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讨论影响精馏塔操作的重要因素



 在精馏领域中,“影响精馏塔操作的因素”几乎是被提问次数最多的问题,那么影响它的因素都有哪些呢?

1、回流比的影响操作中改变回流比的大小,以满足产品的质量要求是经常遇到的问题。当塔顶馏份重组份含量增加时,常采用加大回流的方法将重组份压下去。当精馏段的轻组份下到提馏段造成塔下部温度降低时,可以用适当减少回流比的方法以使釜温度提起来。增加回流比,对从塔顶得到产品的精馏塔来说,可以提高产品质量,但是却要降低塔的生产能力,增加水、电、气的消耗。回流比过大,将会造成塔内物料的循环量过大,甚至能导致液泛,破坏塔的正常操作。
2、进料状态有哪几种,对精馏操作有何影响?进料状态有五种:①冷进料 ②饱和液 ③气液混和物 ④饱和气 ⑤过热气对于固定进料的某个塔来说,进料状态的改变,将会影响产品质量。例如:某塔为饱和液进料,当改为冷进料时,料液入塔后在加料板上与提馏段上升的蒸气相遇,即被加热至饱和温度,与此同时,上升蒸汽有一部分被冷凝下来,精馏段塔板数过多,提馏段板数不足,结果会造成釜液中损失增加。这时在操作上,应适当调整再沸器蒸汽,使塔的回流量达到原来量。
3、进料量的大小对精馏操作有何影响?有两种情况:①进料量波动范围不超过塔顶冷凝器和加热釜的负荷范围时,只要调节得当,对顶温和釜温就不会有显著变化,而只影响塔内上升蒸汽速度的变化。②进料量变动的范围超过了塔顶冷凝器和加热的负荷范围时,不仅影响塔内上升蒸汽速度的变化,而且会改变塔顶、塔釜温度,致使塔板上的气液平衡组成改变,直接影响塔顶产品的质量和塔釜损失。总之,进料过大的波动,将会破坏塔内正常的物料平衡和工艺条件,造成系列的波动。因此,应平衡进料,细心调节。
4、进料组成的变化对精馏操作有何影响?进料组成的变化直接影响精馏操作,当进料中重组分增加时,精馏段负荷增加,容易使重组分带到塔顶,造成塔顶产品不合格,若进料中轻组分增加,提馏段负荷就会加重,容易造成釜液中轻组份损失加大。进料组成的变化,还会引起物料平衡和工艺条件的变化。
5、进料温度的变化对精馏操作有何影响?进料温度的变化对精馏操作影响是很大的。进料温度低,会增加加热釜的热负荷,减少塔顶冷凝器的冷负荷。反之亦反。进料温度变化过大时,通常会影响整个塔的温度,从而改变汽液平衡。另外,进料温度的改变,会引起进料状态的变化,会影响精馏段、提馏段负荷的改变,使产品质量、物料平衡都发生改变。因此,进料温度是影响精馏操作的重要因素之一。
6、塔顶冷剂量的大小对精馏操作有何影响?塔顶冷剂量的大小会引起回流量和回流温度的变化。冷剂量加大,回流量也加大,塔顶温度下降;冷剂量减小,回流量也减小,会引起顶温上升,因此,塔顶冷剂量要适当。
7、塔顶取出量的大小对精馏操作有何影响?塔顶取出量的大小与进料量有着密切关系:进料量增大或减小,取出量也相应增大或减小,这样才能保持搭内固定的回流比,维持塔的正常操作。如果进料不变,增加塔顶取出量,会引起回流比减小,操作压力下降,使重组分带到塔顶,造成产品不合格。减小取出量,会引起回流比增大,塔内的物料增多,上升蒸汽速度增大,塔顶与塔釜压差增大,时间长了会引起液泛,从而导致塔釜产品不合格。
8、塔底采出量的大小对精馏操作有何影响?精馏操作中塔釜液面必须保持稳定,而塔底采出量的大小将会引起液面变化。当塔釜液排出量过大时,会造成釜液面下降或排空,使通过再沸器的釜液循环量减少,从而导致传热不好,轻组分蒸不出去,使塔顶、塔釜产品均不合格。如果塔底采出量过小,会造成塔釜液面过高,严重时会超过挥发管,增加了釜液循环的阻力,造成传热不好,使釜温下降,影响操作。釜液面太低,一旦排空,会导致泵不上量,磨坏设备,造成事故。
9、进料位置对精馏的影响如精馏塔进料口有二个以上,通常安装在塔的不同高度上。生产中应根据具体情况,选择适当的进料口,必要时还需进行调整。按照最佳进料板位置的含义可知,对进料温度在泡点或接近泡点时进料的精馏塔,进料口的选择是依据进料的组成与进料板的组成相一致而决定的。一般说来,当被分离混合物中易挥发组份增多时,就选用位置较高的进料口,进料状态改变时也相应地调整进料口,进料温度降低时,用位置较高的进料口;反之,用位置较低的进料口。
10、填料种类的影响根据装填方式可分为散装填料和规整填料。选用种类不同,分离效果也不一样。如:与同样尺寸的拉西环相比,鲍尔环的气液通量可提高50%,而压降仅为其一半,分离效果也得到提高。其改进为阶梯形鲍尔环,圆筒部分的一端制成喇叭口形状。这样填料间呈现点接触,床层均匀且空隙率大,与鲍尔环相比气体阻力减少25%,生产能力提高10%。
11、塔的安装对精馏操作有什么影响?不同的物料和不同的工艺过程,对塔设备提出的要求是不同的。一般来说,塔设备的分离能力高,生产能力大,操作稳定。对于一个定型的塔设备来说,由于安装上有问题,就可能会达不到以上的要求。如塔身、塔板、溢流口等,在安装时若不符合要求,都有可能对精馏操作带来影响。
(1)塔身塔身要求垂直,一般的倾斜度不能超过千分之一,否则将会在塔板上造成死区,对于小直径的精馏塔来说,如果塔板的安装是先分节安装,然后再组装的话,则塔身的不垂直将直接影响全塔的所有塔板的水平度,使塔的效率降低。

(2)塔板塔板要求水平,其水平度用水平仪测定不能超过±2毫米。如果塔板不水平,将造成板面上的液层高度不均,塔内上升蒸汽易从液层高度较小的浅处穿过,从而降低塔板的效率。
(3)溢流口溢流口与下层塔板的距离,因根据生产能力和下层塔板的溢流堰的高度而定。但必须满足溢流口插入受液盘的液体中,以封住上升蒸汽。如果溢流口与下层塔板的距离太近,则可能造成上层塔板的回流也不能顺利流入下层塔板,使上层塔板的液层增高,下层塔板的压力增大,严重时造成液泛。溢流口过高,超过溢流堰的高度时,上升的蒸汽“走短路”,从溢流管直接上升到上层塔板,起不到液封作用,影响塔板效率。安装时,对于各种具体的塔板类型都有不同程度的要求,如果不按要求去安装,将可能会使塔的生产效率大大下降。
12、蒸汽速度和喷淋密度的影响填料塔的操作中,蒸汽速度的大小,对传质效率有直接的影响。气速小时,接触面仅限于填料的表面,传质效率不高,随气速的增加,传质效率有所提高,但当气速超过了最大允许速度时,将会产生液泛现象,这是操作中不允许的。喷淋密度的大小对填料塔的精馏效果也有一定的影响。当喷淋密度很小时,填料表面则不能完全被液体所湿润,精馏效率下降;当喷淋密度过大时,液体不经过填料表面而沿塔壁流下,这种现象更为严重,也就是我们常说的壁流或漏液现象,会使精馏效率更低。 
上一信息:精馏塔塔板效率  

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