化工仿真二元精馏思考题Word格式文档下载.docx
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(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:
位号名称与量程正常值
TI-1进料温度(0~100℃)65℃
TI-6回流温度(0~100℃)38℃
TI-4塔釜温度(0~200℃)121℃
TI-2塔顶温度(0~100℃)46℃
TI-7冷却水入口温度(0~100℃)30℃
FH放火炬流量(0~1000kmol/h)0.0kmol/h
PI-4塔釜压力(0~1MPa)0.42MPa
FI-4塔釜采出流量(0~400kmol/h)130kmol/h
FI-5塔顶采出流量(0~600kmol/h)240kmol/h
FI-6冷却水流量(0~400kmol/h)1850kmol/h
FIC-1进料量调节器(0~800kmol/h)370kmol/h
FIC-2回流量调节器(0~800kmol/h)350kmol/h
LIC-1塔釜液位调节器(0~100%)55%
LIC-2回流罐液位调节器(0~100%)55%
PIC-1塔压调节器(高压调节)(0~1MPa)0.40MPa
PRC-2塔压调节器(正常调节)(0~1MPa)0.35MPa
TIC-3灵敏板温度调节器(0~100℃)78℃
FIC-3再沸器蒸气流量调节器(0~800kmol/h)264kmol/h
PI-5蒸气压力(0~1MPa)0.35MPa
TI-5蒸气温度(0~200℃)135℃
AI-1塔顶C5含量(0~1.0%)<
0.5%
AI-2塔釜C4含量(0~10.0%)<
1.5%
TDI-8塔温差>
5℃
PDI-3塔压差0.07MPa
4.精馏塔开车前必须作好哪些准备工作?
4
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与氮气置换;
检测及控制仪表检验与校零;
公用工程投用;
系统排放与脱水等。
5.试说明精馏塔冷态开车的一般步骤。
①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。
②开“N2”开关,表示氮气置换合格。
③开“G.Y.”开关,表示公用工程具备。
④开“Y.B.”开关,表示仪表投用。
⑤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)。
⑥开冷凝器EA-406的冷却水出口阀V23。
⑦开差压阀V6与V7。
⑧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与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0.78MPa,温度为65℃,所以进塔后部分闪蒸使塔压上升。
⑨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。
⑩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与
出口阀V4。
⑾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。
⑿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300kmol/h。
⒀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69~72℃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)。
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与塔底C4含量AI-2,应当趋于合格。
同时注意确保塔釜液位LIC-1与回流罐液位
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)。
⒁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,塔釜加热量与塔顶冷却量会随
进料增加而自动跟踪提升。
最终进料流量达到370kmol/h时将FIC-1投自动。
⒂手动FIC-2的输出将回流量提升至350kmol/h左右,投自动。
⒃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。
⒄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。
⒅将塔顶压力调节器PRC-2与PIC-1投超驰(用投串级代替)。
⒆微调各调节器给定值,使精馏塔达到设计工况:
FIC-1370kmol/h
FIC-2350kmol/h
LIC-150%
LIC-250%
TIC-378℃
PRC-20.35MPa
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?
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?
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,塔釜与回流罐的液位上升。
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?
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?
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)适当降低进料量与回流量。
2)如设备故障,则停工处理。
22.什么是液泛现象?
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
增大液体进料量,回流量,减少塔底再沸器供热量"
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?
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。
26.什么是超驰(取代)控制?
解释本塔压力超驰控制的原理。
在正常的压力情况下,由塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力(PRC-2)。
高于操作压力
0.40MPa(表压)时,改用放空方法控制(PIC-01)。
此种控制称为超驰控制(或取代控制)。
27.精馏塔塔顶、塔底液位控制的稳定性有何重要意义?
应该注意什么?
可以使塔的压力稳定,保证塔顶馏出物浓度的稳定。
应该控制适当的液位。
28.如何达到精馏塔运行的优化操作与节能?
在产品达到要求及各参数达到要求的情况下尽可能降低回流比,选择合适的蒸发流量。
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