精留塔問題
Thread Content
当社の深冷精留塔は、設計条件下で塔頂製品の純度が規格を満たしていません。給料温度が設計温度より長期にわたって10度以上低い状態でも、かろうじて運転を維持できる。この塔には再沸器がなく、塔頂から低温液体が戻ってくる。供給位置は塔の底部であり、現在塔の供給温度は-153度、一方塔底の液体温度は-166度に達している。現在、その塔の充填材／塔頂分散器に問題があると判断できますか？塔頂からの逆流する低温液体が充填材上で相平衡に達せずに塔底に到達するため、温度が低くなっているのでしょうか？（私の理解では、一般的な蒸留塔ではフィード温度はフィード位置の温度と同じで、下に行くほど温度が高くなると思いますが、皆様のご意見をお聞かせください。）？
この蒸留塔の製品が何なのかわかりません。深冷法の空気分離塔を基準とする場合、物質の各部位の純度変化を指標にして問題点を分析すれば、より直接的になるため、参考までに示します。
これは、蒸留塔のエネルギーと物質が設計範囲内にあるかどうかを見なければならず、体系的な調査が必要です
システムの熱収支は計算されていないようですね。供給液の温度が非常に低く、上部にはさらに深冷凍があるため、システム内には熱源がありません。上部の深冷凍による冷却エネルギーは、リフラックス液を通じて塔底に伝わります。改善策としては、塔底の断熱材を取り除き、空気との熱交換によって熱を得る方法が考えられます。皆さんの蒸留装置の上部で使用している深冷凍剤は何ですか？液体窒素ですか？
タワー頂部のリフラックス用液体高圧一酸化炭素、-176度セルシウス。合成ガス塔の原料はCO、CH4、H2の気液混合物で、塔頂の製品は粗合成ガス（CO+H2）であり、この塔は主にCH4を除去する。私の理解では、この塔には抽出段がなく、塔頂の低温のCOが塔底の温度に影響を与えた場合、それは充填材や分配器に問題があることを示唆するのでしょうか？塔底温度が供給温度より低くなるなんてあり得ないでしょう。
これを精留塔と呼び、洗浄塔とは呼ばないのですか？蒸留のモデルに従って分析すると方向が逆になります。洗浄塔が制御するのは塔板の温度であり、塔底には注意を払いません。 還流液が下がってきて、その還流液の温度が塔底の温度に影響を与えます。また、投入される原料も影響しますが、どちらの影響が大きいかを見ないといけません。私は大規模な化学工場での仕事はあまりしていないので、このような工程については初めて聞きました。低温メタノール洗浄プロセスを参考にできます。メタノールを使ってH2SとCO2を吸収し、このメタノールはこちらのCO洗浄液にあたります
もしあなたのおっしゃる洗浄塔で、吸収後に熱が放出されるのであれば、塔底の液体温度は高くなるはずではないでしょうか。もっとおかしい？不思議に思う
この投稿は最後に清城君によって2020-5-27 11:51に編集されました。あなたの思考方法はまだ入門段階です。工学の思考とは、要因が与える影響を見る定性的な思考ではなく、数値を組み合わせた定量的な思考であるべきです。例えば、車で行く方が歩くより速いですが、家の向かいにある店で何かを買うときは、駐車場の問題も考慮すると、歩いた方が速いかもしれません。問題を現実的に見る必要があり、数値で説明する。CO自体が-176℃の場合、吸着時の温度を-153℃まで上げるにはまだ距離がある。塔の底部での温度が-153℃未満になるのは全く当然のことで、計算が必要だ
ソフトウェアでシミュレーションしてみたところ、タワーの底部の温度は本当にそんなに下がらない。もし設計上、最も経済的な位置で給料する（給料温度が給料板の位置と同じ）場合、低温のリフラックス液は下降する過程で充填層の各層を通過しながら物質およびエネルギーのバランスが取れるはずなので、塔底の液体温度がこれほど低くなることはないはずではないか？
“もし設計上、最も経済的な位置で給料する場合（給料温度が給料板の位置と同じ）ということはなく、洗浄塔は底部から給料される。どうやってシミュレーションしたのかわからない。プロセスさえ理解していないように見えるので、低温メタノール洗浄の工程を学んでからまた見てみることをお勧めします
兄さん、おっしゃる低温メタノール洗浄というのは、酸性ガスが低温メタノールに溶けやすい性質を利用して、酸性ガスを分離するものですよね。私のこの塔では、リサイクルされたCOが気化した後も、その一部が塔頂製品として得られる。異なる成分の揮発性の違いを利用して分離するので、やはり蒸留塔に属するのでしょうか？？:lol
この工程についてはあまりよくわかりません。塔の底にあるCOがどこへ行くのかも、洗浄されたCH4がどこへ行くのかも分かりません。全体の流れを図にして説明しないと理解できない。これは蒸留ではないことは確かで、蒸留には物質が繰り返し液化・気化する過程があり、塔底には熱源がある
この工程について私の理解でも蒸留ですね。原料温度は塔底温度よりも高く、塔底圧力は原料圧力よりも低いのでしょうか？給料温度を下げることで純度を保つことができ、私の考えでは塔底での蒸発量を減らすことによるものだと思います。
タービン缶の圧力と給料圧力の差はあまりなく、29キログラムくらいですね。
塔頂の純度が基準を満たしていないというのは、重合成分の含有量が基準を超えているということでしょうか？
ご提供いただいた情報からすると、スチームタワーのようで、塔底の蒸気は主に蒸気によって加熱されているようです。また、あなたの供給温度は実際より10度以上低いため、設計や運用で想定されている蒸気量には達しない可能性が高く、軽成分が完全に蒸発しない。その上、塔頂からの抽出量は変わらないため、リフラックス比も予想より小さくなり、結果として製品が規格を満たさなくなる。タービン缶からの採出物の純度を測定して、私の判断を確認することもできます。 解決策：1、給料温度を設定温度まで上げることは可能か； 2、タワー頂部での採出量を減らし、それによってリフラックス比を高めることは可能か。
この工程が蒸留プロセスであることは理解していますが、塔頂には再沸器による加熱がなく、代わりに蒸気を供給して加熱しているのです。給料温度が低すぎると、蒸気量が設計値や理論的な運転値を下回ることになります。
5階の投稿者の説明を見てください。これはCO/CH4/H2を含む合成ガスを処理し、CH4を除去するもので、塔の頂部の純度が基準に達していないというのは、CH4の除去効果がまだ不十分だということでしょう。一酸化炭素の沸点は-191度、メタンの沸点は-161度です。深冷されたCH4が塔の底部に流れ込み、COとH2が排出される。問題文にもあるように、給料温度が設計値より10℃低くないとかろうじて運転できるだけで、温度を上げればすぐに運転不能になる。塔頂からの採取量は減少するのか？どうやって減らすのか、合成ガスの一部を放出して無駄にするのか？
もし可能でしたら、原料の成分、温度、圧力、そして塔の運転温度と圧力、さらに塔頂と塔底の目標組成を教えていただけますか。私もソフトウェアを使って計算してみたいと思います。私が考えていたのは、塔底圧力が供給圧力より低く、追加の熱源がないため系は断熱系として扱われ、軽成分の気化には物質系から熱が奪われるため塔底温度が供給温度より低くなる、というものでしたが、あなたの説明を見るとそうではないようですね。圧力の単位はKPaまで正確に表せますか？
あなたの分析は良いですね。ただ、タワーの操作圧力を見る必要があり、加圧すると一部が軽分凝縮されるかもしれない