏出物1.确定进料位置后，打开进料阀并启动进料泵以指定进料速度。2.用于调节加热电压和回流比的控制器；3.打开排放阀；4.根据塔温和压降判断塔内稳定性。5.部分回流操作稳定后，每5分钟取样分析一次，共2次。201.操作步骤(每一步2分，共10分)。如果步骤或顺序错误或缺失，每一步扣2分。2.操作质量(10分，其中抽样5分，产品质量稳定5分)。1)抽样(5分，含1 p2.根据事故现象，判断事故原因，采取措施恢复正常运行。6判断干扰2分采取措施扣2分恢复稳定扣2分515正常停车1.关闭给水泵及相应管道上的阀门；2.关闭再沸器的电加热；3.关闭回流比控制器；4.关闭供水阀和回水阀；5.每个阀门返回其初始启动状态。6.关闭仪器电源和总电源6判断点数和分数(如果操作顺序错误，将扣除相应的步骤分数)。1.关闭相应管道上的给水泵和阀门(1分)，漏步或错步扣1分2.关闭再沸器的电加热(1分钟)3.关闭回流比控制器(1分)4.关闭供水阀和回流阀(1点)5.每个阀门返回其预启动状态(1分)6.关闭计算机电源、仪器电源和总电源(1分)615安全文明操作安全、文明和礼貌1.设备和工具的正确操作；2.作业环境整洁有序；21.设备和工具操作正确，测试取样器(1分)错误扣1分，损坏扣10分2.操作环境整洁有序(1分)715记录和报告记录和报告1.记录表规格清晰，反映操作过程中的变化2.计算塔顶产品的产量和质量。111记录规范真实(2分)。报告标准、真实、准确(2分)。3两项指标合格扣6分，合格一项扣3分，不合格一项扣0分240总数70参赛者签名和教练签名日期：六、培养原则蒸馏分离是根据组分的挥发性(或沸点)来分离组分。其中，挥发性较高的称为挥发性组分(或轻组分)，挥发性较低的称为非挥发性组分(或重组分)。通过气相和液相之间的直接接触，挥发性组分从液相转移到气相，而非挥发性组分从气相转移到液相，这是气相和液相之间的转移过程。让我们以第n个板块(如右图所示)为例来分析整改过程和原则。托盘有多种形式。最简单的一种是塔盘上有许多小孔(称为筛板塔)。每层塔盘配有降液管。来自下一层(n 1层)的蒸汽通过塔盘上的小孔上升，而来自前一层(N 1层)的液体通过下导管流到N板，在那里蒸汽和液体紧密接触以交换热量和质量。有四种物流进出第n板：1.从板n-1溢出的液体量为Ln-1，组成为xn-1，温度为TN-1；2.从板N上升的蒸汽量为Vn，成分为yn，温度为TN；3.从板N溢出的液体量为Ln，成分为xn，温度为Tn；4.从n 1板上升的蒸汽量为Vn 1，成分为yn 1，温度为tn 1。因此，当由xn-1组成的液体和由yn 1组成的蒸汽同时进入第N块板时，由于温度差和浓度差，在第N块板上用于传质和传热的气液两相紧密接触导致气液两相平衡离开第N块板(如果是理论板，气液两相平衡离开第N块板)。如果板上的气液两相接触时间长且接触充分，则离开板的气液两相相互平衡，通常称为理论板(yn，xn处于平衡状态)。在精馏塔的每层板上进行与上述类似的过程。结果，上升蒸汽中挥发性成分的浓度逐渐增加，而下降液体中挥发性较低的成分变得越来越集中。只要塔中有足够的塔板，混合物就能达到所需的分离纯度(除了共沸条件)。进料板将精馏塔分成两段。进料板上方的塔，即塔的上半部，已经完成了对上升蒸汽的精制，即除去了难挥发组分，因此被称为精馏段。进料板(包括进料板)下方的塔，即塔的下半部，完成进料板的浓缩其中，r为操作回流比，f为进料摩尔流量，w为釜液摩尔流量，l为汽提段下行液体摩尔流量，q为进料热态参数，部分回流时进料热态参数的计算公式为：其中tF进料温度，。tBP进料的泡点温度，。Cpm平均温度下料液比热(tF tBP)/2，J/(mol)。Rm进料液体在其组成和泡点温度下的蒸发热，J/mol。Cpm=Cp1M1x1 Cp2M2x2rm=r1M1x1 r2M2x2其中Cp1和Cp2为纯组分1和组分2在平均温度下的比热容，kJ/(kg)。R1和r2分别是纯组分1和组分2在泡点温度下的汽化热，kJ/kg。M1和M2分别是纯组分1和组分2的摩尔质量，kg/kmol。X1和x2分别是进料中纯组分1和组分2的摩尔分数。蒸馏涉及气体和液体之间的热量和质量传递。塔板上两相之间的传热传质速率不仅取决于系统的性质和操作条件，还取决于塔板的结构，因此很难用简单的方程来描述。理论板概念的引入可以简化问题。所谓的理论板是指理想的板，在该板上，气相和液相充分混合，传热和传质阻力为零。因此，不管进入理论板的气相和液相的组成如何，当离开板时，气相和液相达到平衡状态，即两个温度相等且组成彼此平衡。事实上，由于气相和液相在塔板上的接触面积和接触时间有限，气相和液相很难在任何类型的塔板上达到平衡状态，即理论塔板不存在。理论塔板仅作为衡量实际塔板分离效率的基础和标准。通常，在校正计算中，首先获得理论塔板数，然后用塔板效率对其进行校正，即获得实际塔板数。引入理论塔板的概念对精馏过程的分析和计算非常有用。对于二元体系，如果气液平衡数据已知，可以根据进料液体的组成、进料热条件、操作回流比和塔顶馏出物的组成，通过图解法或逐板计算法计算塔的理论塔板数NT。根据下面的公式，可以获得总板效率ET，其中NP是实际板数。七.实用培训设备介绍1、整改生产流程及原则混合物的分离是化工生产中的一个重要过程。混合物可分为异质系统和同质系统。非均质系统的分离主要依靠粒子运动和流体流动原理。然而，遇到的大多数化学物质都是均匀的混合物。例如，石油是由许多碳氢化合物组成的液体混合物，空气是由氧气、氮气等组成的气体