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发表于 2020-11-3 09:45:06
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本帖最后由 Sunqh 于 2020-11-3 16:33 编辑 # `/ a5 I* d2 j/ `1 @
a1 w4 R4 V8 c7 D6 F- L) j
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。
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- T. l2 c% X- Y; _9 Q# `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
$ ?- T2 e/ D% M4 }" H5 ~
" I7 T. h/ e, B3 J5 {最大回流比时,此处气液相之间达到平衡,故有
3 y8 e f) o- vα=(0.1/((1*0.1+(x-1)*0.003)/x))/(0.9/((1*0.9+(x-1)*0.997)/x))=1.5
3 R2 E o* a2 F) l+ o解出x=1.478 r8 F& V6 P6 E5 ]
此即上塔下部的最大回流比Rm。1 z2 t# `2 s+ ?# r2 @6 {$ y0 r Y
* q. Z% |7 @! F1 {3 Y# X8 C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1 t, k8 C3 }8 U' ]+ k% H
R=1.47*0.95=1.44 J( I9 _1 C1 d; ~7 M$ F) H4 i
; X2 }, d2 y V6 ~; u4 b. O: y
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。
- U% a: H/ f! Y5 y H! s X) _7 c+ w8 k; o
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。8 p" J% e" ~0 y9 g
3 u) `, E5 r% S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。8 s- i/ v5 }1 U" @9 W K o
) h3 ~6 _5 ? \- L8 g, N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:3 i3 E. I/ q3 Q L
10000*3.3*1.29=42570
! }: i7 l0 R D& j3 l9 C9 V
! y" o1 N+ D: b1 W( R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%
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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:& k6 c) B: Q; ?
42570*1.07=45550& s- W9 r$ A7 c4 g: J2 H
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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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