本帖最后由 Sunqh 于 2020-11-3 16:33 编辑 8 v9 r0 y' p3 _& c: b4 M8 s
8 O# O. M3 F, a& B9 z& e空分上塔下部(氩馏分抽口以下)最大回流比的计算。如果氩馏分中氩含量10%,此处氩-氧的相对挥发度是1.5,上塔底产品氧纯度99.7%,求上塔下部的最大回流比Rm。, d1 m Q0 H' T* q, e
( r! e( a( h0 } n; `空分上塔下部几乎没有氮组分,可以看作是氩-氧二元精馏分离。设上塔下部氩馏分抽口处上升气量是1,回流液体量是x,则上升气中氧含量是0.9,产品氧的产量是x-1,而回流液中氩含量是(1*0.1+(x-1)*0.003)/x,回流液中氧含量是(1*0.9+(x-1)*0.997)/x% s3 M3 q+ W! \( z4 a: M) b8 s
2 N+ F; U# F( _+ [$ O/ K最大回流比时,此处气液相之间达到平衡,故有
5 M6 I' O6 m2 [$ Q' e6 l+ Jα=(0.1/((1*0.1+(x-1)*0.003)/x))/(0.9/((1*0.9+(x-1)*0.997)/x))=1.59 O6 w* N! w; ]( w: W' U' }
解出x=1.47# p4 ?' H p: F) }9 ?) ~
此即上塔下部的最大回流比Rm。1 _5 S/ e" i0 A0 [1 a
+ j' y1 r- E- {6 M4 s, w实际回流比R可以取最大回流比Rm的0.95倍左右,所以实际回流比! L9 f; N' t. @" c: w3 Q
R=1.47*0.95=1.4) m( ^) G- K7 j2 M- w7 B+ p
/ w) S" d: _0 x9 ]) X
如果氧产品纯度降低,或氩馏分中氩含量降低,则最大回流比和实际回流比都可以增大一些。' m ]5 v) H1 P, R, G; W3 O- V6 R
' s; |* H4 s( O/ p目前几乎所有生产99.7%左右氧纯度的大型空分设备的上塔下部回流比都是在1.4左右,其中全低压流程稍大一点,内压缩流程稍小一点,但很少有超出1.35~1.45范围的。
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上塔下部回流比1.4,相当于回流液量是氧产量的1.4/(1.4-1)=3.5倍;全低压流程上塔下部回流比稍大一点,比如R=1.43时,回流液量是氧产量的1.43/(1.43-1)=3.3倍。 f( S! M9 F8 H' ~4 F- L
9 \4 g/ w4 u# C; v( x; y0 s7 {) J上塔下部气液相潜热大约是进下塔空气潜热的1.29倍,所以氧产量10000全低压流程空分需要进下塔的空气量大约是:& u9 i. T5 R& m9 A) w `
10000*3.3*1.29=42570
7 w; b' ~, }% f2 w9 H3 k
3 N0 e) c3 T% [+ k# z如果加工空气量是50000,那么进下塔空气量占比是42570/50000=85%,进上塔膨胀空气量占比15%- M7 v$ D: b, P
! @4 m0 r u$ \* h: O) H
空气中氮组分潜热比氧小一点,所以在主冷热负荷相同时,进主冷氮气量会比进下塔空气量多7%。尤总的新单塔流程,如果氧产量10000,氧纯度99.7%,而且氩馏分中氩含量也是10%,那么需要进主冷的循环氮气量是:$ v0 ]) P, j- z! ~" e) U
42570*1.07=45550
2 b" s x5 B2 d7 R6 Z/ E! Y
3 }; t# `! s* Q, Z2 {1 N/ Y尤总的新单塔流程10000空分进主冷氮气量只有23000,这个循环氮气量连生产95%氧纯度都不行,只能生产90%甚至更低纯度的氧产品。
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