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1、在制藥、石油化工、精細(xì)化工等領(lǐng)域中,常常會(huì)有很多液相混合物需要分離或提純,精餾技術(shù)便成為應(yīng)用最廣和規(guī)模最大的傳質(zhì)分離過(guò)程。
精餾操作中怎樣調(diào)節(jié)塔的壓力?
影響塔壓變化的因素是什么?
塔的壓力是精餾塔主要的控制指標(biāo)之一。任何一個(gè)精餾塔的操作,都應(yīng)把塔壓控制在規(guī)定的指標(biāo)內(nèi),以相應(yīng)地調(diào)節(jié)其它參數(shù)。塔壓波動(dòng)過(guò)大,就會(huì)破壞全塔的物料平衡和氣液平衡,使產(chǎn)品達(dá)不到所要求的質(zhì)量。所以,許多精餾塔都有其具體的措施,確保塔壓穩(wěn)定在適宜范圍內(nèi)。
對(duì)于加壓塔的塔壓,主要有以下兩種調(diào)節(jié)方法。
①塔頂冷凝器為分凝器時(shí),塔壓一般是靠氣相采出量來(lái)調(diào)節(jié)的。在其它條件不變的情況下,氣相采出量增大,塔壓下降;氣相采出
2、量減小,塔壓上升。
②塔頂冷凝器為全凝器時(shí),塔壓多是靠冷劑量的大小來(lái)調(diào)節(jié),即相當(dāng)于調(diào)節(jié)回流液溫度。在其它條件不變的前提下,加大冷劑量,則回流液的溫度降低,塔壓降低;若減少冷劑量,回流液溫度上升,塔壓上升。
對(duì)于減壓精餾塔的壓力控制,主要有以下兩種方法。
①當(dāng)塔的真空借助于噴射泵獲得時(shí),可以用調(diào)節(jié)塔頂冷凝器之冷劑量或冷劑溫度從而改變尾氣量的方法來(lái)調(diào)節(jié)塔的真空度。?當(dāng)被分離的物料允許與空氣接觸時(shí),在此控制方案中,蒸汽噴射泵在最大的能力下工作,調(diào)節(jié)閥裝在通大氣的管線上,用調(diào)節(jié)閥開度的大小,調(diào)節(jié)系統(tǒng)的尾氣抽氣量,從而達(dá)到調(diào)節(jié)塔的真空度的目的。
②當(dāng)采用電動(dòng)真空泵抽真空時(shí),調(diào)節(jié)閥裝在真空泵的回流
3、管線上,用調(diào)節(jié)閥開度的大小來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的尾氣抽出量,從而調(diào)節(jié)塔的真空度。
對(duì)于常壓塔的壓力控制,主要有以下三種方法。
①對(duì)于塔頂壓力的穩(wěn)定性要求不高的情況下,無(wú)需安裝壓力控制系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)在精餾設(shè)備(冷凝器或回流罐)上設(shè)置一個(gè)通大氣的管道,以保證塔內(nèi)壓力接近于大氣壓。
②對(duì)于塔頂壓力的穩(wěn)定性要求較高或被分離的物料不能和空氣接觸時(shí),塔頂壓力的控制可采用加壓塔加壓的控制方法。
以上調(diào)節(jié)塔壓的方法未考慮不凝氣實(shí)際需分析來(lái)調(diào)節(jié)塔的氣相壓力。?
精餾操作中怎樣調(diào)節(jié)釜溫?
影響釜溫波動(dòng)的因素是什么?
釜溫是由釜壓和物料組成決定的。精餾過(guò)程中,只有保持規(guī)定的釜溫,才能確保產(chǎn)品質(zhì)量。因此釜溫是精餾
4、操作中重要的控制指標(biāo)之一。
當(dāng)釜溫變化時(shí),通常采用改變?cè)俜衅鞯募訜嵴羝?,將釜溫調(diào)節(jié)至正常。當(dāng)釜溫低于規(guī)定值時(shí),應(yīng)加大蒸汽用量,以提高釜液的氣化量,使釜液中重組分的含量相對(duì)增加,泡點(diǎn)提高,釜溫提高。當(dāng)釜溫高于規(guī)定值時(shí),應(yīng)減少蒸汽用量,以減少釜液的氣化量,使釜液中輕組分的含量相對(duì)增加,泡點(diǎn)降低,釜溫降低。
釜溫波動(dòng)的原因比較多。當(dāng)塔壓突然升高時(shí),釜溫會(huì)隨之升高,而后又下降。這種釜溫的升高是因?yàn)閴毫ι咭鹆烁号蔹c(diǎn)的升高所致。因而,塔內(nèi)的上升蒸氣量不但不會(huì)增加,反而還會(huì)因?yàn)閴毫Φ纳叨鴾p少;這樣,塔釜混合液中輕組分的蒸出就不完全,將導(dǎo)致釜液泡點(diǎn)的下降,因而使釜溫又隨之下降。反之,當(dāng)塔壓突然下
5、降時(shí),塔內(nèi)的上升蒸氣量會(huì)因塔壓的降低而增加,造成塔釜液面的迅速降低,這樣重組分可能被帶至塔頂。隨著釜液中組分的變重,釜液的泡點(diǎn)升高,釜溫也會(huì)隨之升高。由此看來(lái),塔壓是引起釜溫變化的重要因素。因此,操作中只有首先把塔壓控制在要求的指標(biāo)上,才能確切地知道釜溫是否符合工藝要求,否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的操作。釜溫也會(huì)隨著進(jìn)料中輕組分濃度的增加而降低,重組分濃度的增加而升高。另外,釜中有水、再沸器中物料聚合堵塞了部分列管、加熱蒸汽壓力的波動(dòng)、調(diào)節(jié)閥的失靈、物料的平衡采出受到破壞等,都能引起釜溫的波動(dòng)。釜溫波動(dòng)時(shí),要分析引起波動(dòng)的原因,加以消除。例如,塔頂采出量過(guò)小,使輕組分壓入塔釜而引起釜溫下降。此時(shí)若不增加塔
6、頂采出,單純地加大塔釜加熱蒸汽的用量,不但對(duì)釜溫沒有作用,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成液泛。又如,再沸器的列管因物料聚合而堵塞,致使釜溫下降,此時(shí),應(yīng)停車對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修。
在精餾操作中怎樣調(diào)節(jié)回流比?
回流比是根據(jù)對(duì)原料的分離要求確定的?;亓鞅冗^(guò)大或過(guò)小,都會(huì)影響精餾操作的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品的質(zhì)量。加大回流比,可使塔頂產(chǎn)品中的輕組分濃度增加,但是,卻減小了塔的生產(chǎn)能力,也使塔頂冷量、塔釜熱量的消耗增大。在正常操作中應(yīng)保持適宜的回流比,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,爭(zhēng)取最好的經(jīng)濟(jì)效果。只有在塔的正常生產(chǎn)條件受到破壞或產(chǎn)品質(zhì)量不合格時(shí),才能調(diào)節(jié)回流比。
例如,塔頂產(chǎn)品中重組分含量增加,質(zhì)量下降,要適當(dāng)增大回流比。
7、塔的負(fù)荷(進(jìn)料量)過(guò)低,為了保證塔內(nèi)一定的上升蒸氣速度,也要適當(dāng)增大回流比。對(duì)于大型的生產(chǎn)裝置,當(dāng)不同類型的塔板結(jié)構(gòu)與上升蒸氣速度的要求及儀表的設(shè)計(jì)工作范圍與實(shí)際生產(chǎn)量的大小產(chǎn)生矛盾時(shí),可以相應(yīng)地適當(dāng)改變回流比。又如浮閥塔板,如果處理能力只有設(shè)計(jì)能力的50-60%時(shí),為了使浮閥在適宜范圍內(nèi)工作,為了讓儀表的測(cè)量范圍在適宜的工作范圍內(nèi),應(yīng)采取加大回流比來(lái)保證生產(chǎn)的穩(wěn)定,這對(duì)大型生產(chǎn)裝置維持必要的穩(wěn)定生產(chǎn)是極為重要的。
調(diào)節(jié)回流比的方法可有如下幾種:
①減少塔頂采出量以增大回流比。
②塔頂冷凝器為分凝器時(shí),可增加塔頂冷劑的用量,以提高凝液量,增大回流比。
③有回流液中間貯槽的強(qiáng)制回流,可暫
8、時(shí)加大回流量,以提高回流比,但不得將回流貯槽抽空。
在精餾操作中怎樣調(diào)節(jié)塔的壓差?
塔壓差是衡量塔內(nèi)氣體負(fù)荷大小的主要因素,也是判斷精餾操作的進(jìn)料、出料是否均衡的重要標(biāo)志之一。在進(jìn)料、出料保持平衡,回流比不變的情況下,塔壓差基本上是不變的。當(dāng)正常的物料平衡遭到破壞,或塔內(nèi)溫度、壓力改變時(shí),都會(huì)造成塔內(nèi)上升蒸氣流速的改變,以及塔板液封高度的改變,從而引起塔壓差的變化。
精餾操作中,要針對(duì)引起塔壓差變化的原因相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié),常用的方法有三種。
①在進(jìn)料量不變的情況下,用塔頂?shù)囊合嗖沙隽縼?lái)調(diào)節(jié)塔壓差。產(chǎn)品采出多,則塔內(nèi)上升蒸氣的流速減小,塔壓差下降;采出量減少,塔內(nèi)上升蒸氣的流速增大,塔
9、壓差上升。
②在采出量不變的情況下,用進(jìn)料量來(lái)調(diào)節(jié)塔壓差。進(jìn)料量加大、塔壓差上升;進(jìn)料量減小,塔壓差下降。
③在工藝指標(biāo)許可的范圍內(nèi),通過(guò)釜溫的變化來(lái)調(diào)節(jié)塔壓差。提高釜溫,塔壓差上升;降低釜溫,塔壓差下降。
對(duì)于因設(shè)備問題造成的壓差變化,應(yīng)具體問題具體對(duì)待,嚴(yán)重時(shí)應(yīng)停車檢修。
在精餾操作中怎樣調(diào)節(jié)塔頂溫度?
塔頂溫度是決定塔頂產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。在塔壓不變的前提下,頂溫升高,塔頂產(chǎn)品中的重組分含量增加,質(zhì)量下降。
塔頂溫度的調(diào)節(jié)方法,主要為兩種:一種是固定回流量,調(diào)節(jié)回流溫度;一種是固定回流溫度,調(diào)節(jié)回流量。由于生產(chǎn)裝置日趨大型化,考慮到生產(chǎn)的穩(wěn)定性,調(diào)節(jié)回流量的方法得到了廣泛
10、采用。具體的調(diào)節(jié)方法如下:
①用回流量控制頂溫?;亓髁考哟螅敎亟档?,這種調(diào)節(jié)方法多在塔頂為全凝器時(shí)采用。
②當(dāng)塔頂使用的冷劑在傳熱過(guò)程中有相變化時(shí),可用冷劑的蒸發(fā)壓力與頂溫串級(jí)調(diào)節(jié)來(lái)控制頂溫。蒸發(fā)壓力降低,對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度也降低,引起頂溫降低。這種方法在塔頂冷凝器為分凝器時(shí)可以改變回流量;在塔頂冷凝器有過(guò)冷作用時(shí),又可以用來(lái)改變回流溫度。
③當(dāng)塔頂?shù)睦鋭┰趥鳠徇^(guò)程中無(wú)相變化時(shí),可用冷劑流量與頂溫串級(jí)調(diào)節(jié)來(lái)控制頂溫。如流量加大,頂溫降低。這種方法既可改變回流量,又可改變回流溫度。
④用塔頂冷凝器的換熱面積調(diào)節(jié)頂溫。提高冷劑液面,換熱面積增大,頂溫降低。這種方法既可改變回流量,又可改變回流
11、溫度。
⑤當(dāng)精餾段的物料濃度比較高時(shí),可用某兩板間的溫差來(lái)調(diào)節(jié)頂溫。溫差增大,回流液量加大,頂溫降低
在精餾操作中,有時(shí)釜溫升不起來(lái)的原因是什么?
精餾塔在開車的升溫過(guò)程及正常操作中都會(huì)遇到釜溫升不起來(lái)的現(xiàn)象。
在開車的升溫過(guò)程中,釜溫升不起來(lái)的原因可能是:
①加熱系統(tǒng)的疏水器(或叫排水阻氣閥)失靈;②揚(yáng)水站的回水閥門未開;③再沸器內(nèi)的蒸汽冷凝液沒有排空,蒸汽加不進(jìn)去;④塔釜物料中有大量的水存在(水與物料不相溶);⑤設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理,使釜液循環(huán)受阻;⑥由于操作不當(dāng)(再沸器供熱太晚或進(jìn)料量太大,太猛),造成回流到塔釜的輕組分量太大,一時(shí)釜溫很難提到正常,特別是低溫液相進(jìn)料的塔,極易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)改變進(jìn)料量、進(jìn)料組成或加大塔頂采出量,以調(diào)整操作。
正常操作中,引起釜溫提不起來(lái)的原因可能是:
①塔底再沸器的液相循環(huán)管堵塞,使釜液不循環(huán);②再沸器列管內(nèi)的物料結(jié)焦或列管被堵塞;③排水阻氣閥失靈;④塔釜組分過(guò)重,現(xiàn)有的熱劑不能將釜液加熱到泡點(diǎn),致使釜液循環(huán)不暢通;⑤加熱釜的熱劑壓力下降;⑥釜液面太低或太高。