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化工分离塔工艺设计及参数优化研究
目录
一、文档综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
1.3本研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
1.4主要研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
二、化工分离塔基础理论与工艺方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.1气液分离基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.1.1蒸汽液相平衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.1.2两相传质传热机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.2常见分离设备类型比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.2.1塔板式塔器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2.2.2填料式塔器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
2.2.3其他特殊塔型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
2.3分离塔工艺流程选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
2.4目标分离物质特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
三、分离塔主要结构与关键设备选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
3.1塔体结构设计考量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
3.1.1塔径确定原则与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
3.1.2塔高估算与段分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
3.2传质部件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
3.2.1塔板类型选择与水力学设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
3.2.2填料类型比较与选型依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
3.3塔内件布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
3.3.1液泛控制设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
3.3.2液滴控制设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
3.4塔顶、塔底与支撑结构选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
四、分离塔工艺参数的计算与初步确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
4.1操作压力与温度的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
4.2表观流率核算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
4.3塔板效率/填写率初步评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
4.4塔径与塔高初步估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
4.5塔内主要流速与压降分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77
五、工艺参数优化方法探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
5.1参数优化指标与目标函数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79
5.1.1产品纯度最大化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
5.1.2生产成本最小化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
5.1.3能耗最低化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85
5.2优化设计变量的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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