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三言两语说清精馏塔压力的玄妙



压力也是响精馏操作的重要因素。精馏塔的操作压力是由设计者根据工艺要求,经济效益等综含论证后确定的,生产运行中不能随意变动。塔压发生变化时,首先要判断引起压力变化的原因,而不是简单的只从调节上使塔压恢复正常,要从根本上消除变化的因素,才能不破坏塔的操作。如何深入了解精塔的压力变化和调节方案?

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常见精馏塔压力问题,如何解决?


1.不好意思,请问大家一下,板式精制塔的所说的压差,正常是塔顶压力大还是塔釜压力大?谁能和我理论上讲讲?


2.甲醇的常压塔,塔顶和回流槽一直出现负压,回流管线还有水击现象发生,我想问下:这是为什么? 


3.预精馏塔为全回流塔,预精馏塔再沸器内漏,塔釜温度压力上升,为什么塔顶温度压力下降?

4.精馏塔开车过程中是不是可以用水蒸汽来保持压力?

…………




首先,回顾精馏塔压力问题知识……



对板式塔来说,塔板压降什么?影响因素有哪些?



压差的高低对精馏塔操作的影响?



液泛




当塔内发生液泛时,阻力、液面将发生很大的波动。同时破坏了塔内的精馏过程,产品纯度往往达不到要求,并且波动很大,无法维持正常生产。在操作中应尽力避免液泛的发生,并及时进行处理。



漏液



精馏塔的压差都有一定的控制范围,压差太大太小都会使精馏塔的操作变得异常困难。




如何控制精馏塔的压差?


对于干板压降主要从塔本身的设计上来着手:


对于操作中压差的变化:




塔压差的影响因素是多种多样的,分析压差变化的原因时应具体情况具体分析,找出了变化的原因后再施以相应的调整措施以将压差控制好。




然后,了解那些熟悉而又陌生的精馏塔控制……



加压塔压力控制

——气相采出法

顶冷凝器为分凝器(气液相并存)时,塔压一般是靠气相采出量来调节的,在其他条件不变的情况下,气相采出量增大,塔压下降,气相采出量减少,塔压上升。

乙烯厂加氢工段10-C-701塔的压力控制P17003就是采用的气相采出法。

——冷剂调节

塔顶物料为全凝时,靠冷剂量来控制压力,也就是控制回流温度。

——热旁通法

热旁通阀的三个优点:

冷凝器可以安装的比较低,这样就不用设置平台,减少材料,降低成本;

调节灵敏度高,易调节;

调节阀安装的管线可以比较细,可以使用比较小的调节阀,也降低了成本;

——卡脖子法

精细化工厂的偏三甲苯塔是气相卡脖子法,加氢装置的脱碳十塔是液相卡脖子法。


常压塔的压力控制


——常压塔的压力控制(一)

对于塔顶压力在稳定性要求不高的情况下,无需安装压力控制系统,可在精馏设备(回流罐)设一个通大气的管道,以保证塔内压力接近于大气压。

——常压塔的压力控制(二)

对塔顶压力的稳定性要求较高或被分离的物料不能于空气接触时,该塔的压力控制可以采用加压塔的压力控制方法,可以用气相排出法或冷剂法。

——常压塔控制(三)

调节塔釜加热量的方法来控制塔顶压力,化工助剂装置的溶剂精馏塔就是用塔釜加热量来控制压力。

减压塔控制方法

——不凝气回流

当使用电动真空泵时,可以将调节阀安装在真空泵的回流线上,通过控制抽出量来控制塔的真空度。

——冷剂法

当塔的真空借助喷射泵获得时,可以用调节塔顶冷凝器的冷剂量或冷剂温度从而改变尾气量的方法来调节塔的真空度。


——补氮气

在使用电动真空泵时,还可以用补氮气的方式来控制塔压。在真空抽出线上接氮气线,通过调节氮气量来控制真空度。我们新装置精馏部分的四个塔压力都这样控制。



最后,分析并解决问题


问题一

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回答

当然是塔釜的压力高了,一是因为塔釜有蒸汽压力,使易挥发性的物质挥发,所以,汽相物质较多,因而压力较高。而塔顶则因为随着塔高的增加,轻组分的物质会越来越少,所以压力也较低。

回答

这种解释基本是错误的,至少不严密。从现象上分析,塔顶是由轻组分占据,塔釜重组分居多。我们假设忽略因为重力的原因,塔内的物质自然分布,塔顶和塔底还有压差吗?我们知道,精馏塔要建立循环,必须有上升气相和下降液相,液相的下降是依靠重力,那么气相上升靠什么?很多人认为靠塔底的再沸,其实是压差。压差来源于塔顶的冷凝。正是由于塔顶的气相冷凝,产生了小于下一块板的压力,并且逐板传递,才能完成每个塔板上的物质交换。

需要指出的是塔内物质的分布能够代表一定气相物质的压力差在塔内的分布,但是反过来塔的压差分布并不能表示塔内部气相组成的分布。


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