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分离工程大作业乙***与水变压精馏模拟过程
流程的确定
建立如图所示的流程图。
流程的描述:原料在合适的位置进入低压塔TOWER1,塔顶出共沸组成,塔底为水出口;塔顶共沸组成经泵加压后进入高压塔TOWER2,塔底为合格的已经产品,塔顶为高压下共沸物,循环回一塔TOWER1。
物性方法的选择
根据文献介绍,用ASPEN物性数据库中的NRTL模型计算得出的乙***-水共沸物的汽液平衡数据和实际值基本一致,故选用NRTL模型为本次模拟的物性方法。
模拟参数
进料组成为60%的乙***和40%的水(质量分数),假定流量为100kg/h。分离出的产品:%乙***(质量分数)。
两塔的压强的确定
根据变压精馏的原理可得,不同压力下的共沸组成差别越大,循环的物流量就越少,循环量越少,那么能耗就会相应地降低;但是高压或者是真空下操作又会影响我们塔的投资费用。
经过文献调研,。作为塔的操作压力。
流程的模拟
根据变压精馏的原理可得:当压力确定时,流程中每一股物流的量大致是确定的。可以根据公式(书上的公式)计算出。也就是说,塔的塔顶采出率和塔底采出率都是定值,也只有在这个定值下,流程才能够物料守恒而收敛。
同时由于,如果两塔同时给定塔顶采出率或者塔底采出率时,很难收敛。故选择TOWER1给定塔顶采出率,TOWER2给定塔底采出率。
所以,先计算出大概的初值,然后再在附近调试,是流程能够顺利收敛。
最终初次收敛时的参数如下图所示:
TOWER1的初始参数如下图所示:
TOWER2初始参数如下图所示:
流程的优化(这个想一想)
根据变压精馏的原理
分离要求对回流比无明显要求,,,。(可能没到那个限度吧?思考ing)
鉴于此,;在此回流比下对塔板数进行灵敏度分析,观察塔板数和进料位置对产品纯度的影响。
低压塔的灵敏度分析:
S-1:进料位置为3;最终选择8块板。
S-2:塔板数为8;最终选择3.
高压塔的灵敏度分析:
S-1:进料位置为3;最终选择10块板。
S-2:塔板数为10;最终选择3.
最终优化结果为:
TOWER1
TOWER2