精馏塔工艺要求和约束条件
要对精馏塔实施有效的自动控制,必须首先了解精馏塔的控制目标。精馏塔的控制目标一般从质量指标、产品产量和能量消耗三方面考虑。任何精馏塔的操作情况同时受约束条件的制约,因此,在考虑精馏塔控制方案时一定要把这些因素考虑进去。
1.质量指标
质量指标(即产品纯度)必须符合规定的要求。一般应使塔顶或塔底产品之一达到规定的纯度,要求另一个产品也应该维持在规定的范围之内,或者塔项和塔底的产品均保证一定的纯度要求。如果产品质量不合格,它的价值就将远远低于合格产品。但决不是说质量越高越好。由于质量超过规定,产品的价值并不因此而增加;在单位进料量的能耗增加到一定数值后,再继续增加塔内的上升蒸汽,则产品回收率就增长不多了。而产品产量却可能下降,同时操作成本主要是能量消耗会增加很多。因此,总的价值反倒下降了。由此可见,除了要考虑使产品符合规格外,还应同时考虑产品的产量和能量消耗。
2.产品产量指标
在达到一定质量指标要求的前提下,应得到尽可能高的产量,从而使产品的回收率提高。这对于提高经济效益显然是有利的。
产品的回收率定义为产品量与进料中该产品组分的量之比。即:
Ri=P/Fzi (8)
生产效益除了产品纯度与产品回收率之间的关系,还必须考虑能量消耗因素。由精馏原理可知,用精馏搭进行混合物的分离是要消耗一定能量的;要使分离的产品质量越高,产品产量越多,所需的能量也就越大。
精馏塔的干扰因素
和其他化工过程一样,精馏是在一定的物料平衡和能量平衡的基础上进行的。一切因素均通过物料平衡和能量平衡影响塔的正常操作。影响物料平衡的因素包括进料量和进料成分的变化,顶部馏出物及底部出料的变化。影响能量平衡的因素主要是进料温度或热焓的变化,再沸器加热量和冷凝器冷却量的变化,此外还有塔的环境温度等变化。同时,物料平衡和能量平衡之间又是相互影响的。要了解这些因素是如何影响精馏塔操作的,首先必须分析它的静态规律,即研究其静态特性。从而分析上述因素对精馏塔的动态影响。在精馏塔的控制中,往往都设有压力调节系统,来保持塔内压力的恒定。
1.精馏塔中静态关系的分析
图15为精馏塔的物料流程图,可简单地视其于为二元精馏。则从物料平衡和能量关系出发,可得出它的总的物料平衡关系为
F=D+B (9)
轻组分的物料平衡关系为
Fz=Dy+Bx (10)
式中,F、D和B分别为进料量、顶部馏出物量和塔底产品;z、y和x分别为进料、顶部馏出物和底部产品中轻组分的含量。由以上两式,可明显看出进料量F在产品中的分配量(即D/F)是决定顶部和底部产品中轻组分含量y和x的关键因素。
静态下精馏塔的能量关系为
QH+FHF=QC+DHD+BHB (11)
式中,QH为再沸器加热量,QC为冷凝器冷却量,HP、HD和HB分别为进料顶部、底部产品的比热熔。在式中,每一项都影响着塔内上升蒸汽的流量V。对于一个既定的塔来讲,V与F之比与塔的分离度S有关。即V/F一定时意味着塔分离度也一定。
酒精精馏塔又称为蒸馏塔,是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。很多人只是听说过精馏塔,可是对于它的内部结构不了解。
再沸器
采用蒸汽或其他高温气体加热的再沸器,蒸汽或高温气管道上设置流量集中显示、控制阀,根据釜温调节汽(气)量;提馏段温度是衡量质量指标的间接指标,而以改变再沸器加热量作为控制手段的方案,就是提馏段温控。立式再沸器壳程走蒸汽时,也可在冷凝水管道上设置控制阀。采用液体加热的再沸器,加热液体的管道上设置控制阀,依据加热液体温度和釜温来调节加热液体流量,在控制阀前设置过滤器。
精馏塔是精馏法提纯四、的主要设备,它由塔釜、塔柱和塔头三部分组成。精馏塔有多种。(1)按材料分。按材料分,常见的有三种:石英玻璃精馏塔、不锈钢精馏塔和不锈钢聚四氟塑料衬里精馏塔。 酒精精馏塔是石油及化工生产中重要的设备之一,通过气(或汽)液或液液两相的紧密接触,达到相间传质和传热的目的,实现混合物系的分离提纯。由上述分析可以看出,进料流量和进料成分的波动是精馏塔操作的主要干扰,这个干扰往往不可控。以上信息由专业从事酒精精馏塔供应的无锡宝德金装备于2024/4/18 11:08:37发布
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