精馏塔回流比控制

回流比回流比实质上就是增加气液分离的次数，增强分离效果而以，是提纯工序中增加产品纯度最有效的方法回流比越大，分离效果越好，产品质量越高，生产能力就越小，能耗越高。

回流比：精馏段内液体回流量与采出量之比，通常用R来表示。

R=L/DR：回流比L：单位时间内从精馏段内某一塔板下降的液体，单位：Kmol/h。

D：单位时间内从精馏塔顶采出的馏出液（产品），单位：Kmol/h。

回流比越大，分离效果越好，产品质量越高，生产能力就越小，能耗越高对某一种需要分离的介质，根据其物料和选用塔型特性，有一个回流比下限，即叫做最小回流比。

在规定的要求下，最小回流比时所需要的理论塔板数将无限大。

对固定分离要求过程，最适宜的回流比确定依据为：回流比减少，生产操作费用减少，但所需的塔板数增加，投资费用增加，反之，增加回流比，减少塔板数，却增加运行费用。

最适宜的回流比是以投资费用和经常运行费用之和在特定的经济条件下为最小。

通常实际生产操作中回流比取最小回流比的1.3—2倍回流：通过整个精馏过程，最终由塔顶得到高纯度，易挥发的组分，由塔顶馏出，塔釜得到基本是难挥发的组分。

精馏六区别于一次蒸馏在于回流，包括塔顶的液相回流及塔底的部分气化造成的液相回流。

回流是构成气液相接触传质传热的必要条件。

没有气液两相的接触也就无从进行质的交换。

当然组分挥发度的差异仍然是精馏过程的基础。

精馏过程中混和液加热所产生的蒸汽由塔顶馏出，进入塔顶分离器，冷凝成液体将其一部分冷凝液返回塔顶，沿塔板下流，这部分液体称为回流液。

将一部分冷凝从塔顶采出作为产品，回流比就是精馏段内液体回流与采出液量之比。

回流比大，分离效果好，产品质量高，回流比过大，生产能力下降，能耗增加，回流比对精馏操作影响很大，直接关系到塔内各层塔板上的物料浓度的改变和温度的分布，最终反映在它的分离效率上。

回流比的调节：主精馏塔的回流比为：2.0-2.5调节的依据是:根据塔的负荷和精甲醇质量,当塔的负荷较轻时,这时塔板比较富余,可以取较低的回流比,比较经济,为了保证精甲醇的质量,精馏段灵敏板的温度可控制略低,反之,则增大回流比,在照顾精甲醇的质量的同时,为保持塔釜温度、灵敏板的温度可控制略高。

精馏塔的控制要求2.1 质量指标混合物分离的纯度是精馏塔控制的主要指标。

在精馏塔的正常操作中，产品质量指标就必须符合预定的要求，即保证在塔底或塔顶产品中至少有一种组分的纯度达到规定的要求，其他组分也应保持在规定的范围内，因此，应当取塔底或塔顶产品的纯度作为被控变量。

但是，在线实时监测产品纯度有一定的困难，因此，大多数情况下是用精馏塔内的“温度和压力”来间接反应产品纯度。

对于二元精馏塔，当塔压恒定时，温度与成分之间有一一对应的关系，因此，常用温度作为被控变量。

对于多元精馏塔，由于石油化工过程中精馏产品大多数是碳氢化合物的同系物，在一定的塔压下，温度与成分之间仍有较好的对应关系，误差较小。

因此，绝大多数精馏塔当塔压恒定时采用温度作为间接质量指标。

2.2 平稳操作为了保证精馏塔的平稳操作，首先必须尽可能克服进塔之前的主要可控扰动，同时缓和一些不可控的主要扰动，例如，对塔进料温度进行控制、进料量的均匀控制、加热剂和冷却剂的压力控制等。

此外，塔的进出物料必须维持平衡，即塔顶馏出物与塔底采出物之和应等于进料量，并且两个采出量的变化要缓慢，以保证塔的平稳操作。

另外，控制塔内的压力稳定，也是塔平衡操作的必要条件之一。

2.3 约束条件为了保证塔的正常、平稳操作，必须规定某些变量的约束条件。

例如，对塔内气体流速的限制，塔内气体流速过高易产生液泛，流速过低会降低塔板效率；再沸器的加热温差不能超过临界值的限制等。

3精馏塔的温度控制精馏塔控制最直接的质量指标是产品的组分，但产品组分分析周期长，滞后严重，因而温度参数成了最常用的控制指标，即通过灵敏板进行控制[3]。

3.1 精馏段温度控制精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处，称为精馏段温控。

适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。

调节手段是根据灵敏板温度，适当调节回流比。

例如，灵敏板温度升高时，则反映塔顶产品组成XD下降，故此时发出信号适当增大回流比，使XD上升至合格值时，灵敏板温度降至规定值。

精馏塔操作中常见的几大问题与控制办法精馏技术广泛应用于各类化学品的生产中，而精馏塔在化工厂也是较为常见的装置之一。

而在实际操作中，大家都会遇到各种各样问题，现与大家分享一下精馏操作中常见的几种问题与控制办法。

1精馏操作中怎样调节塔的压力？影响塔压变化的因素是什么？任何一个精馏塔的操作，都应把塔压控制在规定的指标内，以相应地调节其它参数。

塔压波动过大，就会破坏全塔的物料平衡和气液平衡，使产品达不到所要求的质量。

所以，许多精馏塔都有其具体的措施，确保塔压稳定在适宜范围内。

对于加压塔的塔压，主要有以下两种调节方法：1. 塔顶冷凝器为分凝器时，塔压一般是靠气相采出量来调节的。

在其它条件不变的情况下，气相采出量增大，塔压下降；气相采出量减小，塔压上升。

2. 塔顶冷凝器为全凝器时，塔压多是靠冷剂量的大小来调节，即相当于调节回流液温度。

在其它条件不变的前提下，加大冷剂量，则回流液的温度降低，塔压降低；若减少冷剂量，回流液温度上升，塔压上升。

对于减压精馏塔的压力控制，主要有以下两种方法：1. 当塔的真空借助于喷射泵获得时，可以用调节塔顶冷凝器之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。

当被分离的物料允许与空气接触时，在此控制方案中，蒸汽喷射泵在最大的能力下工作，调节阀装在通大气的管线上，用调节阀开度的大小，调节系统的尾气抽气量，从而达到调节塔的真空度的目的。

2. 当采用电动真空泵抽真空时，调节阀装在真空泵的回流管线上，用调节阀开度的大小来调节系统的尾气抽出量，从而调节塔的真空度。

对于常压塔的压力控制，主要有以下三种方法：1. 对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，应当在精馏设备（冷凝器或回流罐）上设置一个通大气的管道，以保证塔内压力接近于大气压。

2. 对塔顶压力的稳定性要求较高或被分离的物料不能和空气接触时，塔顶压力的控制可采用加压塔塔压的控制方法。

3. 用调节塔釜加热蒸汽量的方法来调节塔釜的气相压力。

精馏塔控制参数制定依据一、操作温度1、一般指塔釜温度、塔顶温度及回流温度2、设置依据（1）塔釜温度：满足塔设计回流比要求；（2）塔顶温度：用于间接反映塔顶产品品质；（3）回流温度：满足塔设计回流温度要求，对塔釜热负荷有影响。

3、控制（1）塔釜温度：塔釜温度控制主要有两种方式，一是以加热调节阀直接控制釜温（适用于塔真空系统稳定及进料组分稳定的情况）。

二是通过控制塔顶塔釜压差简介控制釜温，其优点是更能保障塔回流量的稳定，但对于仪表精度及安装位置合理性要求较高，存在波动或显示失真时容易引起控制失效。

（2）塔顶温度：对于轻重组分相对挥发度较大（或简单理解沸点差较大）的分离体系，塔顶温度能较为直观反映塔顶轻组分纯度情况，因此其温度控制也主要由塔顶采出量进行控制，另外回流温度对塔顶温度也有较大的影响；（3）回流温度：塔顶蒸汽冷却介质的温度及流量进行控制（冷却温度高会导致真空系统带液，冷却温度过低会造成塔釜热负荷增加）。

4、其他说明：生产负荷降低时，塔顶采出量降低，回流比不变情况下，回流量可降低，塔釜操作温度可降低。

二、操作压力1、一般指塔顶压力2、设置依据：设计需要，设计过程提出分离量与分离效果要求，以及热源供应情况，由设计方进行核算，对比一次投资与能耗情况进行选择确定（对应关系为：压力降低（真空度增加），分离效果增加，处理能力降低，压力升高（真空度降低），分离效果降低，处理能力增大）。

3、控制：真空尾气回流调节、真空泵级数调节、真空调节阀调节等；4、其他说明：（1）当塔生产负荷较低时，可能增大塔真空度，以降低能耗，在热源足够情况下，可降低真空，提高塔生产能力。

（2）操作温度与操作压力的关系，操作压力增大，对应的操作温度也要增高（满足回流比要求）。

三、操作液位1、设置依据：（1）对于虹吸式再沸器，其塔釜液位合理范围应为再沸器气相管下平面与再沸器上管板之间。

即保障塔加热器蒸汽正常上升，又最大程度利用换热器的换热面积（对于存在腐蚀的，还能一定程度降低气体冲刷腐蚀作用）；（2）对于卧式再沸器，连续生产应维持液位在釜的中部，使蒸发面达到最大，对于间歇生产的应保障液位不低于换热器列管，不高于釜容积的80%；（3）对于夹套式或盘管式加热，液位应维持在釜上封头与换热管接口之间，使蒸发面最大，换热面积也最大利用。