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本帖最后由 Yb2021 于 2024-1-18 08:44 编辑
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在学习深冷空分教科书和与深冷空分专家交流讨论中,我一直有几个问题大惑不解,对于深冷空分教科书,我一直不能理解为什么不对深冷空分精馏过程的实际回流比和最小回流比给出明确的定义,为什么没有进行实际回流比和最小回流比的计算,为什么没有解释古典单塔流程的空气冷凝量和膨胀量是如何分配的,双塔流程进入下塔的空气量和进入膨胀机制冷的数量是如何决定的。这都是双塔流程精馏工艺方案中最重要最基本的问题啊。在与深冷空分专家讨论时,我也不能理解为什么深冷空分专家坚持在空分塔提馏段进行氧氩分离,为什么会认空分塔提馏段和粗氩冷凝塔是并联关系(其实是串联关系,空分塔氩馏分引出口以下的提馏段和粗氩冷凝塔构成一个完整的氮氩一氧精馏塔近似氧氩精馏塔,当然如果说粗氩冷凝塔和氩馏分引出口以上一空分塔是并联关系也有道理),这些问题困绕了我很长的一段时间,直到最近才理出了头绪。
' o' C5 j) j9 s8 A" q K' X9 k 三元物系不能在一个精馏塔中同时制取双高产品这是一个常识,其原因并不是塔板数和回流比!而是由于一个精馏塔只能实现一分为二,而第三个组分不是归于第一组分就是归于第二组分,当然也就不能同时制取双高产品了!但这个常识是有一个隐含的条件,那就是一分为二!: T# z0 f5 t" v
氧氮氩三元物系空气氮气含量最高但价值最低,氧气含量次之,但氧气是深冷空分装置的核心产品,所以氧提取率是一个重要的指标,氩含量最低但价值也很大是重要的付产品。氩的沸点在氧氮之间,按照一般精馏组织原则,将空分塔作为氧氩一氮精馏塔当然不能同时制取双高产品,氧气纯度只能达到95%,其中含氮0,5%,含氩4,5%!但是在深冷空分这个特定情况下,存在一种可能性,那就是把空分塔视为氮氩一氧精馏塔,这样当然就可以制取合格高纯度氧气产品了,同时通过大量污氮引出也可以制取合格氮气产品,这就可以在空分塔中同时制取双高产品了(这和三元物系单级精馏塔不能实现双高产品的常识并不矛盾,因为三元物系不能在单级精馏塔中实现双高的前提是一分为二,而现在是一分为三!)!将空分塔视为氮氩一氧精馏塔与氧氮精馏塔对精馏段最小回流比影响不大,但对提馏段最小气液比影响就很大了,从氧氮精馏塔的0,5提高至氮氩一氧精馏塔的0,67!按实际回流气液比大于最小回流气液比5%-10%估算实际气液比在0.7-0,73左右,这样情况下氩组分将从污氮中排出,在空分塔顶部得到合格的氮气产品,实现了所谓的双高。
, T5 x$ H& d+ x( _1 o. n5 p @* F. } 无论是深冷空分教科书还是厦大的新单塔流程的论证报告,都是将空气视为氧氮二元物系来进行分析讨论,如果将空气视为三元物系时,如果按空分塔作为氮一氧氩精馏塔则计算的结果和氧氮二元物系的分析结论是接近的,当然这样情况是当把空气视为氧氮氩三元物系的时候,空分塔底部的氧气纯度只能达到95%!其中含氩4.5%!|双塔流程进入下塔的空气流量只需要达到氧气产量的3.5倍(空气总量的70%)即可!如果将空分塔视为氮氩一氧精馏塔,双塔流程进入下塔的空气量就要达到氧气产量的4,2倍(即空气总量的85%)!这个和氧氦二元物系的分析结论差距就太大了,差距达到近40%!
2 Q/ A; t' N# t; T+ R3 u3 P& S 我终于可以理解为什么深冷空分教科书中没有回流液气比,回流气液比的定义,最小回流液气比和最小回流气液比的计算,因为深冷空分教科书的编者,对于氧氩氮三元物系的依次精馏组织方案就没有基本的概念!
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