化工仿真二元精餾思考題

1、六.二元精餾思考題1.簡述本二元精餾塔的主要設備部件。主 要 部 件 有 :DA-405 脫 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 塔頂產品采出泵。2.簡述板式塔和填料塔的特點及用途。舉出幾種板式塔的塔板類型。填料塔與板式塔比較:(1 填料塔操作范圍較小,對于液體負荷的變化特別敏感。當液體負荷較小時,填料表面不能很好地潤濕,傳質效果急劇下降;當液 體負荷過大時,容易產生液泛。板式塔具有較大的操作范圍。(2 填料塔不宜處理含固體懸浮物的物料,而某些類型的板式塔(如大孔徑穿流板塔可以

2、有效地處理這種物系。另外,板式塔的清 洗亦比填料塔方便。(3 當氣液接觸過程中需要冷卻以移除反應熱或溶解熱時,填料塔因涉及液體均布問題而使結構復雜化,板式塔可方便地在塔板上安 裝冷卻盤管。(4 填料塔直徑可以很小。板式塔直徑一般不小于 0.6m 。(5 板式塔的設計比較準確可靠。安全系數較小。|(6 塔徑不大時,填料塔因結構簡單而造價便宜。(7 填料塔適用于易起泡物系和 wiki腐蝕 /wiki性物系,因填料對泡沫有限制和破碎的作用,可以采用瓷質填料。(8 對熱敏性物系宜采用填料塔,因為填料塔內的滯液量比板式塔少,物料在塔內的停留時間相對短。(9 填料塔的壓降比板式塔的小,因而對真空操作更為適

3、宜塔板類型:浮閥塔,篩板塔,泡罩塔。3.寫出本精餾塔正常工況的工藝條件。答:位號 名稱和量程 正常值TI-1 進料溫度 (0100 65 TI-6 回流溫度 (0100 38 TI-4 塔釜溫度 (0200 121 TI-2 塔頂溫度 (0100 46 TI-7 冷卻水入口溫度 (0100 30 FH 放火炬流量 (01000 kmol/h 0.0 kmol/hPI-4 塔釜壓力 (01MPa 0.42 MPaFI-4 塔釜采出流量 (0400 kmol/h 130 kmol/hFI-5 塔頂采出流量 (0600 kmol/h 240 kmol/hFI-6 冷卻水流量 (0400 kmol/h

4、 1850 kmol/hFIC-1 進料量調節(jié)器 (0800 kmol/h 370 kmol/hFIC-2 回流量調節(jié)器 (0800 kmol/h 350 kmol/hLIC-1 塔釜液位調節(jié)器 (0100% 55 %LIC-2 回流罐液位調節(jié)器 (0100% 55 %PIC-1 塔壓調節(jié)器 (高壓調節(jié) (01MPa 0.40 MPaPRC-2 塔壓調節(jié)器 (正常調節(jié) (01MPa 0.35 MPaTIC-3 靈敏板溫度調節(jié)器 (0100 78 FIC-3 再沸器蒸氣流量調節(jié)器 (0800 kmol/h 264 kmol/hPI-5 蒸氣壓力 (01MPa 0.35 MPaTI-5 蒸氣溫度

5、(0200 135 AI-1 塔頂 C5含量 (01.0% <0.5 %AI-2 塔釜 C4含量 (010.0% <1.5 %TDI-8 塔溫差 >5 PDI-3 塔壓差 0.07 MPa4. 精餾塔開車前必須作好哪些準備工作 ? 4答:開車前應當完成如下主要準備工作:管線及設備試壓;拆除盲板; 管線及設備氮氣吹掃 和氮氣置換;檢測及控制儀表檢驗與校零;公用工程投用;系統(tǒng)排放和脫水等。5.試說明精餾塔冷態(tài)開車的一般步驟。答 : 開車前的準備工作:將各閥門關閉。各調節(jié)器置手動,且輸出為零。 開“ N2”開關,表示氮氣置換合格。 開“ G.Y. ”開關,表示公用工程具備。 開“

6、Y.B. ”開關,表示儀表投用。 開 C4充壓閥 VC4,待塔壓 PRC-2達 0.31MPa 以上 , 關 VC4,防止進料閃蒸,使塔設備局部過冷(此步不完成,后續(xù)評分為零 。 開冷凝器 EA-406的冷卻水出口閥 V23。 開差壓閥 V6和 V7。 開進料前閥 V1。手動操作 FIC-1的輸出約 20%(進料量應大于 100kmol/h ,進料經過一段時間在提餾段各塔板流動和建立持液量的時間遲后,塔釜液位 LIC-1上升。由于進料壓力達 0.78 MPa,溫度為 65,所以進塔后部分閃蒸使塔壓上升。 通過手動 PRC-2輸出(即冷卻水量 ,控制塔頂壓力在 0.35MPa 左右,投自動。 當

7、塔釜液位上升達 60%左右,暫停進料。開再沸器 EA-405A 的加熱蒸汽入口閥 V3和出口閥 V4。 手動開加熱蒸汽量 FIC-3的輸出約 20%,使塔釜物料溫度上升直到沸騰。塔釜溫度低于約 108的階段為潛熱段,此時塔頂溫度上升較慢,回流罐液位也無明顯上升。 注意當塔釜溫度高于 108后,塔頂溫度及回流罐液位明顯上升。說明塔釜物料開始沸騰。為了防止回流罐抽空,當回流罐液位上升至 10%左右,開 GA405A 泵的入口閥 V13,啟動泵 G5A (GA405A ,然后開泵出口閥 V12。手動 FIC-2的輸出大于 50%,進行全回流?；亓髁繎笥?300 kmol/h。 調整塔溫進行分離質量

8、控制。此時塔靈敏板溫度 TIC-3大約為 6972左右。緩慢調整塔釜加熱量 FIC-3,以每分鐘 0.5提升 TIC-3直到 78(實際需數小時 。緩慢提升溫度的目的是使物料在各塔板上充分進行汽液平衡,將輕組分向塔頂升華,將重組分向塔釜沉降。當 TIC-3的給定值升至 78時,將靈敏板溫度控制 TIC-3投自動(主調節(jié)器 ,將 FIC-3投自動(副調節(jié)器 ,然后兩調節(jié)器投串級。同時觀察塔頂 C5 含量AI-1和塔底 C4含量 AI-2,應當趨于合格。同時注意確保塔釜液位 LIC-1和回流罐液位LIC-2不超限 (當塔頂 AI-1不合格且 LIC-2大于 80%,應及時開閥門 V25排放。同理,

9、當塔釜 AI-2不合格且 LIC-1大于 80%,應及時開閥門 V24排放 。 此刻塔頂及塔釜液位通常尚未達到 50%,重開進料前閥 V1,手動操作 FIC-1的輸出。 可逐漸提升進料量,由于塔壓及塔溫都處于自動控制狀態(tài),塔釜加熱量和塔頂冷卻量會隨進料增加而自動跟蹤提升。最終進料流量達到 370 kmol/h時將 FIC-1投自動。 手動 FIC-2的輸出將回流量提升至 350 kmol/h左右,投自動。 塔頂采出:提升進料量的同時 , 應監(jiān)視回流罐液位。當塔頂 C5含量 AI-1低于 0.5% 且LIC-2達到 50%左右時 , 先開 V16閥,開泵 G6A (GA406A ,再開泵出口閥

10、V17。手動調節(jié) LIC-2的輸出,當液位調至 50%時投自動。 塔底采出:提升進料量的同時 , 應監(jiān)視塔釜液位。當塔底 C4含量 AI-2低于 1.5% 且LIC-2達到 50%左右時 , 手動調節(jié) LIC-1的輸出,當液位調至 50%時投自動。 將塔頂壓力調節(jié)器 PRC-2和 PIC-1投超馳(用投串級代替 。 微調各調節(jié)器給定值,使精餾塔達到設計工況:FIC-1 370 kmol/hFIC-2 350 kmol/hLIC-1 50 %LIC-2 50 %TIC-3 78 PRC-2 0.35 MPaAI-1 <0.5 %AI-2 <1.5 %6. 本精餾塔進料前用 C4 將塔

11、升壓有何作用 ?防止閃蒸7. 本精餾塔開車時如何判斷塔釜物料開始沸騰 ? 隨著全塔分離度提高 , 塔釜沸點會如何變 化 ?塔頂溫度及回流罐液位明顯上升說明塔釜物料開始沸騰;變高。8.回流比如何計算?什么是全回流?說明全回流在開車中的作用?；亓鞅仁腔亓髁颗c采出量的比值; 回流比無窮大時為全回流, 即沒有采出量; 全回流使在開 車時有充分的時間調整塔的運行狀態(tài)。9. 為什么回流罐液位低于 10% 不得開始全回流 ?液位低于 10%時回流罐可能會被抽空。10. 回流量過大會導致什么現象 ?答:回流量過大,會導致液泛現象。11.什么是靈敏板?該板的溫度有何特點?答:在精餾段或提餾段的某些塔板上, 溫度

12、變化量最為顯著的塔板稱之為靈敏板; 該板特點:溫度變化最為顯著,塔板溫度對外界干擾因素反應最靈敏!12. 為什么本塔開車時靈敏板溫度從 70左右上升至 78必須緩慢提升 ? 如何提升既準 確又方便 ?使物料在各塔板上充分進行汽液平衡,將輕組分向塔頂升華,將重組分向塔釜沉降。 緩慢提升塔釜加熱量。13. 為什么本塔開車時進料負荷必須緩慢提升 ? 進料負荷提升對全塔有何影響 ? 如何調整 ? 防止塔內液位的突然提升, 保證塔的運行狀態(tài)的穩(wěn)定。 塔內的蒸發(fā)量增大, 塔釜和回流罐的 液位上升。應增大塔的采出量。14. 本塔塔頂采出合格標準是什么 ? 影響塔頂采出合格標準的主要因素是什么 ?答:當釜液降

13、至 5%,停止塔采出。 當回流罐液位降至 20%時 , ?；亓?, 停再沸器加熱 , 停塔頂 采出。15. 本塔塔釜采出合格標準是什么 ? 影響塔釜采出合格標準的主要因素是什么 ?16. 如果塔頂餾出物不合格且回流罐液位超高 , 應如何處理 ?答:打開塔底采出閥,使液面降下來,達到標準后關閉之,然后繼續(xù)調節(jié)相關控制閥,使塔 斧流出物達到標準要求!17. 如果塔釜餾出物不合格且塔釜液位超高 , 應如何處理 ?18. 如果塔釜加熱量超高會導致什么現象 ?會導致塔釜蒸干。19. 為什么本塔可用千摩爾流量表述全塔物料動態(tài)平衡 ? 本塔物料平衡如何控制 ?控制采出量20. 監(jiān)測塔壓差對了解全塔工況有何重

14、要意義 ?可以及時了解塔內的氣速,塔板的液位量21.什么是淹塔現象?如何形成?如何克服?淹塔:在精餾過程中, 自某塊塔板往上液體逐漸積累, 以至充滿部分塔段, 使上升氣體受阻, 使氣、液兩相的傳質傳熱過程不能正常進行,這就叫淹塔。原因:1沉降管堵死?；亓饕簾o法下流。開工時鐵屑、焊渣等雜物,正常生產中設備腐蝕物的沉 積,或者液體中的固體析出,溶液的自聚物,都易引起降液管堵塞。2液體量太大,使降液管超負荷。方法:1適當降低進料量和回流量。2如設備故障,則停工處理。22.什么是液泛現象?如何形成?如何克服?如果塔板上的液體難于沿溢流斗流下, 造成溢流斗內液面越漲越高, 直至與塔板上的液面相 平,液體

15、無法下流,叫做液泛。液泛的誘因可能有:1. 液體流量過大,降液管超負荷 ;操作改進方法:減少處理量設備改進方法:增大塔徑及降液管面積、或增大塔板間距,或使用階梯流 (若是板間壓差過大使降液管內液面過高可考慮 ,增大降液管底 縫高度2. 過量霧沫夾帶引起操作改進方法:增大液體進料量,回流量,減少塔底再沸器供熱量 "設備改進方法:增大開孔率,降低氣速,增大塔板間距,延長液沫滯空時間。 *23.什么是霧沫夾帶現象?如何形成?如何克服?霧沫夾帶是指隨著塔壓的提高,物料被帶到上一塊塔板的現象。 產生霧沫夾帶的原因主要有兩個:塔底溫度過高,導致塔內氣象流速高;塔頂回流過小,導致塔盤上液相高度過低;解決方案:降低塔底溫度;增大回流比。24.千摩爾 /小時(kmol/h流量單位如何換算成公斤 /小時(kg/h流量單位?略。25.簡要說明本塔靈敏板溫度控制與塔釜加熱量串級控制的原理。略。26.什么是超馳(取