九澤換熱
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影響精餾操作的因素有哪些 ?其實沒你想的那么難!

發表時間:2018-04-27 09:57

1、精餾塔操作壓力變化對精餾操作的影響


塔的設計和操作都是基于一定的壓力下進行的,因襲一般的精餾塔總是先要保證壓力恒定。塔壓的波動對塔的操作影響是很大的。塔壓的波動將產生如下的影響。


① 影響產品質量和物料平衡


改變操作壓力,將使每塊塔板上的氣液相平衡的組成發生改變,塔壓升高,則氣相中的重組分減少,相應的提高了氣相中的輕組分的濃度;液相的輕組分含量增加,同時改變了氣液相的比重,使液相增加,氣相減少。


總的結果是:塔頂中的輕組分濃度增加,但數量減少;塔釜中的重組分濃度增加,釜液量增加。同理,壓力降低,塔頂餾分的數量增加,輕組分濃度減少;釜液量減少,輕組分濃度減少。


正常操作中應保持恒定的壓力,但若操作不正常時,引起塔頂中的重組分濃度增加,則可適當的增加操作壓力的辦法,使塔頂產品合格,但此時,液相中的輕組分損失增加。


② 改變組分間的相對揮發度


壓力增大,組分間的相對揮發度降低,分離效果下降,反之亦然。


③ 改變塔的生產能力


壓力增大,組分的重度增大,塔的處理能力增大。


④ 塔壓的波動


這將引起溫度和組成間對應關系的混亂。我們在操作中經常以溫度作為衡量產品質量的間接標準,但這只是在壓力恒定的情況下才是正確的。當塔壓改變時,混合物的露點、泡點都會發生改變,引起全塔的溫度分布發生改變,溫度和產品質量對應關系也將發生改變。


從以上分析來看,改變操作壓力,將改變整個塔的工作狀態,因此在正常操作中必須維持塔壓恒定,只有在塔的正常操作受到破壞時,才能上述分析,在工藝指標允許的范圍內,對塔的壓力進行適當的調節。


在精餾操作中,進料量,進料組成和進料溫度的改變,塔釜加熱蒸汽的改變、回流量、回流溫度、塔頂冷劑量的改變以及塔板堵塞等,都可能引起塔壓的波動,此時我們應先分析是什么原因引起的塔壓波動,再及時處理,是操作恢復正常。


2、 進料量的大小對精餾操作的影響


進料量的大小對精餾操作的影響可分為下述兩種情況來討論。


①第一種情況


進料量的變化范圍不超過塔頂冷凝器和塔底再沸器的負荷范圍時,只要調節及時得當,對頂溫和釜溫不會有太大的影響的,而只影響塔內上升蒸汽速度的變化。


進料量增加,蒸汽上升速度增加,一般對傳質是有利的,在蒸汽上升速度接近液泛速度時,傳質效果為最好。若進料量再增加,蒸汽上升速度超過了液泛速度時,則嚴重的霧沫夾帶會影響塔的正常操作。


進料量減少,蒸汽的上升速度降低,對傳質是不利的,蒸汽速度降低容易造成漏液,降低精餾效果。因此低負荷操作時,應適當增加回流比,提高塔內上升蒸氣的速度,以提高傳質的效果。應該說明的是,上述結論是以進料量發生變化時,塔頂冷劑量和塔底熱劑量均能作用相應的調節為前提的。



② 第二種情況


進料量的變化范圍超出了塔頂冷凝器和塔底再沸器的負荷時,不僅塔內上升蒸氣的速度改變而且塔頂溫度改變、塔釜溫度改變,使得塔板上的氣液相平衡組成改變,塔頂和塔底餾分組成改變。


例如,液相進料時,若進料量過大,則引起提餾段的回流也會很快增加,在熱劑不夠的前提下,將引起提餾段溫度降低,釜溫中的輕組分濃度增加,釜液的流量增加,這同時也會引起上升蒸氣中輕組分量增加,致使全塔溫度下降,頂部溜出物中的輕組分純度提高。


當氣液兩相混合進料時,若進料量突然增加過快,將使精餾段內蒸汽量突然增加,同時使提餾段內回流液量也突然增加,在冷劑和熱劑不夠的前提下,前者是精餾段的溫度上升,后者是提餾段的溫度下降;前者引起塔頂餾分中重組分濃度增加,使產品質量不合格,后者引起塔釜餾分中的輕組分濃度增加,損失過大。


當全部為氣相進料,進料量突然增加,首先應考慮到精餾段上升蒸汽量突然增加,隨之而來的是塔頂的氣相溜出物增加,回流比減少,塔頂溫度上升,提餾段溫度上升。前者引起塔頂產品中重組分含量增加,塔內回流中的重組分也增加,后者使塔釜產品中的重組分濃度增加。



綜上所述,不管進料狀況如何,進料量過大的波動,將會破壞塔內正常的物料平衡和工藝條件,造成塔頂、塔釜產品質量不合格或者物料損失增加。因此,應盡量保持平衡的進料量,即使需要調節時,也應該緩慢的進行。


3、 進料組成的變化對精餾操作的影響


進料組成的變化,直接影響精餾操作,當進料中重組分的濃度增加時,精餾段負荷增加。對于固定了精餾段塔板數的塔來說,將造成重組分被帶到塔頂,使塔頂產品質量不合格。


若進料中輕組分濃度增加時,提餾段負荷增加。對于固定了提餾段塔板數的塔來說,將造成提餾段內的輕組分不能全部被蒸出來,釜液中的輕組分的損失增加。


同時,進料組成的變化將會引起全塔的物料平衡和工藝條件的變化。組分變輕,則塔頂餾分增加,釜液量減少。同時,全塔的溫度下降,壓力升高。組分變重,則塔頂餾分減少,釜液量增加。同時,全塔的溫度上升,壓力下降。 進料組成變化時,可采取如下措施。


① 該進料口。組分變重時,進料口往下移;組分變輕時,進料口往上移。


② 改變回流比。組分變重時,加大回流比;組分變輕時,減少回流比。


③ 調節冷劑和熱劑的量,根據組分變動的情況,相應的調節塔頂冷劑量和塔釜熱劑量,維持塔頂、塔底的產品合格,質量不發生改變。


4、進料溫度的變化對精餾操作的影響


進料溫度的變化對精餾操作的影響很大的??偟膩碇v,進料溫度


降低,將增加塔底蒸發釜的負荷,減少塔頂冷卻器的負荷。進料溫度增加時,則減少塔底蒸發釜的負荷,增加塔頂冷卻器的負荷。


5、回流比的大小對精餾操作的影響


操作中改變回流比的大小,以滿足產品的質量要求是經常遇到的問題。當塔頂餾分中重組分濃度增加時,常采用加大回流比的方法將重組分壓下去,以使產品質量合格。當精餾段的輕組分下到提餾段造成塔下部溫度降低時,可以用減少回流比的方法以使釜溫升起來。


增加回流比,對從塔頂得到產品的精餾塔來說,可以提高產品質量,但是卻要降低塔的生產能力,增加水、電、氣的消耗?;亓鞅冗^大,將會造成塔內物料的循環量過大,甚至導致液泛,破壞塔的正常操作。


6、塔頂冷劑量的大小對精餾操作的影響


塔的回流,主要由于冷劑量的波動,在不同程度上影響精餾塔的操作。


例如:冷劑量減少,將會使冷卻器的作用變差,冷凝液量減少,而在塔頂產品的液相采出作定值調解時,回流量勢必減少。


7、塔頂采出量對精餾操作的影響


精餾塔塔頂采出量的大小與該塔進料量的大小是有著相互對應的關系,進料量增加,采出量也應增加。采出量只有隨進料量變化時,才能保持塔內固定的回流比,維持塔的正常操作,否則將會破壞塔內的氣液相平衡。


在強制回流操作中,如果進料量不變,塔頂采出量突然增大,則會易造成回流液罐抽空?;亓饕阂坏┲袛?,塔頂溫度上升,同樣也會影響塔頂產品的質量。


如果進料量增加,塔頂采出量不變,其后果是塔頂回流量增加,塔內的物料增多,上升蒸汽速度增大,塔頂和塔釜的壓差增大,嚴重時會導致液泛。


8、塔底采出量的大小對精餾操作的影響


塔釜保持穩定的液面,是維持塔釜溫度恒定首要的條件。塔釜液面的變化,又主要取決于塔底采出量的多少。


當塔底采出量過大時,會造成塔釜液面降低或抽空。這將會導致蒸發釜的釜液循環量減少,從而使得傳熱不好,輕組分不能全部蒸出,塔頂、塔釜的產品均不合格。



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