山东省第二届隆腾杯化工过程实验技能大赛作品(4)

2019-06-11 19:55

经核算全流程热负荷为401.54KW 冷负荷为155.60KW

换热方案的选择

一、综述

本设计中用到的换热设备主要有:第一工段预热器,塔底再沸器,冷凝器,第二工段中再沸器,冷凝器,冷却器。

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为了能提高能量利用率,必须增加热集成水平,由于工艺中塔底再沸器加热原料使之共沸,塔顶冷凝器又对出塔上升蒸汽进行冷凝,最终产品也要冷却至40摄氏度。这样一热一冷使得我们可以做换热优化。

二、换热网络设计 (一)换热方案

T101塔底采出的热水温度达到87℃,去预热器E101与冷物料换热,之后热水温度降低到53.63℃,之后,进入塔顶冷凝器E103作为冷物流,与塔顶蒸汽换热,使其降温,再进入与T201塔顶采出共沸热蒸汽换热。其余废热进入废热锅炉回收。充分利用热量。 如图是全流程的换热网络图,

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(二)节能分析

未进行换热网络设计时,本设计需要三股热蒸汽加热,分别加热

E101、E201、E103,

总流量为:0.0008Kg/s +0.002Kg/s + 0.0006Kg/h=0.0034Kg/s. 需要三股冷公用工程循环水,分别冷却E102、 E202 、E203,总流量为:0.0181Kg/s+0.1271Kg/s+0.5277Kg/s=0.6730Kg/s.

进行换热网络设计后,

设计仅需要一股加热蒸汽,加热E103、 E202 流量为: 仅需要一股公用工程循环冷却水,流量为: 全流程不排放废弃热水,废弃热水进入废热锅炉。

节省冷却水

(0.0181?0.1271?190019003600)?19003600?1003600?0.0181?0.1271%?36.84 节省蒸汽 0.00080.002?0.0006?0.0008?100%?23.63%

综合费用降低 24%。

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控制方案选择

一、塔设备控制方案

精馏塔控制流程应该需要的问题 ①塔的进料量由进料罐液控制 ②塔的回流量由回流罐液控制 ③塔底液面控制塔底出料泵的调节阀

④有蒸汽量和塔温度控制再沸器的加热蒸汽量,并且在进入再沸器的蒸汽管道上设置压力计,在蒸汽进入再沸器前设置疏水器。 ⑤塔顶安全阀,防止塔压损坏。

⑥塔底流出线上一般不设置阀门,直接接塔顶冷凝器。

⑦塔底出料接泵入口,故塔内管口附近设置防涡流板;一般塔底出料靠近塔布置,塔底出料管线不设置阀门。 ⑧塔顶和中段回流管线在塔管口处不设置切断阀。

(一)塔压力控制

在这里我们设计使用塔压为0.5atm,低于常压,选用减压塔控制方案。 改变不凝性气体的抽吸量,采用电动真空泵,调节阀安装在真空泵的返回吸入口的旁路管线上,如图所示:

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(二)塔温度控制方案

本设计中进料温度为40℃,低于它的操作温度,为冷夜进料。产品主要从塔底采出,这里采用提留段温度控制系统,能更加直接的反应提留段产品的情况,将提留段温度保持恒定后,能更好的保证产品达到规定值。如图是我们采用的控制方案图:

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