本帖最后由 Sunqh 于 2020-11-3 16:33 编辑 . n. _) {# p) m& B5 {: k) c/ f' `
$ |0 N; O, L7 f0 y3 j9 Z& M4 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。5 U+ y' O% s- u) c
. b0 e3 U1 l0 G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. _6 a8 M8 K. P$ @, ?' i
0 G& _+ D% U2 t0 e6 y6 H, [最大回流比时,此处气液相之间达到平衡,故有3 N v( }) Z# P! C
α=(0.1/((1*0.1+(x-1)*0.003)/x))/(0.9/((1*0.9+(x-1)*0.997)/x))=1.5. R; N. x5 p9 K: P
解出x=1.47
! z; X$ h; Q3 S2 W此即上塔下部的最大回流比Rm。- x# U: d. l# V1 ~+ u
# V# y% b% W* a' ?) ?! e
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
$ `6 O/ z( _* y2 g8 Y r% Q4 ^R=1.47*0.95=1.48 j/ [$ H4 U2 L; P- e
1 `1 \1 T* O A' d9 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。8 P! i3 f) u, }7 k
0 X; k2 @) R! r2 `( 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。9 D( g; I+ Q: ?; F* s
1 m- g; O L3 E7 C" x( Z2 w2 [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。
. M: a8 B/ @3 |7 |: g" A* w0 L
& K, c( N+ d3 M$ H) y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:$ `7 N' k, { b: i5 T" S! F
10000*3.3*1.29=425703 o4 Z2 C; Y% f; v* t3 z4 ]
& @5 Q9 b% f7 n: a. Q% r1 J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%; x' D+ r' y0 [* Y/ ]
5 J/ c6 @" d c7 M9 F 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:
* N1 J' ?, d& [+ Z42570*1.07=45550) j% N- Y4 S) d" y% M
/ C7 a; j. h3 f4 l5 `; I7 z/ L+ Q
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。
; C$ ?( [4 Z0 L% U6 l3 F$ h$ \1 ]' J! ^8 l
|