精餾操作是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的分離操作，也是能量消耗較大的化工單元操作之一，結(jié)合我工作中遇到的實(shí)際情況，我從精餾操作的工作原理、精餾塔分類及操作要點(diǎn)三個(gè)方面給大家詳細(xì)介紹一下化工生產(chǎn)過程中的精餾操作工藝單元。
一、精餾工作原理
精餾是化工生產(chǎn)中分離互溶液體混合物的典型單元操作，其實(shí)質(zhì)是多級(jí)蒸餾，即在 一定壓力下，利用互溶液體混合物各組分的沸點(diǎn)或飽和蒸汽壓不同，使輕組分(沸點(diǎn)較低或飽和蒸汽壓較高的組分)汽化，經(jīng)多次部分液相汽化和部分氣相冷凝，使氣相中的輕組分和液相中的重組分濃度逐漸升高，從而實(shí)現(xiàn)分離。
二、精餾單元主要設(shè)備組成
精餾過程的主要設(shè)備有:精餾塔、再沸器、冷凝器、回流罐和輸送設(shè)備等。精餾塔以進(jìn)料板為界，上部為精餾段，下部為提餾段。一定溫度和壓力的混合料液進(jìn)入精餾塔后，輕組分在精餾段向上逐漸濃縮，離開塔頂后全部冷凝進(jìn)入回流罐，一部分作為塔頂產(chǎn)品(也叫餾出液)，另一部分被送入塔內(nèi)作為回流液。回流液的目的是補(bǔ)充塔板上的輕組分，使塔板上的液體組成保持穩(wěn)定，保證精餾操作連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。而重組分在提餾段中向下濃縮后，一部分作為塔釜產(chǎn)品(也叫殘液)，一部分則經(jīng)再沸器加熱后送回塔中，為精餾操作提供定量連續(xù)上升的蒸氣氣流。
三、精餾塔分類
精餾塔按照結(jié)構(gòu)可分為：板式精餾塔和填料精餾塔，我單位均為板式精餾塔，故今天給大家介紹板式精餾塔，填料精餾塔，我也正在研究，后續(xù)再詳細(xì)說明。
板式精餾塔根據(jù)塔板結(jié)構(gòu)又分為：篩板塔、浮閥塔、泡罩塔等多種類型。
精餾操作時(shí)，塔內(nèi)液體依靠重力作用，由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤，然后橫向流過塔板，從另一側(cè)的降液管流至下一層塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。氣體則在壓力差的推動(dòng)下，自下而上穿過各層塔板的氣體通道(泡罩、篩孔或浮閥等)，分散成小股氣流，鼓泡通過各層塔板的液層。在塔板上，氣液兩相密切接觸，進(jìn)行熱量和質(zhì)量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級(jí)接觸，兩相的組成沿塔高梯式變化，在正常操作下，液相為連續(xù)相，氣相為分散相。
四、精餾塔操作要點(diǎn)
操作理論：操作三大平衡
即質(zhì)量平衡、熱量平衡和氣液平衡。只有達(dá)到這三大平衡，精餾塔才能說進(jìn)入一個(gè)正常的操作狀態(tài)，才能按要求產(chǎn)出合格產(chǎn)品。調(diào)整精餾塔的基本思路，就是盡快找到這三大平衡的平衡點(diǎn)。不過這三個(gè)平衡點(diǎn)并非是直觀的，需要我們結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)際情況去核定。質(zhì)量平衡相對(duì)容易找，全部進(jìn)塔量的和等于全部出塔物料量的和，只要把相關(guān)的數(shù)加起來就行了?？墒菤庖浩胶饩涂床灰娏?，塔板上有多少上升氣量、下降液流量，它們之間的比例，塔板上液層高度有多少，都是看不見的。可是有一些現(xiàn)象可以反映出來，如塔頂產(chǎn)品在線分析值、塔壓差、回流罐與塔釜液位等。熱量平衡也是如此。也就是說這三大平衡是有區(qū)別的不可能同時(shí)找到。但它們又是有聯(lián)系的。其中，質(zhì)量平衡是前提，進(jìn)料量和采出量不匹配其他就無從談起。氣液平衡是目標(biāo)，它體現(xiàn)了產(chǎn)品組成，又沒有直接的手段可以控制它。熱量平衡才是我們調(diào)整的主體，它依據(jù)質(zhì)量平衡，通過控制所加載的冷量可以影響冷凝下來回流的液量，通過再沸加熱量可以控制上升蒸汽量，從而影響氣液平衡。實(shí)現(xiàn)連續(xù)精餾分離。
具體操作要點(diǎn)：
1、追求三個(gè)穩(wěn)定：進(jìn)料量和組分穩(wěn)定、塔釜蒸汽溫度穩(wěn)定、塔頂回流比穩(wěn)定。精餾塔加減負(fù)荷過程中一定要速度慢，逐步找到三個(gè)新的平衡點(diǎn)項(xiàng)目才能確保精餾塔穩(wěn)定分離。
2、增負(fù)荷時(shí)，先要增加蒸汽量，再增加塔的進(jìn)料量，最后增加回流量。確保輕組分不被帶入后續(xù)工段。
3、減負(fù)荷時(shí)，精餾塔先減回流量，再減進(jìn)料量，最后減蒸汽量。
4、加減負(fù)荷時(shí)要注意控制塔頂溫度不要超過控制指標(biāo)。
5、再沸器蒸汽加入量增大，同步增加回流量，會(huì)使精餾塔回流比增大。( 回流比=回流量/采出量)對(duì)于重組分脫出有利，但是蒸汽加入量有上限，如果超負(fù)荷液沫夾帶，降低效率，甚至引起液泛。
6、再沸器蒸汽量減少，應(yīng)同步減少回流量，這會(huì)使精餾塔的回流比減少能耗降低，但是分離能力也降低，影響產(chǎn)量質(zhì)量。
7、正常操作中應(yīng)對(duì)蒸汽量、回流量及塔的溫度壓力進(jìn)行綜合判斷，相應(yīng)的調(diào)節(jié)蒸汽和回流量，達(dá)到相對(duì)的動(dòng)態(tài)平衡。
8、實(shí)際操作中主要通過塔釜蒸汽加入量來調(diào)節(jié)塔壓，塔釜壓力低時(shí)可適當(dāng)增加塔釜蒸汽量。
9、塔釜液位低影響再沸器換熱效果。
10、塔釜液位高影響系統(tǒng)循環(huán)，易造成液泛，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞塔內(nèi)件，輕重組分的分離效果也會(huì)受影響。
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