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精馏塔设计--最佳进料位置



 
Basic Conception

1、轻、重关键组分比例:
    轻关键组分和重关键组分摩尔浓度之比;
    塔内该比例应当愈向塔顶愈大;
2、何谓最佳进料位置?
    相同分离要求及板数下,回流比最小;
    相同板数及回流比下,分离纯度最高;
 
逆向蒸馏




精馏塔在靠近进料板上、下方分别出现关键组分比率最小值和最大值,也即关键组分比率曲线在进料板附近会出现拐点的现象称作逆向蒸馏。

逆向蒸馏产生条件:
  ①多组分蒸馏的特殊现象,二元蒸馏不存在;
  ②回流比接近最小回流比;
  ③进料中关键组分浓度较小;
  ④进料板不是最佳进料板;
进料位置不当引起逆向蒸馏
①进料位置过高,会引起进料板下方有明显的逆向蒸馏;
②进料位置过低,会引起进料板上方有明显的逆向蒸馏;
 
分离因子图
    分离因子图是塔内液相轻、重关键组分摩尔分数之比对塔板数的关系曲线,通常采用半对数坐标作图。
    该图主要用于快速确定进料板位置是否正确;

作图方法:
    按一定板数间隔取液相轻、重关键组分的比值,对板数进行作图。通常纵坐标为对数坐标,在进料板附近若干块板应当逐板取值作图;

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最佳进料位置简化判断法

由二元蒸馏可知,最佳进料位置应当位于两操作线的交点;据此得到泡点进料时的简化判断法:
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灵敏度分析法

    分离因子法和进料关键组分浓度比法均有一定误差,仅作初步判断;
 严格判断最佳进料位置通常可采用灵敏
度分析法;
 该方法是最准确的进料位置判断方法。
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灵敏度分析法的两种选择:

①在给定的回流比下求最佳进料位置;
    此时需观察塔顶或塔釜的分离纯度,达到最高时即为最佳进料位置;
②在给定分离要求下求最佳进料位置;
    此时需观察塔顶或塔釜的热负荷或回流比,达到最低时即为最佳进料位置;

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灵敏度分析法的步骤:

  ①在给定的进料位置下完成蒸馏塔的拟;
  ②将塔的工艺规定调整为塔顶和塔釜的分离要求或回流比;
  ③选择灵敏度分析模块进行相关设定:灵敏度分析的变量为进料位置,灵敏度分析结果可选择相关参数,如分离纯度,热负荷等;
  ④分析计算结果,确定最佳进料板;

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