精馏经济效益优化
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浅析化工精馏高效节能技术开发及应用化工精馏是一种常用的分离技术,其主要应用于石油化工、煤化工、化纤等行业。
由于精馏过程中能量消耗较大,因此开发和应用高效节能技术对于降低生产成本、提高能源利用效率具有重要意义。
高效节能技术的开发主要从以下几个方面展开:首先是优化设备结构和工艺参数。
通过对精馏塔和换热器的结构进行优化设计,减少流体阻力和传热阻力,提高传热效率和分离效果。
通过调整和优化精馏过程中的工艺参数,如压力、温度、流量等,减少能量损耗和废品产生。
其次是引入新型节能设备。
采用多效精馏塔可以实现蒸汽多次利用,提高能源利用效率;采用膜分离技术可以替代传统的精馏过程,降低能耗和操作成本。
再次是开发节能型精馏剂。
精馏剂是精馏过程中的关键因素,能够影响分离效果和能耗。
通过改进精馏剂的成分和结构,提高其吸附能力和选择性,减少回收和处理的工作量和能耗。
最后是采用先进的自动化控制技术。
精馏过程中的操作和控制需求严格,需要实时监测和控制温度、流量、压力等参数。
引入先进的自动化控制技术和智能算法,能够优化操作过程,降低能耗。
首先是减少能源消耗。
通过改进设备结构和工艺参数,优化精馏过程,可以减少能源消耗,降低生产成本。
其次是提高产品质量和产量。
优化精馏过程中的操作和控制,可以提高产品的纯度和收率,提高生产效益。
再次是降低环境污染。
精馏过程中产生的废水废气需要进行处理和排放,而高效节能技术可以减少废品产生和能量损失,降低环境污染。
最后是提高行业竞争力。
采用高效节能技术可以降低生产成本,提高能源利用效率,提高企业的经济效益和竞争力。
化工精馏高效节能技术的开发和应用对于提高生产效益、降低能源消耗、减少环境污染具有重要意义。
应该加强科研力量的投入,推动相关技术的研发和应用,促进化工行业的可持续发展。
173经济全球一体化以来,人们的生活质量以及生活水平逐渐提升,对石油化等工业需求越来越高,对产品纯度的需求也在逐渐提升,使精馏有了更加广泛的应用。
为了与绿色、节能理念相契合,给精馏过程带来了新的挑战,对精馏过程进行严格的控制以及优化是十分重要的。
但是,在对精馏塔进行控制以及节能优化之前,必须有效确保整个精馏过程中所生产的产品质量,只有产品达到了相关标准,才可以进行装置优化,从而降低能耗、有效提升回收率,做到将成本最大化的转变成经济效益。
1 精馏原理以及操作过程精馏就是将一定浓度的液体输送到精馏装置中,常见的精馏设备就是图1所示的连续精馏装置。
精馏装置主要分为五个大部分:一是精馏塔;二是冷凝器;三是再沸器;四是回流罐;五是回流罐。
连续精馏装置的工作原理是由进料泵将溶液供给到精馏塔,由于溶液中的液体沸点不同,就会将溶液分为低沸点组和高沸点组,低沸点组也就是易挥发组会因为汽化而向上升腾;高沸点组会因其难挥发而向下流淌,并与向上升腾的蒸汽在塔板之间发生接触,从而实现相际传质[1]。
在相对恒压的条件下,若对单组液体进行持续加热,温度并不会出现变化,但是,在对混合溶液进行沸腾后持续加热,其温度必然会发生变化。
在恒压的条件下,溶液的组分情况会与气相平衡有着密切的联系,其中组分的沸点与浓度成正比,沸点越高浓度就会越高,当然平衡温度也就会更高。
与纯物质相比,混合溶液中液相与气相均处于平衡状态下的温度是不一样的。
当沸点高的液体流到釜液泵后,就会成为塔底产品,而沸点低的液体就会成为塔顶产品,这两段操作的结合,可以将混合溶液中的液体分为两个部分,并进行分离,从而精馏出两种所需纯度的产品。
精馏可以将混合物液体进行分离,主要利用的就是液体的沸点不同,通过汽化以及冷凝的方式,经过精馏装置对其进行反复冷凝以及汽化,从而有效的不同组分的液体完全分离。
所以,整个精馏过程其实就是进行多次汽化、多次冷凝的过程,并且,溶液会在汽化以及冷凝的过程中会吸收和释放大量的热量,因此精馏装置必须具备冷凝器以及再沸器等装置给予辅助,从而实现整个精馏装置的完整运行,从而得到预期塔顶以及塔底的产品[2]。
精馏技改实施方案一、前言精馏技改是指对现有的精馏设备进行改造和升级,以提高生产效率、降低能耗、改善产品质量和增加设备寿命。
本实施方案旨在对精馏技改进行全面规划和实施,以期达到经济效益和环保效益的双赢。
二、技改目标1. 提高生产效率:通过技改,提高精馏设备的产能,降低生产成本,提高利润率。
2. 降低能耗:优化设备结构,改善能源利用效率,降低生产能耗,减少能源消耗。
3. 改善产品质量:通过技改,提高产品的纯度、色泽和物理化学性能,提高产品市场竞争力。
4. 增加设备寿命:对老化设备进行维护和改造,延长设备使用寿命,降低设备更新成本。
三、技改内容1. 设备优化:对现有设备进行全面检修和优化,修复设备老化和损坏部件,提高设备稳定性和可靠性。
2. 工艺改进:优化精馏工艺流程,提高产品收率和纯度,减少废料产生,提高产品利用率。
3. 能源节约:采用先进的节能技术,改进设备结构和工艺流程,降低能源消耗,提高能源利用效率。
4. 自动化控制:引入先进的自动化控制系统,提高设备操作稳定性和自动化程度,减少人工操作,降低人工成本。
5. 安全环保:加强设备安全防护措施,提高设备安全性,减少事故发生概率;优化工艺流程,减少污染物排放,提高生产环保水平。
四、实施步骤1. 制定技改计划:根据技改目标,制定详细的技改计划和时间表,明确技改内容和实施步骤。
2. 设备检修:对现有设备进行全面检修和优化,修复老化和损坏部件,提高设备运行稳定性。
3. 工艺改进:根据工艺改进方案,对精馏工艺流程进行优化和改进,提高产品质量和产能。
4. 节能改造:采用先进的节能技术,改进设备结构和工艺流程,降低能源消耗。
5. 自动化控制:引入先进的自动化控制系统,提高设备操作稳定性和自动化程度。
6. 安全环保:加强设备安全防护措施,提高设备安全性;优化工艺流程,减少污染物排放。
五、技改效果经过精心实施,精馏技改取得了显著的效果:生产效率大幅提高,能耗明显降低,产品质量得到显著提升,设备寿命得到延长,生产环保水平明显提高。
精馏过程中回流的作用
在精馏过程中,回流是一种常见的操作方式,其在提高精馏塔分离效率、改善
产品纯度和增加生产效益等方面发挥着至关重要的作用。
本文将探讨精馏过程中回流的作用及其重要性。
提高分馏效率
回流是通过将部分液体产品重新送至塔顶,使得在塔内液体可多次与蒸汽接触,从而增加分离效率。
通过持续回流,可使得轻组分和重组分在塔内多次分离,提高分馏效率,从而获得更纯净的产品。
改善产品纯度
在精馏过程中,产品纯度是非常关键的指标,回流可以帮助降低轻组分在底部
产生的沾液损失,并增加产品收率,提高产品的纯度。
通过适当控制回流量,可以达到更高的产品纯度。
节约能耗
回流操作可以降低系统的能耗,一方面通过在塔内不断循环流体来提高分离效率,另一方面可以有效利用热能,减少废热损失。
在实际生产中,合理的回流操作可以降低生产成本,提高能源利用率。
稳定生产工艺
回流操作可帮助稳定生产工艺,避免在操作过程中出现波动情况。
通过控制回
流比例,可以使系统运行更加平稳,保证产品质量的一致性,降低生产中的风险。
提高生产效益
最终的目的是提高生产效益。
通过回流操作,可以提高产品纯度、降低能耗、
稳定工艺,从而提高生产效益。
合理的回流操作可以使得生产过程更加经济、高效。
综上所述,精馏过程中回流的作用不可小觑,它在提高分馏效率、改善产品纯度、节约能耗、稳定生产工艺以及提高生产效益等方面发挥着重要作用。
在实际操作中,需要根据具体情况合理调整回流操作,以优化生产过程,提高产品质量,实现经济效益最大化。
精馏操作规程目录精馏操作规程 (1)引言 (2)精馏操作的重要性 (2)《精馏操作规程》的背景和目的 (2)基本概念和原理 (3)精馏的定义和基本原理 (3)精馏塔的结构和组成 (4)精馏操作中的关键参数和指标 (5)操作前的准备工作 (6)设备和仪器的检查和准备 (6)原料和溶剂的准备 (8)安全措施和防护措施的落实 (8)精馏操作步骤 (9)开始操作前的预热和调试 (9)进料和回流比的确定 (10)温度和压力的控制 (11)馏分的收集和分离 (12)操作结束后的清洁和维护 (13)常见问题和故障处理 (14)操作中可能遇到的常见问题 (14)故障的诊断和处理方法 (15)安全事故的预防和应急措施 (16)操作规程的优化和改进 (17)精馏操作中存在的问题和改进方向 (17)新技术和方法在精馏操作中的应用 (18)操作规程的更新和完善 (19)结论 (19)《精馏操作规程》的重要性和实际应用价值 (19)精馏操作的关键要点和注意事项 (20)引言精馏操作的重要性精馏操作是化工过程中一项非常重要的技术,它在分离和纯化混合物中起着至关重要的作用。
精馏操作通过利用不同组分的沸点差异,将混合物中的各个组分分离出来,从而实现纯化和提纯的目的。
在化工生产中,精馏操作广泛应用于石油化工、化学制药、食品加工等领域,对于提高产品质量、降低生产成本、保护环境等方面都具有重要意义。
首先,精馏操作可以实现混合物的分离和纯化。
在化工生产中,往往需要从原料中提取出所需的目标组分,或者将混合物中的杂质去除,以获得纯净的产品。
通过精馏操作,可以根据不同组分的沸点差异,将混合物中的各个组分逐一分离出来,从而实现目标组分的纯化。
例如,在石油化工中,原油经过精馏操作可以得到不同沸点范围的馏分,如汽油、柴油、液化气等,以满足不同需求。
其次,精馏操作可以提高产品质量。
在化工生产中,产品的纯度对于其质量和性能具有重要影响。
通过精馏操作,可以将混合物中的杂质和不需要的组分去除,从而提高产品的纯度和纯净度。
机械化工299 丙酮-氯仿萃取精馏分离工艺优化分析孙 刚(重庆春瑞医药化工有限公司,重庆 401137)摘要:萃取精馏工艺是一种借助相对沸点较高的溶剂,改变原溶液的液相活度系数,进而有效增大原有溶液的相对挥发度,确保其能够完成分离作业。
本文简单介绍了丙酮-氯仿萃取精馏分离工艺流程,并结合实验资料,探究丙酮-氯仿萃取精馏分离工艺优化方案,从实验性及经济性等多方面角度,提高丙酮-氯仿溶剂的分离质量。
关键词:丙酮-氯仿;萃取精馏;分离工艺在萃取精馏作业过程中,若进料自身存在最低恒沸点,则需要将溶剂从进料板之上、塔顶之下某适当位置加入,确保塔底的液相中也存在溶剂。
需要注意的是,溶剂不能够与组分间形成恒沸物,其在萃取精馏作业完成后,还需要进行进一步分离,并实现循环使用。
1 丙酮-氯仿萃取精馏分离工艺流程 丙酮和氯仿的沸点极为接近,丙酮的沸点为56.2℃,氯仿的沸点为61.2℃,二者的分子质量存在着较大差异,但不同分子之间的相互作用力,能够产生强烈的沸点共沸物。
丙酮-氯仿萃取精馏分离作业中,常使用高沸点溶剂,从萃取塔的塔顶进行原料注入,其会优先吸收原料中的关键部分。
这个部分的溶剂会留在萃取塔的塔底,而另一组份则会成为高纯度物质留在萃取塔塔顶。
塔底部分的物质会进入下一个萃取塔,在下一个萃取塔塔底的物质会回流到第一个萃取塔,如此反复完成丙酮-氯仿萃取精馏分离作业。
在丙酮-氯仿萃取精馏分离作业环节,选择符合试验要求的萃取剂是保障工艺质量的关键部分,不同溶剂之间的选择性、沸点、溶解度都存在着一定差异,其自身对于能源的消耗与投资成本之间存在的一定关系,并且溶剂的选择性也存在着可控性。
经试验表明,利用Aspen Plus 模拟技术进行不同种溶剂的丙酮-氯仿萃取精馏分离作业,包括水、氯苯、二甲苯、二甲基砜等,结果显示只有二甲基砜能够做到理想分离状态。
在丙酮-氯仿萃取精馏分离作业中,丙酮-氯仿混合物与二甲基亚砜会从不同萃取塔塔板进入精馏塔内,在萃取剂的作用下提高了丙酮与氯仿分子的相对挥发度,塔内物料在经过多次冷凝、气化、挥发等反应后,纯丙酮会从萃取精馏塔塔顶凝聚,而二甲基亚砜与氯仿的混合物则会从萃取精馏塔塔底馏出,并进入萃取剂回收塔。
【项目简介】本项目以庆华集团己内酰胺生产系统中醇酮干燥工序的精馏塔为例,采用和利时优化控制策略对精馏塔装置实施优化控制,使生产线能够长期“安全、稳定、连续、自动、优化”运行,从而达到改善主要过程参数的控制品质、减少能源和设备损耗、节约生产运行成本、最大限度地发挥装置的生产能力、提高产品质量、为公司创造更多的经济效益。
【工艺简介】庆华己内酰胺项目采用肟法制备己内酰胺。
肟法的原料环己酮由苯酚加氢得环己醇,再脱氢而得;同时将副产品环己烯经过水合反应生成环己醇。
环己醇装置中的醇酮干燥工序主要是对粗醇酮进行分离干燥。
醇酮干燥工序工艺流程如图1所示。
粗醇酮在干燥塔(T-22301)中经过高压蒸汽加热干燥后进入精馏塔(T-22302),醇酮等有机相在精馏塔再沸器的作用下脱除轻组分,成为环己酮、环己醇混合物输出到酮塔中。
图1 精馏塔工艺流程图【优化控制目标】精馏塔装置优化控制的目标是:在保证产品质量合格的前提下,使塔的总收益(利润)最大或总成本最小。
具体来说就是要达到以下三个目的:1)产品质量目标:达到塔顶产品纯度指标要求;2)产品产量目标:在保证产品质量目标的前提下,尽可能稳定塔顶产品的产量;3)能量消耗目标:在保证产品质量目标和产量目标的前提下,尽可能降低整套精馏塔装置的能耗。
【对象特性及控制难点分析】精馏塔作为被控对象,要受以下特性制约:1)物料平衡特性:产品的平均采出量之和等于平均进料量。
2)能量平衡特性:精馏塔的输入输出能量应平衡,使塔内操作压力维持相对恒定。
3)约束条件限制:为保证精馏塔的正常、安全操作,必须使运行参数限制在约束条件之下,如液泛限、漏液限、压力限等。
4)主要干扰因素:精馏塔的运行过程主要受进料状态的影响,包括进料流量、进料温度、进料组分等;另外还受压力及环境温度等因素的影响。
由此可见,精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程,内在机理较复杂,动态响应迟缓、变量之间相互关联,而工艺对控制提出的要求又较高,所以对于这样一个典型的多变量强耦合、大惯性大滞后、非线性、强干扰的复杂难控对象,需要采用先进的优化控制方案才能达到好的控制效果。
2. 4预热系统常规设计模型(1)平流多效精馏预热系统模型对平流多效精馏系统,为了尽可能利用系统内可用的余热,提高整个平流多效精馏系统节能效果。
对n 效平流多效精馏系统而言,能够利用余热的物流有第1效再沸器加热生蒸汽的冷凝液V 0(饱和温度为t s ),第2效至第n 效塔顶产品即D i-1( i ≥2,3,…,n ,相应的饱和温度为t D,i-1),离开各效精馏塔塔底产品B ; (i=1, 2,…,n ,相应的温度为t Bi ,上述物流共有2n 股,所以平流多效精馏系统可设2n 个串联预热器预热原料液。
当j 为奇数时,各预热器均利用相应效精馏塔塔釜釜液产品作为加热剂加热原料液,对预热系统的各个预热器进行热量衡算,可得:)t -(t FC )t -(t c B Q 1-j j 00Bi Bi Bi p,i j p,== (2一46)式中:Q p ,j ------第j 级预热器的热负荷,kW;C p ,Bi ----第i 效精馏塔塔底产品比热容,kJ/ ( kg · ℃) ; C 0 -----原料液比热容,kJ/ ( kg · ℃ ) ;t j-1,t j ,-----第j 级预热器原料液进出口温度,℃ ;Bi t ,0Bit ------第i 效精馏塔塔底产品经过第J 级预热器进出口温度,℃ ;11,ln)()(-------=∆j jBi j j Bi j m tt t t tt t t t Bi Bi (2一47)当j 为偶数时,各预热器均利用相应效精馏塔塔顶产品及第一效精馏塔塔底再沸器加热生蒸汽冷凝液作为加热剂加热原料液,对预热系统的各个预热器进行热量衡算,可得:)t -(t C F )t -(t c D Q 1-j j 0001-D,i 1-j D,1-Di p,1-i j p,== (2一48)式中: Q p,j ----第j 级预热器的热负荷,kW;C p,Di-1--------第i-1效精馏塔顶蒸汽冷凝液比热容,kJ/ (kg " 0C ) ;1-i D,t 、01-i D,t 第i 效精馏塔顶蒸汽冷凝液经过第j 级预热器进出口温度,℃11,10,1,1,ln)()(--------=∆--j j i D j j Di j m t t t t t t t t t i D i D (2一49)当j=2n 时,t D,2n 即为第1效精馏塔塔底再沸器中加热生蒸汽的饱和温度t s 。
(2)并流多效精馏预热系统模型对于并流多效精馏系统来说,为了尽可能利用系统内可用的余热,提高整个并流多效精馏系统的节能效果。
对n 效并流多效精馏系统而言,能够利用的余热物流有第1效再沸器加热生蒸汽冷凝液V o(饱和温度为ts),第2效至第n 效塔顶产品即D i-1 (i ≥2,i=2, 3,…,n ,相应的饱和温度为t D,i-1),离开最后第n 效精馏塔塔底产品B n (相应的温度为t Bn ),上述物流共有n+1股,所以并流多效精馏系统可设n+1个串联预热器预热原料液。
当j=1时,第1级预热器是利用第n 效精馏塔塔底产品B n (相应的温度为t Bn ) 作为加热剂加热原料液,对第一级预热器进行热量衡算,可得:)t -(t C F )t -(t c D Q 01000BnBn Bn p,n p,1== (2一50) 01001,ln )()(t t t t t t t t t Bn Bn Bn Bn j m -----=∆ (2一51)当j ≥2时,各预热器均利用相应效精馏塔塔顶产品及第一效精馏塔加热生蒸汽的冷凝液作为加热剂加热原料液。
因多效精馏越往后效再沸器排出的冷凝液温度越低,所以从第n 效再沸器排出的冷凝液D n-1(相应得饱和温度为t D,n-1)作为第2级预热器的加热剂,以次类推,预热器的序号j 与相应效之间存在一一对应的关系,两者的关系可表示为i=n-j+1,对第j 级预热器进行热量衡算,可得:)t -(t C F )t -(t c D Q 1-j j 1101-j D,1-D,i 1-Di p,1-i j p,== ( 2一52) 11,101,,1,1,ln)()(---------=∆--j j i D j j i D j m t t t t t t t t t i D i D (2一53)当j=n+1时,t D,n+1即为第1效精馏塔再沸器中加热蒸汽的饱和温度t s 。
(3)逆流多效精馏预热系统模型对于逆流多效精馏系统来说,与并流多效精馏相似,为了尽可能利用系统内可用的余热或废热,以提高节能效果。
对n 效逆流多效精馏系统而言,能够利用的余热物流有第1效再沸器加热生蒸汽冷凝液Do(饱和温度为t s ),离开第1效精馏塔塔底产品B 1 (相应的温度为T B1)第2效至第n 效精馏塔塔顶产品即D i-1(i ≥2, i=2, 3, ,…,n,相应得饱和温度为t D,i-1) ,。
上述物流共有n+ 1股,所以逆流多效精馏系统可设n+ 1个串联预热器预热原料液。
当j=n+1时,第n+1级预热器是利用第n 效精馏塔塔底再沸器的加热生蒸汽冷凝液Do(饱和温度为t s )作为加热剂加热原料液,对第n+1级预热器进行热量衡算可得)t -(t C F )t -(t c D Q n 1n 000s s n p,0j p,+== (2一54)ns n n s n s n n s m t t t t t t t t t -----=∆++++011,011,1,ln)()( (2一55)当j=n 时,第n 级预热器是利用第1效精馏塔塔底产品B 1(相应的温度为t B1作为加热剂加热原料液,对第n 级预热器进行热量衡算可得:)t -(t C F )t -(t c B Q 1-n n 000B1B1n p,1j p,== (2一56)11110111,ln)()(-------=∆n B n B n B n B m t t t t t t t t t (2一57)当j <n 时,各预热器均利用相应效精馏塔塔顶产品作为加热剂加热原料液。
因多效精馏越往后效再沸器排出的冷凝液温度越低,所以从第h 效再沸器排出的冷凝液D n-1(相应得饱和温度为t D,n-1)作为第2级预热器的加热剂,以次类推,预热器的序号j 与相应效之间存在一一对应的关系,两者的关系可表示为i=n-j ,对第j 级预热器进行热量衡算可得)t -(t C F )t -(t c D Q 1-j j 1101-j D,1-D,i 1-Di p,1-i j p,== (2一58)11-i D,1-i D,101-i D,1-i D,1,t ln)()t (-------=∆j j j j m t t t t t t t (2一59)当j= n+ 1时,t Dn+1即为第1效精馏塔再沸器中加热蒸汽的饱和温度t s 。
多效精馏过程的计算分为两种情况:设计型和操作型。
本文讨论的主要是设计型计算过程。
多效精馏设计型计算的任务是根据规定的分离要求,选择精馏的操作条件,计算所需的理论板数。
规定分离要求是对塔顶、塔底产品的质量和数量(产率)提出一定的要求。
工业上有时希一望规定分离过程中某个有用产物(如轻组分)的回收率η以代替产率。
多效精馏常规设计就是通过联立求解多效精馏系统的各效精馏塔的物料衡算式、热量衡算式以及相平衡关系式,通过严格逐板计算法并辅以其他的辅助计算如各效精馏塔的压降损失、泡露点温度、各股物流的烩值计算等,从}fn 求出多效精馏系统总的加热蒸汽消耗量、多效精馏系统冷却水消耗量以及各效精馏塔的一系列设计和操作参数(包括塔顶、塔底的产品流率及组成,各效精馏塔的操作回流比,理论塔板数,塔径、塔高,再沸器传热面积等)。
多效精馏常规设计给定的已知条件主要有以下二个:(1)系统总的进料流率F, 进料组成xFk ;(2)组分数k ,关键组分的序号,轻、重关键组分在塔顶、塔底的回收率Sl , S2,或轻、重关键组分在塔顶、塔底的摩尔分率x D ,LK 、x B ,HK ; (3)多效精馏的效数n ,以及末效精馏塔的塔顶操作压力p Dn (或温度t Dn )。
在进行多效精馏过程的常规设计计算过程中,除已知上述二个已知条件外,还必须满足下列四个约束条件:(1)前一塔塔顶蒸汽的冷凝潜热等于相邻下一塔的塔釜液体汽化所需的所有能量,且各效间的热损失取5%; (2)相邻两塔间的冷凝/再沸器的最小传热温差取10℃[25,26,29,31];(3) 各效精馏塔的操作温度和操作压力应低十分离组分的临界温度和压力;(4)各效预热器热源的出口温度应高于物料进入该预热器的进口温度至少5℃。
此外对多效精馏系统,各效塔顶产品中轻关键组分LK 的摩尔分率(即组成)在设计中规定是相等的,而非关键组分k ≠LK在各效塔顶产品中的组成即摩尔分率是不同的,即x Dl,LK= x D2,LK=…= x Di,LK=…= x Dn,LK( 2一60) 在选定上述的已知条件和约束条件后,即可进行精馏塔的常规设计。
通过精馏塔的常规设计最终要确定的变量应包括(1)各效精馏塔塔顶产品流率Di,产品组成x Di,k ;塔釜产品流率B i,产品组成x Bi,k;(2)各效精馏塔的操作压力:P Di(塔顶压力),P Fi(进料压力),P Bi(塔釜压力);(3)各效精馏塔的操作温度:t Di(塔顶露点温度),t Bi(塔釜泡点温度),t Fi(进料温度);(4)各效精馏塔的操作回流比R i ;(5)各效精馏塔的理论板数N ; (6)各效精馏塔的理论进料板位置N Fi,(7)外来蒸汽的消耗量V0及温度Ts,外加冷却水的消耗量W。
改进后的多效精馏系统的设计模型可分为多效精馏和多级预热两个化工序贯系统的设计模型,一个是多效精馏系统的设计模型,它包括各效精馏塔之间的能量、物料衡算的计算,以及单效的精馏塔设计计算。
另一个为多级预热系统设计模型。
这两个系统并非孤立存在的,两者之间存在紧密的物料衡算及热量衡算关系。
已发表的文献「25-31〕大多数是针对不带预热系统的多效精馏常规设计,所涉及的算法主要是采用列选主兀的高斯消去法对基十系统及各效的物料衡算、热量衡算所建立的一组线性非齐次代数方程组的求解,加之塔的简捷计算法、泡露点计算,各股物流的烩值计算等辅助计算,求出多效精馏过程设计所需的所有基础数据,而包含多级预热系统的多效精馏系统常规设计模型及求解未见报道。
改进后的多效精馏系统的设计模型非常复杂,但由于多效精馏的概念是由多效蒸发的概念引发而来,所以该改进后的多效精馏系统与文献[59]中所述的多效蒸发改进系统极为相似,故可参照文献[59]中所述的多效蒸发改进系统设计模型的模型求解方法,并首次提出一种求解多效精馏系统的新算法一一迭代法结合矩阵法求解系统的物料衡算和热量衡算方程组,并用严格逐板计算法求解各效精馏塔的理论板数并结合辅助计算(如泡、露点计算,预热器计算等),可以求出多效精馏系统常规设计的各种参数。