当前位置:文档之家› 精馏塔操作基本知识

精馏塔操作基本知识

精馏塔操作基本知识
精馏塔操作基本知识

精馏操作基本知识

1、何为相和相平衡:

答:相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分,不同相之间往往有一个相界面,把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起,水为液相,冰为固相。一般情况下,物料在精馏塔内是气、液两相。

在一定的温度和压力下,如果物料系统中存在两个或两个以上的相,物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化,我们称系统处于平衡状态。平衡时,物质还是在不停地运动,但是,各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化,当条件改变时,将建立起新的相平衡,因此相平衡是运动的、相对的,而不是静止的、绝对的。比如:在精馏系统中,精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时,要进行传热、传质,其结果是气体部分冷凝,形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化,形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的,当气液两相达到平衡时,其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。

2、何为饱和蒸汽压?

答:在一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压,它随温度的升高而增加。众所周知,放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里,并抽走上方的空气,当水不断蒸发时,水面上方气相的压力,即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是,当温度一定时,气相压力

最中将稳定在一个固定的数值上,这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。

应当注意的是,当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是,液相的水分子仍然不断地气化,气相中的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,气体和液体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时,气液两相即达到了相平衡。

3、何为精馏,精馏的原理是什么?

答:把液体混合物进行多次部分汽化,同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝,使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。

为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝,就能分离为纯或比较纯的组分呢?对于一次汽化,冷凝来说,由于液体混合物中所含的组分的沸点不同,当其在一定温度下部分汽化时,因低沸点物易于气化,故它在气相中的浓度较液相高,而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时,因高沸点物易于冷凝,使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高,而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。如果多次的这样进行下去,将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分,在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见,多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。

液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量,我

们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用,也就是使气液两相直接接触,在传热同时进行传质。为了满足这一要求,在实践中,这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设备中进行的。所谓逆流,就是因液体受热而产生的温度较高的气体,自下而上地同塔顶因冷凝而产生的温度较低的回流液体(富含低沸点组分)作逆向流动。塔内所发生的传热传质过程如下1)气液两相进行热的交换,利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得的液体混合物;2)气液两相在热交换的同时进行质的交换。温度较低的液体混合物被温度较高的气体混合物加热二部分汽化。此时,因挥发能力的差异(低沸点物挥发能力强,高沸点物挥发能力差),低沸点物比高沸点物挥发多,结果表现为低沸点组分从液相转为气相,气相中易挥发组分增浓;同理,温度较高的气相混合物,因加热了温度较低的液体混合物,而使自己部分冷凝,同样因为挥发能力的差异,使高沸点组分从气相转为液相,液相中难挥发组分增浓。

精馏塔是由若干塔板组成的,塔的最上部称为塔顶,塔的最下部称为塔釜。塔内的一块塔盘只进行一次部分汽化和部分冷凝,塔盘数愈多,部分汽化和部分冷凝的次数愈多,分离效果愈好。

通过整个精馏过程,最终由塔顶得到高纯度的易挥发组分,塔釜得到的基本上是难挥发的组分。

4、什么是露点?

答:把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却,当冷却到某一温度时,产生的第一个微小的液滴,此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温

度,简称露点。处于露点温度下的气体称为饱和气体。从精馏塔顶蒸出的气体温度,就是处在露点温度下。值得注意的是:第一个野地不是纯组分,塔时露点温度下与气相平衡的液相,其组成有相平衡关系决定。由此可见,不同组成的气体混合物,塔的露点是不同的。

5、什么是泡点?

答:液体混合物在一定压力下加热到某一温度时,液体中出现的第一个很小的气泡,即刚开始沸腾时的温度叫该液体在指定压力下的泡点温度,简称泡点。处于泡点温度下的液体称为饱和液体,即精馏塔的釜温温度。应该说明,这第一个很小的气泡,也不是纯组分,它的组成也是有相平衡关系决定的。

6、什么是沸点?

答:当纯液体物质的饱和蒸汽压等于外压时,液体就会沸腾,此时的温度叫做该液体在指定压力下的沸点。纯物质的沸点是随外界压力的变化而改变的。当外界压力增大时,沸点升高,外界压力降低时,沸点降低。对于纯物质来说,在一定压力下,泡点、露点、沸点均为一个数值。

7什么是潜热?

答:单位重量的纯物质在相变(在没有化学反应的条件下,物质发生了相态的改变,称相变。如水结成冰或水汽化成水蒸气等成为相变过程。)过程吸收或放出的热叫潜热。如1公斤水由液态受热变成水蒸气的过程中所吸收的热叫水的汽化潜热,常用单位为千卡/公斤。值得注意的是,在相变时温度和压力都是不变的,否则不能称之为潜热。因此,在说潜热数值时,要说明在什么温度什么压力下,进行何种相变过程。如1公

斤水在760毫米汞柱压力,100摄氏度下汽化,汽化潜热为539.6千卡。相反,在此条件下,水蒸汽冷凝释放出来的热,称为冷凝潜热,数值与上相等。混合物的潜热可以实测或计算,其数值的大小除了和组分的性质有关外,还和组分的含量有关,不是一个固定的数值。

8、什么是显热?

答:纯物质在不发生相变和化学反应的条件下,因温度的改变而吸收或放出的热量叫显热。

9什么是回流比

答:在精馏过程中,混合液加热后所产生的蒸汽由塔顶蒸出,进入塔顶冷凝器。蒸汽在此冷凝(或部分冷凝)成液体,将其一部分冷凝液返回塔顶沿塔板下流,这部分液体叫做回流液;将另一部分冷凝液(或未凝蒸汽)从塔顶采出,作为产品。回流比就是回流液量与采出量的重量比,通常以通常以R来表示,即

R=L/D

式中R-回流比

L-单位时间内塔顶回流液体量,公斤/小时。

D-单位时间内塔顶采储量,公斤/小时。

10、什么是最小回流比?

答:在规定的分离精度要求下,即塔顶、塔釜采出的组成一定时,逐渐减少回流比,此时所谓的理论板数逐渐增加。当回流比减少到某一数值时,所需的理论板数增加至无数多,这个回流比的数值,成为完成该项预定分离任务的最小回流比。通常操作时的实际回流比取为最小回流比

的1.3~2倍。

11、什么是全回流?

答:在精馏操作中,把停止塔进料、塔釜出料和塔顶出料,将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作,成为全回流。全回流操作,多半用在精馏塔的开车初期,或用在生产不正常时精馏塔的自生循环操作中。

12、最适宜回流比是怎样确定的?

答:对固定分离要求的过程来说,当减少回流比时,运转费用(主要表现在塔釜加热量和塔顶冷量)将减少,所需塔板数将增加,塔的投资费用增大;反之,当增加回流比时,可减少塔板数,却增加了运转费用。因此,在设计时应选择一个最适宜的回流比,以使投资费用和经常运转的操作费用之和在特定的经济条件下最小,此时的回流比称之为最适宜回流比。最适宜回流比取为最小回流比的1.3~2倍。

13、什么是精馏塔的压力降?

答:所谓精馏塔的压力降,就是平时所说的塔釜和塔顶的压力差。对板式塔来说,塔板压降主要是由三部分组成的,即干板压力降、液层压力降和克服液体表面张力的压力降。塔釜与塔顶的压力差是全塔每块塔板压力降的总和。

所谓干板压力降,就把精馏塔内上升的气体(或蒸汽)通过没有液体存在的塔板时,所产生的压力降;当气体穿过每层塔板上的液体层时产生的压力降,叫做液层压力降;气体克服液体表面张力所产生的压力降,叫液体表面张力压力降。

对于固定的塔来说,在正常操作中,塔压力降主要随上升气体的流速大

小而变化,有经验表明,塔压力降与气体流速的平方成正比。

14、什么是空塔速度?它与孔速有什么关系?

答:空塔速度是指单位时间内精馏塔上升蒸汽的体积与塔截面积的比,即塔内上升蒸汽在单位时间内流动的距离。单位为米3/秒。米2或米/秒。公式为:W=VsAa

式中

W—空塔速度,米/秒;

Vs—上升蒸汽体积流量,米3/秒;

Aa—塔的总截面积,米2。

∵Aa=0.785D2

(D是塔内径,米)

∴W=Vs/0.785D2

孔速度是指单位时间内通过升气孔道的上升蒸汽的体积与孔道总截面的比,即上升气体穿过升气孔道的流速,单位为米3/秒。米2或米/秒,公式:W孔=Vs/AT

式中:W孔—孔速度,米/秒;

AT—升气孔道总截面积,米2。

因为升气孔道总截面积是由塔板开孔率决定的,设开孔率为Φ,

则式为:W孔=Vs/0.785D2Φ=W/Φ

空塔速度是影响精馏操作的重要因素之一。对于已经确定的塔来说,如果在允许的范围内提高空塔速度,则能提高塔的生产能力。当空塔速度提高到一定限度时,气液两相在塔板上因接触时间过短,而且会产生严重的雾沫夹带,破坏塔的正常操作。一般是以雾沫夹带量不大于10%来确定空塔速度,称为最大允许速度。

当空塔速度过低时,不利于气体穿过孔道,甚至托不住上层塔板的液体,塔板上的液体可以经升气孔倒流至下层塔板,这种现象称之为液体泄漏。泄漏严重时,会降低精馏塔的分离效果,特别是筛板塔、浮阀塔、舌形塔,尤其是这样。

15、什么是塔的开孔面积?开孔率是怎样确定的?

答:在精馏塔内流动着从下往上的蒸汽和从上往下的液体,而且它们要同时通过每层塔板。气体通过塔板的通道叫升气孔道,升气孔道的总截面积就是每块塔板的开孔面积。浮阀塔的开孔面积就是所有浮阀孔截面积的总和。

开孔截面积的选定,就是根据生产负荷的大小和允许蒸汽的速度确定的。通常所说的开孔率就是选定的开孔面积和空塔总截面积的比值,以Φ表示,即:

Φ=AT/Aa×100%

式中Φ—开孔率

AT—开孔总截面积,米2

Aa—空塔总截面积,米2

有时为了适应塔中各板或各段不同的气体负荷,设计时可以选用不同的

开孔率。开孔率不同,其传质效率也不同。另外,开孔率对塔的处理能力也有很大的影响。在相同塔径中,处理能力随开孔率的增加而相应的提高;对于同一处理能力而言,开孔率增加,则塔径可以减小,因此开孔率是设计中的重要指标之一。

16、什么是液泛?

答:在精馏操作中,下层塔板上的液体涌至上层塔板,破坏了塔的正常操作,这种现象叫做液泛。

液泛形成的原因,主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大,超过了最大允许速度所造成的。另外在精馏操作中,也常常遇到液体负荷太大,使溢流管内液面上升,以至上下塔板的液体连在一起,破坏了塔的正常操作的现象,这也是液泛的一种形式。以上两种现象都属于液泛,但引起的原因是不一样的。

17、什么是雾沫夹带?

答:雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。在传质过程中,大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中,从而降低产品的质量,同时会降低传质过程中的浓度差,只是塔板效率下降。对于给定的塔来说,最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上升速度。影响雾沫夹带量的因素很多,诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学性质等。同时还必须指出:雾沫夹带量与捕集装置的结构也有很大的关系。虽然影响雾沫夹带量的因素很多,但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。对于固定的塔来说,雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。但是,如果增大塔板间

的距离,扩大分离空间,则相应提高空塔速度。

18、什么是液体泄漏?

答:塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。在精馏操作中,如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层,甚至低于液层所具有的位能,这时就会托不住液体而产生泄漏。

空塔速度越低,泄漏越严重。其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板,不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去,致使塔板效率下降。因此,塔板的适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的,正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%。泄漏量的大小,亦是评价塔板性能的特性之一。筛板、浮阀塔板和舌形塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。

19、什么是操作弹性?

答:操作弹性是指上升气体速度的最小允许值(负荷下限)到最大允许值(负荷上限)之间的范围。上升气体速度在此范围变动时,精馏塔能在一定的分离效果下,维持正常的操作。

前面已经谈过,精馏塔的负荷上限是以上升蒸汽的雾沫夹带量不超过蒸汽流量的10%为限制;负荷下限是以塔板上液体的泄漏量不超过液体流量的10%为限制。

一般的说,浮阀塔操作弹性最大,有的试验表明负荷上限与负荷下限之比可达7~9左右,泡罩塔次之,筛板塔最小。应当注意的是,当上升气体速度变化时,塔板效率要变化,这会引起分离效果发生变化。

20、什么是返混现象?

答:在有降液管的塔板上,液体横过塔板与气体呈错流状态,液体中易挥发组分的浓度降沿着流动的方向逐渐下降。但是当上升气体在塔板上是液体形成涡流时,浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起,破坏了液体沿流动方向的浓度变化,这种现象较做返混现象。返混现象能导致分离效果的下降。

返混现象的发生,受到很多因素的影响,如停留时间、液体流动情况、流道的长度、塔板的水平度、水力梯度等。

21、什么是物料平衡?物料平衡在精馏操作中的意义是什么?

答:物料平衡是质量不灭和转换守恒定律在化工上的应用。对于任何一个生产过程来说,按重量计,物料转化量应为产品生成量和物料损失量之和。

通过物料衡算,可以知道原料转化为产品的情况及损失量的大小,以便寻求改善的途径。物料衡算对整个过程或过程的某个阶段同样适用;可对参与过程的全部物质进行衡算,也可以对任意组分进行衡算。

在操作中随时掌握精馏塔的物料平衡情况对于一个操作工来说是一个最基本和最起码的要求。物料平衡掌握不好,一种是进料多,采出少;另一种是进料少,采出多。这两种情况都不是正常操作,影响产品的质量和数量。

因此,为了使精馏塔处于最佳条件下操作,为了提高产品的质量和数量,降低能耗,减少加工损失,在实际操作中必须经常进行物料衡算,调整操作。

22、什么是最适宜的进料板位置?

答:最适宜的进料板位置就是指在相同的理论板数和同样的操作条件下,具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。

在化学工业中,多数精馏塔都设有两个以上的进料板,调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。当进料组分中的轻关键组分比正常操作较低时,应将进料板的位置向下移,以增加精馏段的板数,从而提高精馏段的分离能力。反之,进料板的位置向上移,则是为增加提馏段的板数,以提高提馏段的分离能力。

总之,在进料板上进料组分中轻关键组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻关键组分的含量,而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。这样就使进料后不至于破坏塔内各层塔板上的物料组成,从而保持平稳操作。

23、什么是塔板效率?

答:在精馏塔的实际操作中,由于受到传质时间和传质接触面积的限制,不能达到气液平衡状态,即塔板上蒸汽中所含的低沸点组分的浓度较与液相达到平衡时的蒸汽中所含的低沸点组分的浓度要低,因此一块实际塔板的作用总不及一块理论塔板的作用。从这个概念出发,塔板效率可以表示为理论板数与实际板数之比。

影响塔板效率的因素主要有:(1)气相与液相交换的快慢;(2)塔板上气液相混合的程度;(3)上升蒸汽夹带液体雾滴进入上层塔板的数量和塔板的液体泄漏量。

上述三方面的因素又受塔板的设计和布置,操作条件以及所处理物料的

物理性能等影响。塔板的设计和布置包括:塔板几何尺寸,塔板间距,溢流堰高度,开孔率,升气孔的排列等。操作条件包括:上升蒸汽速度,塔板上液体停留的时间,温度和压力等。处理物料的物理性能包括:相对挥发度,蒸汽与液体的粘度和重度,扩散系数和表面张力等。附带指出,物料的物理性质随塔中操作温度和压力的不同而变化。

生产中,选择塔板型式时,塔板应满足如下要求(1)板效率高;(2)生产能力大,即允许的气液相负荷都较高,使尺寸较小的塔能完成较大的生产任务;(3)操作稳定,操作弹性好;(4)经济耐用,消耗钢材少;(5)便于操作和检修。

24、什么是填料的当量高度?

答:填料的当量高度也叫填料的等板高度。相当于一层理论板分离程度所需的填料高度,亦可论述为与一层理论塔板的作用相当的填料高度。

25、什么是填料的喷淋密度?

答:填料的喷淋密度也叫液体的质量速度。每小时每平方米塔的横截面所喷淋的液体千克质量数。

26、什么是填料层的持液量?

答:填料层操作时,在填料空隙中及填料表面上所积存的液量称为持液量,其表示单位为(m3液体/m3塔容积)。持液量可分为两部分:(1)静持液量:当填料塔停止喷淋液体及停止排滴后塔内所积持的液量称为静持量。净持量只取决于填料的特性和液体的性质,而与液体喷淋量无关。

(2)动持量:当填料塔停止喷淋液体后排出来的液体量称为动持量。

动持量除了与填料及液体特性有关外,还与液体的喷淋密度有关,但在载点以下时,与气速无关。静持量与动持量之和,即为总持液量。27、什么是填料塔?有什么优、缺点?

答:填料塔在塔内装有一定高度的填料,属于气液连续接触的传质设备。塔内的上升蒸汽沿着填料的孔隙由下而上的流动;塔顶留下的液体沿着填料表面自上而下的流动。气液两相间的物质与热的传递,是借助于在填料表面上形成较薄的液膜表面进行的。

填料塔突出的优点是:流体流动的阻力小,结构简单,钢材用量少,造价低,安装检修方便,填料便于用耐腐蚀的材料制成。

28、在使用填料时都有哪些要求?

答:首先,由于填料和塔壁之间的缝隙较填料层中间的缝隙为大,故液体容易向塔壁流动而影响传质效果,通常称这为边壁效应。过去认为,填料直径越大,边壁效应越严重。一般填料塔要求塔径D与填料直径d 之比大于10:1。对于高塔而言,则边壁效应更为严重,因此,常用分段填装或用液体再分布起来解决这一问题。一般情况下,填料装填的高度H与填料塔径之比为2~6是较为适宜。

其次,对填料的排序也有要求。当D/d大于8时,填料最好采用整齐排放。当填料乱堆时,设备内应先加水,然后把填料放到水中,以免破碎造成堵塞,填料装完后,再把水放掉。

第三,当填料塔停车后,应检查填料的破损和污染情况,并决定清洗或更换。

29、浮阀塔板的结构是怎样的?是怎样工作的?

答:浮阀塔是我国近十余年来广为使用的一种新型企业传质设备。目前它广泛应用在石油化工中,并取得了令人满意的效果。

浮阀塔的结构较为简单,主要结构有受液盘,降液管,溢流堰,浮阀和塔板。

30、浮阀塔板有哪些优缺点?

答:浮阀塔板的性能兼有泡罩塔板与多孔塔板的优点,并改进了它们的缺点。泡罩塔板由于齿缝开度是固定的,因此其对蒸汽负荷变动的适应性能不好。汽速小时,气液接触不好,气速大时,又易使蒸汽吹开液体。多孔塔板虽然结构简单,处理能力大,但操作弹性比较小,对于浮阀塔来说,阀片的开度则随汽速而变。低气速时,阀片在重力作用下自动落下,以减少泄漏。所以,浮阀塔的效率较高,操作弹性大,能较好的适应进料量的变化,有实验表明,其最大负荷与最小负荷的比可达到7~9左右。浮阀塔结构简单,自由截面积较大,造价比泡罩塔降低12~15%,处理能力比泡罩塔板提高20~40%左右。由于浮阀塔板的蒸汽是水平吹入液层,因此,气液搅动较好,雾沫夹带小,接触时间长,传质效果好,其效率比泡罩塔板药膏15%。

浮阀塔板的主要缺点是蒸汽沿上升蒸汽气孔的周边喷出,仍然有液体的逆向混合,因而会降低传质效率。另外,阀片容易被卡住、锈住或粘住,影响开启。

31、塔高、塔径对产量和质量有什么影响?

答:塔径主要影响生产能力,塔高主要影响产品纯度。

塔径与生产能力的关系可以用下式来说明。

D=(v/0.785w)1/2

式中

D----塔的直径,米;

v----塔内蒸汽的体积流量,米3/秒

w----空塔流速,米/秒。

对一定的塔来说,空塔流速是有一定限制的。在一定的空塔速度下,塔内蒸汽的体积流量越大,则需要的塔径越大;同理,塔径越大,则允许的塔内蒸汽负荷越大,即生产能力越大,因此塔径是影响生产能力的主要因素。

塔的高度,在板效率和板间距确定的情况下,决定与实际塔板数。而实际塔板数又是由最小理论塔板数决定的。最小理论塔板数愈多,而实际塔板数也愈多。

塔径、塔高对生产的影响是辩证地,不可截然分开的。例如,增加塔高,则可减少回流比,从而提高生产能力;而增加塔径,则可加大回流比,达到降低塔高的目的。

32、精馏操作的影响因素有哪些?

答:除了设备问题以外,精馏操作过程的影响因素主要有以下几个方面:塔的温度和压力(包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的塔板);进料状态;进料量;进料组成;进料温度;塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量;回流量;塔顶冷剂量;塔顶采出量和塔底采出量。塔的操作就是按照塔顶和塔底产品的组成要求来对这几个影响因素进行调节。

33、精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响?

答:塔的设计和操作都是基于一定的压力下进行的,因此一般的精馏塔总是先要保持压力的恒定。塔压波动对塔的操作将产生如下的影响。(1)

响产品质量和物料平衡

改变操作压力,将使每块塔板上的气液相平衡的组成发生改变。压力升高,则气相中的重组份减少,相应的提高了气相中的轻组分的浓度;液相中的轻组分含量增加,同时也改变了气液相的重量比,使液相量增加,气相量减少。总的结果是:塔顶馏分中的轻组分浓度增加,但数量却相对减少;釜液中的轻组分浓度增加,釜液量增加。同理,压力降低,塔顶馏份的数量增加,轻组分浓度降低;釜液量减少,轻组分浓度减少。正常操作中应保持恒定的压力,但若操作不正常,引起塔顶产品中重组分浓度增加时,则可采用适当升高操作压力的办法,使产品质量合格,但此时液相中轻组分的损失增加。

(2)

变组分间的相对挥发度

压力增加,组分间的相对挥发度降低,分离效率下降,反之亦然。(3)改变塔的生产能力

压力增加,组分的重度增大,塔的处理能力增大。

(4)塔压的波动

这将引起温度和组成间对应关系的混乱。我们在操作中经常以温度作为衡量产品质量的间接标准,但这只有在塔压恒定的情况下才是正确的。当塔压改变时,混合物的露点、泡点发生改变,引起全塔的温度分布发

生改变,温度和产品质量的对应关系也将发生改变。

从以上分析来看,改变操作压力,将改变整个塔的工作状况,因此在正常操作中应维持恒定的压力,只有在塔的正常操作受到破坏时,才可以根据上述分析,在工艺指标允许的范围内,对塔的压力进行适当的调整。应当指出,在精馏操作过程中,进料量、进料组成和进料温度的改变,塔釜加热蒸汽量的改变、回流量、回流温度、塔顶冷剂量的改变以及塔板的堵塞等,都有可能引起塔压的波动,此时我们应先分析塔压波动的原因,及时处理,使操作恢复正常。

34、进料状态对精馏操作有什么影响?

答:进料情况有五种(1)冷进料;(2)泡点进料;(3)气液混合进料;(4)饱和蒸汽进料;(5)过热蒸汽进料。为了便于分析,令

每公斤分子进料液体变成饱和蒸所需热量

δ=

每公斤分子进料的汽化潜热

从上式可以看出:冷进料时δ>1,泡点进料时δ=1,气液混合进料时0<δ<1,饱和蒸汽进料时δ=0,过热蒸汽进料时δ<0。

当进料状况发生变化(回流比、塔顶馏出物的组成为规定值)时,δ值也将发生变化,这直接影响到提馏段回流量的改变,从而使提馏段操作线方程式改变,进料板的位置也随之改变,δ线位置的改变,将引起理论塔板数和精馏段、提馏段塔板数分配的改变。对于固定进料状况的某个塔来说,进料状况的改变,将会影响到产品质量及损失情况的改变。例如,某塔应为泡点进料,当改为冷液进料时,则精馏段塔板数过多,

提馏段塔板数不足,结果是塔顶产品质量可能提高,而釜液中的轻组分的蒸出则不完全。若改为气液混合进料或者饱和蒸汽、过饱和蒸汽进料,则精馏段的塔板数不足,提馏段的塔板数过多,其结果是塔顶产品种重组分含量超过规定,釜液中轻组分含量比规定值低,同时增加了塔顶冷剂的消耗量,减少了塔釜的热剂消耗。

生产中多用泡点进料,此时,精馏段、提馏段上升蒸气的流量相等,故塔径也一样,设计计算也比较方便。

35、进料量的大小对精馏操作有什么影响?

答:进料量的大小对精馏操作的影响可分为下述两种情况来讨论。

(1)进料量变动范围不超过塔顶冷凝器和加热釜的负荷范围时,只要调节及时得当,对顶温和釜温不会有显著的影响,而只影响塔内上升蒸汽速度的变化。进料量增加,蒸汽上升的速度增加,一般对传质是有利的,在蒸汽上升速度接近液泛速度时,传质效果为最好。若进料量再增加,蒸汽上升速度超过液泛速度时,则严重的雾沫夹带会破坏塔的正常操作。进料量减少,蒸汽上升速度降低,对传质是不利的,蒸汽速度降低容易造成漏液,降低精馏效果。因此,低负荷操作时,可适当的增大回流比,提高塔内上升蒸汽的速度,以提高传质效果。应该说明,上述结论是以进料量发生变动时,塔顶冷剂量或釜温热剂量均能作相应的调整为前提的。

(2)进料的变动范围超出了塔顶冷凝器或加热釜的负荷范围,此时,不仅塔内上升蒸汽的速度改变而且塔顶温度、塔釜温度也会相应的改变,致使塔板上的气液相平衡组成改变,塔顶和塔釜馏分的组成改变。

例如,液相进料时,若进料量过大,则引起提馏段的回流也很快增加,在热剂不够的前提下,将引起提馏段温度降低,釜温中轻组分浓度增大,釜液的流量增大,这同时也会引起上升蒸汽中轻组分量增加,致使全塔温度下降,顶部馏出物中的轻组分纯度提高。

当气液两相混合进料时,若进料量突然增加过快,将使精馏段内蒸汽量突然增加,同时使提馏段内回流液量也突然增加,在冷剂、热剂不够的前提下,前者是精馏段的温度上升,后者是提馏段的温度下降;前者引起塔顶馏分中重组份浓度增加,使产品质量不合格,后者引起塔釜馏份中轻组分的浓度增加,损失加大。

当全部为气相进料,进料量突然增加过大时,首先应想到是精馏段内上升蒸汽的量突然增加,随之而来的是塔顶的气相馏出物量增加,回流比减小,塔顶温度上升,提馏段的温度上升。前者使塔顶产品中重组分含量增加,塔内回流液体中中组份含量也增加;后者使塔底产品中重组份的浓度增加。

综上所述,不管进料状况如何,进料量过大的波动,将会破坏塔内正常的物料平衡和工艺条件,造成塔顶、塔釜产品质量不合格或者物料损失增加。因此,应尽量使进料量保持平衡,即使在需要调节时,也应该缓慢进行。

36、进料组成的变化对精馏操作有什么影响?

答:进料组成的变化,直接影响精馏操作,当进料中重组分的浓度增加时,精馏段的负荷增加。对于固定了精馏段板数的塔来说,将造成重组份带到塔顶,使塔顶产品质量不合格。

影响精馏塔操作问答题

1、影响精馏塔操作?影响精馏操作的因素有以下几种:(1)回流比的影响;(2)进料状态的影响;(3)进料量大小的影响;(4)进料组成变化的影响;(5)进料温度变化的影响;(6)塔顶冷剂量大小的影响;(7)塔顶采出量大小的影响;(8)塔底采出量大小的影响。 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,将会影响产品质量和损失。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:l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,造成了系列的波动。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,容易造成重

组分带到塔顶,使塔顶产品不合格,若进料中轻组分增加,提馏段负菏就会加重,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、物料平衡都会发生改变。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,操作有何影响?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,引起产品不合格。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

精馏工艺操作基本知识

精馏工艺操作基本知识 1、何为相和相平衡: 答:相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分,不同相之间往往有一个相界面,把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起,水为液相,冰为固相。一般情况下,物料在精馏塔内是气、液两相。 在一定的温度和压力下,如果物料系统中存在两个或两个以上的相,物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化,我们称系统处于平衡状态。平衡时,物质还是在不停地运动,但是,各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化,当条件改变时,将建立起新的相平衡,因此相平衡是运动的、相对的,而不是静止的、绝对的。比如:在精馏系统中,精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时,要进行传热、传质,其结果是气体部分冷凝,形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化,形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的,当气液两相达到平衡时,其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。 2、何为饱和蒸汽压? 答:在一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压,它随温度的升高而增加。众所周知,放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里,并抽走上方的空气,当水不断蒸发时,水面上方气相的压力,即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是,当温度一定时,气相压力

最中将稳定在一个固定的数值上,这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。 应当注意的是,当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是,液相的水分子仍然不断地气化,气相中的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,气体和液体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时,气液两相即达到了相平衡。 3、何为精馏,精馏的原理是什么? 答:把液体混合物进行多次部分汽化,同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝,使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。 为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝,就能分离为纯或比较纯的组分呢?对于一次汽化,冷凝来说,由于液体混合物中所含的组分的沸点不同,当其在一定温度下部分汽化时,因低沸点物易于气化,故它在气相中的浓度较液相高,而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时,因高沸点物易于冷凝,使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高,而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。如果多次的这样进行下去,将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分,在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见,多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。 液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量,我

精馏塔操作技巧基本学习知识

精馏操作基本知识 1、何为相和相平衡: 答:相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分,不同相之间往往有一个相界面,把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起,水为液相,冰为固相。一般情况下,物料在精馏塔内是气、液两相。 在一定的温度和压力下,如果物料系统中存在两个或两个以上的相,物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化,我们称系统处于平衡状态。平衡时,物质还是在不停地运动,但是,各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化,当条件改变时,将建立起新的相平衡,因此相平衡是运动的、相对的,而不是静止的、绝对的。比如:在精馏系统中,精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时,要进行传热、传质,其结果是气体部分冷凝,形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化,形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的,当气液两相达到平衡时,其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。 2、何为饱和蒸汽压? 答:在一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压,它随温度的升高而增加。众所周知,放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭容器里,并抽走上方的空气,当水不断蒸发时,水面上方气相的压力,即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是,当温度一定时,气相压力

最中将稳定在一个固定的数值上,这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。 应当注意的是,当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是,液相的水分子仍然不断地气化,气相中的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,气体和液体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时,气液两相即达到了相平衡。 3、何为精馏,精馏的原理是什么? 答:把液体混合物进行多次部分汽化,同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝,使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。 为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝,就能分离为纯或比较纯的组分呢?对于一次汽化,冷凝来说,由于液体混合物中所含的组分的沸点不同,当其在一定温度下部分汽化时,因低沸点物易于气化,故它在气相中的浓度较液相高,而液相中高沸点物的浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时,因高沸点物易于冷凝,使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高,而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。如果多次的这样进行下去,将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分,在气相中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见,多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。 液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量,我

影响精馏操作的主要因素及常见问题

影响精馏操作的主要因素 1.物料平衡的影响和制约 根据精馏塔的总物料衡算可知,对于一定的原料液流量F和组成xF,只要确定了分离程度xD 和xW,馏出液流量D和釜残液流量W也就被确定了。 采出率D/F: D/F=(xF-xW)/(xD-xW) 不能任意增减,否则进、出塔的两个组分的量不平衡,必然导致塔内组成变化,操作波动,使操作不能达到预期的分离要求。 在精馏塔的操作中,需维持塔顶和塔底产品的稳定,保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。 2、塔顶回流的影响 回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素,生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。当回流比增大时,精馏产品质量提高; 当回流比减小时,xD减小而xW增大,使分离效果变差。 回流比增加,使塔内上升蒸汽量及下降液体量均增加,若塔内汽液负荷超过允许值,则可能引起塔板效率下降,此时应减小原料液流量。 调节回流比的方法可有如下几种。 (1)减少塔顶采出量以增大回流比。 (2)塔顶冷凝器为分凝器时,可增加塔顶冷剂的用量,以提高凝液量,增大回流比。 (3)有回流液中间贮槽的强制回流,可暂时加大回流量,以提高回流比,但不得将回流贮槽抽空。 必须注意,在馏出液采出率D/F规定的条件下,籍增加回流比R以提高xD的的方法并非总是有效。 加大操作回流比意味着加大蒸发量与冷凝量,这些数值还将受到塔釜及冷凝器的传热面的限制。 3.进料热状况的影响

当进料状况(xF和q)发生变化时,应适当改变进料位置,并及时调节回流比R。一般精馏塔常设几个进料位置,以适应生产中进料状况,保证在精馏塔的适宜位置进料。如进料状况改变而进料位置不变,必然引起馏出液和釜残液组成的变化。 进料情况对精馏操作有着重要意义。常见的进料状况有五种,不同的进料状况,都显著地直接影响提馏段的回流量和塔内的汽液平衡。 精馏塔较为理想的进料状况是泡点进料,它较为经济和最为常用。 对特定的精馏塔,若xF减小,则将使xD和xW均减小,欲保持xD不变,则应增大回流比。 4.塔釜温度的影响 釜温是由釜压和物料组成决定的。精馏过程中,只有保持规定的釜温,才能确保产品质量。因此釜温是精馏操作中重要的控制指标之一。 提高塔釜温度时,则使塔内液相中易挥发组分减少,同时,并使上升蒸汽的速度增大,有利于提高传质效率。 如果由塔顶得到产品,则塔釜排出难挥发物中,易挥发组分减少,损失减少; 如果塔釜排出物为产品,则可提高产品质量,但塔顶排出的易挥发组分中夹带的难挥发组分增多,从而增大损失。 在提高温度的时候,既要考虑到产品的质量,又要考虑到工艺损失。一般情况下,操作习惯于用温度来提高产品质量,降低工艺损失。 当釜温变化时,通常是用改变蒸发釜的加热蒸汽量,将釜温调节至正常。 当釜温低于规定值时,应加大蒸汽用量,以提高釜液的汽化量,使釜液中重组分的含量相对增加,泡点提高,釜温提高。 当釜温高于规定值时,应减少蒸汽用量,以减少釜液的汽化量,使釜液中轻组分的含量相对增加,泡点降低,釜温降低。 此外还有与液位串级调节的方法等。 5.操作压力的影响 塔的压力是精馏塔主要的控制指标之一。在精馏操作中,常常规定了操作压力的调节范围。塔压波动过大,就会破坏全塔的气液平衡和物料平衡,使产品达不到所要求的质量。

精馏塔基础知识

塔基础知识 1:化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的? 答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会,达到相际传质及传热目的,又能使接触之后的两相及时分开,互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等,因此,塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。 2:塔设备是如何分类的? 答:按塔的内部构件结构形式,可将塔设备分为两大类:板式塔和填料塔。按化工操作单元的特性(功能),可将塔设备分为:精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔。按操作压力可将塔设备分为:加压塔、常压塔和减压塔。按形成相际接触界面的方式,可将塔设备分为:具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。 3:什么是塔板效率?其影响因素有哪些? 答:理论塔板数及实际塔板数之比叫塔板效率,它的数值总是小于1。在实际运行中,由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因,气液相的组成及平衡状态有所偏离,所以在确定实际塔板数量时,应考虑塔板效率。系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响,目前塔板效率还不能精确地预测。 4:塔的安装对精馏操作有何影响? 答::(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低。筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。对于舌形塔板,浮动喷射塔板,斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置,保持开口方向及该层塔板上液体的流动方向一致。(3)溢流口及下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中,以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封,避免气相走短路。另外,泪孔是否畅通,受液槽,集油箱,升气管等

化工行业塔设备的基础知识

塔 第一节:概述 一、塔设备在炼油厂中的作用 在炼油、化工及轻工业生产中,气、液两相直接接触进行传质传热的过程是很多的,如精馏、吸收、解吸、萃取等。这些过程都是在一定的压力、温度、流量等工艺条件下,在一定的设备内完成的。由于其过程中两种介质主要发生的是质的交换,所以也将实现这些过程的设备叫传质设备;从外形上看这些设备都是竖直安装的圆桶形容器,形如“塔”,故习惯上称其为塔设备。 塔设备能够为气、液或液、液两相进行充分接触提供适宜的条件,即充分的接触时间、分离空间和传质传热的面积,从而起到相际间质量和热量交换的目的,实现工艺所要求的生产过程,生产出合格产品。所以塔设备的性能对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等方面都有重大的影响。 塔设备的投资费用及钢材消耗仅次于换热设备。据统计,在化工和石油化工生产装置中,塔设备的投资费用占全部工艺设备总投资的25.39%,在炼油和煤化生产装置中占34.85%;其所消耗的钢材重量在各类设备中所占比例也是比较高的,如年产250万吨常减压蒸馏装置中,塔设备耗用钢材重量占45.5%,年产120万吨催化裂化装置中占48.9%,年产30万吨乙烯装置中占25~28.3%。可见塔设备是炼油、化工生产中最重要的工艺设备之一,它的设计、研究、使用对化工、炼油等工艺的发展起着重大的作用。 二、塔设备的分类及一般构造 随着炼油、化工生产工艺的不断改进和发展,与之相适应的塔设备也形成了形式繁多的结构和类型,以满足各种特定的工艺要求。为了便于研究和比较,人们从不同的角度对塔设备进行分类。如按工艺用途分类,按操作压力分类,也可按其内部结构进行分类。 (一)按用途分类 1.精馏塔利用液体混和物中各组分挥发度的不同来分离其各液体组分的操作称为蒸馏,反复多次蒸馏的过程称为精馏,实现精馏操作的塔设备称为精馏塔。如常减压装置中的常压塔、减压塔,可将原油分离为汽油、煤油、柴油以及润滑油等。 2.吸收塔、解吸塔利用混合气中各组分在溶液中溶解度的不同,通过吸收液体来分离气体的工艺操作称为吸收;将吸收液通过加热等方法使溶解于其中的气体释放出来的过程称为解吸。实现吸收和解吸操作过程的塔设备称为吸收塔、解吸塔。如催化裂化装置中的吸收、解吸塔,从炼厂气中回收汽油、从裂解气中回收乙烯和丙烯,以及气体净化等都需要吸收、解吸塔。 3.萃取塔对于各组分间沸点相差很小的液体混和物,利用一般的分离方法难以奏效,这时可在液体混和物 加入某种沸点较高的溶剂(称为萃取剂);利用混合液中各组分在萃取剂中溶解度的不同,将它们分离,这种方法称为萃取(也称为抽提)。实现萃取操作的塔设备称为萃取塔。如丙烷脱沥青装置中的抽提塔等。 4.洗涤塔用水除去气体中无用的成分或固体尘粒的过程称为水洗,所用的塔设备称为洗涤塔。 (二)按操作压力分类 塔设备根据其完成的工艺操作不同,其压力和温度也 不相同。但当达到相平衡时,压力、温度、气相组成和液相组成之间存在着一定的函数关系。在实际生产中,原料和产品的成分和要求是工艺确定的,不能随意改变,压力和温度有选择的余地,但二者之间是相互关联的,如一项先确定了,另一项则只能由相平衡关系求出。从操作方便和设备简单的角度来说,选常压操作最好,从冷却剂的来源角度看,一般宜将塔顶冷凝温度控制在30~40℃以便采用廉价的水或空气作为冷却剂。所以塔设备根据具体工艺要求,设备及操作成本综合考虑,有时可以在常压下操作、有时需要在加压下操作,有时还需要减压操作。相应的塔设备分别称为常压塔、加压塔和减压塔。

精馏塔的控制方式

精馏塔的控制方式 字体: 小中大| 打印发表于: 2007-7-25 21:15 作者: chjzhou 来源: 海川化工论坛 精馏塔的控制方式很多,其中有: 1.提留段温度控制 2.精馏段温度控制 3.精馏塔温差控制 4.恒流控制 5.双温差控制 6.压差控制 7.在线仪表监测控制 过路的朋友一起交流一下那种控制自动化程度更高,操作人员的参与度最少,对于生产最经济,交流的朋友别忘了写下你的理由哦 答案不是重要的,你的理由却是非常重要的,欢迎讨论啊,一起学习 我也来说两句查看全部回复 最新回复 ?chping80 (2007-7-25 21:36:13) 我认为精馏段温度控制更好,更能说明精馏塔的运行情况! ?chjzhou (2007-7-26 09:10:51) 压差控制比较好(以下是摘抄版) 蒸汽压力突然变化时,将直接影响塔釜难挥发组分的蒸发量,使当时塔内热量存在不平衡,导致气-液不平衡,为此如何将塔釜热量根据蒸汽进料量自动调节达到相对稳定,从而保证塔内热量平衡是问题的关键。在生产过程中,各精馏塔设备已确定,塔釜蒸发量与气体流速成正比关系,而流速与塔压差也成正比关系,所以控制好塔顶、塔釜压力就能保证一定的蒸发量,而在操作中,塔顶压力可通过塔顶压力调节系统进行稳定调节或大部分为常压塔,为此,稳定塔釜压力就特别重要。于是在蒸汽进料量不变情况下,我们对蒸汽压力变化情况与塔釜压力的变化进行对比,发现两者成正比关系,而且滞后时间极小。于是将蒸汽进料量与塔釜压力进行串级操作,将塔釜压力信号传递给蒸汽流量调节阀,蒸汽流量调节阀根据塔釜压力进行自动调节,通过蒸汽进料量自动增大或减少,确保塔釜压力稳定,从而保证了精馏操作不受外界蒸汽波动的影响。 [本帖最后由chjzhou 于2007-7-26 17:05 编辑] ?zzna (2007-7-26 09:16:01) 精馏段温度控制和温差控制结合!

实验十 板式精馏塔的操作及全塔效率的测定

实验十 板式精馏塔的操作及全塔效率的测定 一、实验目的: 1.熟悉筛板式精馏塔的结构、精馏流程及原理; 2.熟悉筛板式精馏塔的操作方法; 3.学会精馏塔效率的测定; 4.观察精馏过程中汽液两相在塔板上的接触情况; 5.了解回流的作用; 二、实验内容 1.测定在全回流条件下的全塔效率; 2.在进料条件下:进料浓度约25~28%(体积百分数,以下用v 表示)的乙醇水溶液,达到塔顶馏出液乙醇浓度大于93%(v ),塔釜残液乙醇浓度小于3%(v )。并在规定的时间内完成500mL 的采出量,记录下所有的实验参数; 3.要求控制料液进料量为3 L/h ,调节回流比,尽可能达到最大的塔顶馏出液浓度。 三、操作原理 精馏操作是分离工程中最基本最重要的单元之一。在板式精馏塔中,混合液在塔板上传质、传热,气相逐板上升,液相逐板下降,层层接触,多次部分气化,部分冷凝,在塔顶得到较纯的轻组分,塔釜得到较纯的重组分,从而实现分离,实验物料是乙醇—水系统。 1.维持稳定连续精馏操作过程的条件 (1)根据进料量及其组成、以及分离要求,严格维持塔内的物料平衡 总物料平衡— F=D+W 若F >D+W ,塔釜液面上升,会发生淹塔;相反若F <D+W ,会引起塔釜干料,最终导致破坏精馏塔的正常操作。 各组分的物料平衡— Fx F = Dx D + Wx W 塔顶采出率 W D W F x x x x F D --= 若塔顶采出率过大,即使精馏塔有足够的分离能力,塔顶也不能获得合格产物。 (2)精馏塔的分离能力 在塔板数一定的情况下,正常的精馏操作要有足够的回流比,才能保证一定的分离效果,获得合格的产品,所以要严格控制回流量。 (3)精馏塔操作时,应有正常的汽液负荷量,避免不正常的操作状况 1) 严重的液沫夹带现象 2) 严重的漏液现象 3) 溢流液泛 2.产品不合格原因及调节方法 (1)由于物料不平衡而引起的不正常现象及调节方法

精馏塔基础知识修订稿

精馏塔基础知识 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

塔基础知识 1:化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的? 答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会,达到相际传质及传热目的,又能使接触之后的两相及时分开,互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等,因此,塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。 2:塔设备是如何分类的? 答:按塔的内部构件结构形式,可将塔设备分为两大类:板式塔和填料塔。按化工操作单元的特性(功能),可将塔设备分为:精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔。按操作压力可将塔设备分为:加压塔、常压塔和减压塔。按形成相际接触界面的方式,可将塔设备分为:具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。 3:什么是塔板效率其影响因素有哪些 答:理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率,它的数值总是小于 1。在实际运行中,由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因,气液相的组成与平衡状态有所偏离,所以在确定实际塔板数量时,应考虑塔板效率。系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响,目前塔板效率还不能精确地预测。 4:塔的安装对精馏操作有何影响? 答::(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低。筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。对于舌形塔板,浮动喷射塔板,斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置,保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。(3)溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中,以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封,避免气相走短路。另外,泪孔是否畅通,受液槽,集油箱,升气管等部件的安装,检修情况都是要注意的。对于不同的塔板有不同的安装要求,只有按要求安装才能保证塔的生产效率。 5:塔设备中的除沫器有什么作用? 答:除沫器用于分离塔中气体夹带的液滴,以保证有传质效率,降低有价值的物料损失和改善塔后压缩机的操作,一般多在塔顶设置除沫器。可有效去除3—5um的雾滴,塔盘间若设置除沫器,不仅可保证塔盘的传质效率,还可以减小板间距。所以丝网除沫器主要用于气液分离。 6:塔器在进行设备的材料选择时,应考虑哪些问题? 答:(1)在使用温度下有良好的力学性能,即较高的强度,良好的塑性和冲击韧性以及较低的缺口敏感性。(2)要求具有良好的抗氢,氮等气体的腐蚀性能。(3)要求具有较好的制造和加工性能,并具有良好的可焊性。(4)热稳定性好 7:精馏塔的精馏段与提馏段是怎样划分的,二者的作用是什么?

精馏塔常用的一些控制方案

精馏塔常用的一些控制方案 塔的作用是在同一个设备中进行质量和热量的交换,是石油化工装置非常重要的设备。塔的型式有板式塔(泡罩塔、浮阀塔、栅板塔等)、填料塔(高效填料、常规填料、散装填料、规整填料等)、空塔。塔由筒体和内件组成。 蒸馏塔由精馏段和提馏段组成,进料口以上是精馏段,进料口以下是提馏段。 精馏塔的控制方案主要从塔压、釜温、顶温、塔釜液面四个方面来说明: 1.精馏操作中塔压的控制调节方法 塔的压力是精馏塔主要的控制指标之一。任何一个精馏塔的操作,都应当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周内。 对于加压塔的塔压,主要有以下三种调节方法 (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,如图6-1所示。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,如图6-2所示。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。 (3)热旁通(浸没式)法调节塔压。 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,如图6-1、图6-2。

精馏塔安全操作规程简易版

The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编订:XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 精馏塔安全操作规程简易 版

精馏塔安全操作规程简易版 温馨提示:本操作规程文件应用在日常的规则或运作模式中,包含所有的执行事项,并作用于规范个体行动,规范或限制其所有行为,最终实现简化管理过程,提高管理效率。文档下载完成后可以直接编辑,请根据自己的需求进行套用。 1、检查精馏塔系统阀门关/开是否正确, 蒸馏开始前,开启冷却水循环系统,并打开泄 压阀,然后打开冷凝器冷却水阀门,将水压调 整到0.15MPa,关闭进料转子流量计阀门。 2、开启精馏塔系统真空,真空度约0.07— 0.08MPa,如蒸馏物料挥发性较强,开启盐水机 组,启用冷阱,捕集物料。 3、启动磁力泵,将蒸馏物料送入计量罐 内,再输送至高位槽。 4、打开预热蒸汽阀,打开塔釜蒸汽阀,并 将蒸汽压力控制在需要的范围之内,保持设定 温度。

5、检查塔体、塔釜、残液槽之间连接管道的阀门开启是否正确。 6、选择合适的进塔料口,打开转子流量计,流量根据具体情况加以调整。 7、个蒸馏过程必须监控真空度、蒸汽压力、流量、物料输送以及出料情况。蒸馏完毕,排渣,清洗系统。 该位置可填写公司名或者个人品牌名 Company name or personal brand name can be filled in this position

精馏塔基础知识精编版

精馏塔基础知识 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

塔基础知识 1:化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的? 答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会,达到相际传质及传热目的,又能使接触之后的两相及时分开,互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等,因此,塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。 2:塔设备是如何分类的? 答:按塔的内部构件结构形式,可将塔设备分为两大类:板式塔和填料塔。按化工操作单元的特性(功能),可将塔设备分为:精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔。按操作压力可将塔设备分为:加压塔、常压塔和减压塔。按形成相际接触界面的方式,可将塔设备分为:具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。 3:什么是塔板效率其影响因素有哪些 答:理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率,它的数值总是小于 1。在实际运行中,由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因,气液相的组成与平衡状态有所偏离,所以在确定实际塔板数量时,应考虑塔板效率。系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响,目前塔板效率还不能精确地预测。 4:塔的安装对精馏操作有何影响? 答::(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低。筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。对于舌形塔板,浮动喷射塔板,斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置,保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。(3)溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中,以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封,避免气相走短路。另外,泪孔是否畅通,受液槽,集油箱,升气管等部件的安装,检修情况都是要注意的。对于不同的塔板有不同的安装要求,只有按要求安装才能保证塔的生产效率。 5:塔设备中的除沫器有什么作用? 答:除沫器用于分离塔中气体夹带的液滴,以保证有传质效率,降低有价值的物料损失和改善塔后压缩机的操作,一般多在塔顶设置除沫器。可有效去除3—5um 的雾滴,塔盘间若设置除沫器,不仅可保证塔盘的传质效率,还可以减小板间距。所以丝网除沫器主要用于气液分离。 6:塔器在进行设备的材料选择时,应考虑哪些问题?

精馏塔调节操作

1 精馏塔的操作调节 1:当进料组成下降时 如果保持回流比和馏出液的采出率(塔顶)不变,则精馏段操作线斜率不变。但受进料组成下降的影响,塔内每塔板上易挥发组分减少,则塔顶馏出液组成和塔釜组成也随之下降。要维持塔顶产品质量(原馏出液组成不变)。可采取增大回流比或减少塔顶采出率。如果进料组成变化很大时,可以适当下调进料位置增加精馏塔板数,并同时加大回流比和减少塔顶采出率的方法来调节。 2:当进料热状态发生变化时 当进料带入塔的热量增加时,如果保持回流比不变时,为保持塔顶冷凝器的负荷不变,进料越多则塔底供热就越少,则塔釜上升的蒸汽量就减少,从而减少提馏段每块塔板的分离能力;如果保持塔釜的汽化量不变,进入塔的热量增加,精馏段上升的蒸汽就越多,塔顶冷凝器的负荷增加,回流相应增加,则塔顶馏出液组成增加。则进料热状态变化时,应根据冷凝器和再沸器的负荷能力调节回流量和塔釜的汽化量。 1、当进料中轻组分增加。如混硝带水和甲苯含量大,会带来加料不稳,釜温下降,真空下降,真空水池水发白(带有甲苯)等等问题。 应采取⑴检查混硝中是否带水还是甲苯含量大,找出原因加以解决。

⑵加大顶采量减少回流比。 2、进料中轻组分减少。表现为塔顶温度上升。 应采取⑴减少顶采量增大回流比。 ⑵改变加料点位置。 三进料温度变化进料组成变化时对精馏操作的影响及调节 ⑴进料温度低,使上升蒸汽的一部分冷凝成液体,向下流增加了精馏塔提馏段的负担,使再沸器蒸汽消耗增加,引起釜采质量下降,甚至不合格。 ⑵进料温度高,进料气体直接上升,进入塔的精馏段,造成顶采质量下降,甚至不合格。 进料温度变化对塔内上升蒸汽量有很大影响,因此塔釜加热量及塔顶冷凝量需要调节。 四塔釜温度波动原因及调节方法 在精馏过程中,当塔压一定时,只有保持一定的釜温,才能保证一定的残液组成,因此釜温是精馏操作重要的一个控制指标。 其釜温波动有以下几点: ⑴进料组成变化会引起釜温波动。 ⑵调节回流比也会引起釜温变化,如回流比加大(顶采量减少)则轻组分压入塔釜,使其温度下降。 ⑶精馏塔真空波动,也会引起釜温变化。 当釜温变化时,通常是用调节再沸器加热量来使釜温调节正常,当然釜温变化还可能是其它原因。

精馏塔操作常见问题详解

1.精馏塔操作及自动控制系统的改进 问:蒸汽压力突然变化时,将直接影响塔釜难挥发组分的蒸发量,使当时塔内热量存在不平衡,导致气-液不平衡,为此如何将塔釜热量根据蒸汽进料量自动调节达到相对稳定,从而保证塔内热量平衡是问题的关键。在生产过程中,各精馏塔设备已确定,塔釜蒸发量与气体流速成正比关系,而流速与塔压差也成正比关系,所以控制好塔顶、塔釜压力就能保证一定的蒸发量,而在操作中,塔顶压力可通过塔顶压力调节系统进行稳定调节或大部分为常压塔,为此,稳定塔釜压力就特别重要。于是在蒸汽进料量不变情况下,我们对蒸汽压力变化情况与塔釜压力的变化进行对比,发现两者成正比关系,而且滞后时间极小。于是将蒸汽进料量与塔釜压力进行串级操作,将塔釜压力信号传递给蒸汽流量调节阀,蒸汽流量调节阀根据塔釜压力进行自动调节,通过蒸汽进料量自动增大或减少,确保塔釜压力稳定,从而保证了精馏操作不受外界蒸汽波动的影响。 我们在讨论精馏塔的控制方式,主要分析的是工艺系统对塔的影响,公用工程几乎不对内部有制约。实际上也是如此。举例分析:蒸汽系统的压力突然变化的系数要远远小于一个精馏塔内部压力变化的系数,也就是说蒸汽系统的压力对比塔压是更趋于稳定;基于这个原因塔压的控制才可以串级控制再沸器的进入蒸汽流量。如果发现蒸汽系统的压力发生了变化,塔压基本没法和加热蒸汽流量串控了。 第二塔的压差基本只是一个参考数据,一般不对塔压差进行控制。尽管塔压差过高我们要采取一定的措施。 DCS/SCS/APC等技术伴随着大容量的工业电脑的应用,投入成本逐渐下降,精 馏塔的高级智能控制也成为可能,比如APC/SCS等技术,精馏产品纯度也得到保证。可是这些系统其实很脆弱,由于影响这些先进控制的外来因素的影响,DCS操作工随时都可能摘除这些控制,回到DCS的水平,进行人工干预。 问:个人认为首先蒸汽压力的波动可以直接影响釜温和塔釜压力的不稳定,同时造成塔内压差的波动,在锅炉补水或蒸汽温度变化的情况下如果不即时去调节蒸汽量来稳定塔内压差的话,很有可能造成反混和塔釜轻组分超标现象.这个和采用双温差控制的方式相仿,而且在现场操作的时候,如果蒸汽压力升高或降低,如果阀门保持同样的开度的话,蒸汽的流量会多少有加大和减少的情况,我认为公用系统的稳定是精馏系统温度的先决条件,楼上你认为如何? 你“说”的没有任何错误。可是问题出在哪里呢? 我们以控制塔压力为例。假设塔的其它参数不变,只有供应塔底再沸的蒸汽压力在变化,假定塔压直控塔底再沸蒸汽的量或者串控塔底蒸汽的流量。因为该蒸汽压力的变化,然后塔压命令再沸器的流量控制阀做出调整,这样才能保持塔的稳定。这是可以实现的,完全没有问题。(这是一元参数变化) 然而实际的情况却不能让你这样子。 我们知道塔的进料除非你特意的控制其进料流量(有这种模式),否则任何塔 的进料都是波动的,有时甚至有较大波幅(这时就产生二元参数变化),进料 板一般不能变化了(除非特殊工艺,设计了多个可控进料口),设塔的进料变 大了,就会出现塔的灵敏板以下温度降低,但是塔压已经正常,楼主的用塔压

精馏塔的操作规程

精馏塔的操作规程 一、操作要点: 1、循环水流量不低于60m3/h。 2、真空压力控制在-0.07MPa—-0.09MPa。 3、蒸汽总压控制0.4MPa左右,实际使用压力在0.1-0.2MPa。 二、工艺流程: 1、控制真空-0.08MPa,冷凝水正常开启。 2、中控室远程控制蒸汽阀,控制温度、压力、回流、进料。 缓慢开蒸汽阀,打开加热器放水阀放水后关闭,打开疏水器入口阀,疏水器正常使用,塔底液位开始下降,EDC开始汽化,关闭出料阀,进行全回流操作。当塔顶温度在(45℃—52℃)左右时,逐渐减少回流,回流控制在(1.2m3/h),液位降低时,通过流量计进料,塔顶真空压力、温度稳定后,控制回流和进料流量,调整蒸汽压力,使塔中温度保持正常,取样分析,合格后开出料阀门,向干燥器放料,流入成品罐。 3、排液操作。当塔底液位计接近满时(1500mm),缓慢开启残料罐阀门,向残料罐排液,当液位降至1/2时(750mm)关闭阀门,控制塔底液位不能从平衡管道溢入残料罐。 三、工艺指标: 1、蒸汽总压力:≥0.4MPa,压缩空气≥0.2MPa。 2、塔内液位:1/2—2/3之间(750mm—1500mm)。 3、真空压力:-0.07MPa—-0.09MPa。

4、温度:底温90℃—100℃(1#—2#塔),3#塔:85℃—95℃,4#—5#塔:80℃—90℃。 中温:1#—2#塔:60℃—80℃;3#塔:65℃—85℃;4#—5#塔:70℃—85℃。 顶温:1#—2#塔:55℃—63℃;3#塔:50℃—60℃;4#—5#塔:45℃—55℃。 5、蒸汽压力控制在0.1—0.2MPa。 四、开车前的准备工作 1、检查各操作阀门和仪表开关状态是否正确灵敏,是否处于完好状态。 2、检查半成品储罐情况。 3、检查蒸汽供应是否正常。 4、循环水系统是否正常,真空压力是否正常。 五、正常开车 1、中控室利用远程系统打开进料阀门,通过流量计进料,当液位达到2/3时(1500mm),关闭进料阀。 2、缓慢开启蒸汽阀,打开加热器放水阀,放水后关闭,打开疏水器入口阀,疏水器正常使用,塔底液位开始下降,EDC开始汽化,关闭出料阀门进行全回流操作,当塔顶温度至规定温度稳定时,逐渐减少回流,液位降低时,通过流量计进料,塔顶真空压力、温度稳定后,控制回流和进料流量。调整蒸汽压力,使塔中温度保持正常,取样分析合格后,打开出料阀门,向干燥器放料,流入成品罐。 3、放残料操作。当塔底液位计接近满时(1500mm),缓慢开启残料

精馏塔常识

1,液泛? 在精馏操作中,下层塔板上的液体涌至上层塔板,破坏了塔的正常操作,这种现象叫做液泛。 液泛形成的原因,主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大,超过了最大允许速度所造成的。另外在精馏操作中,也常常遇到液体负荷太大,使溢流管内液面上升,以至上下塔板的液体连在一起,破坏了塔的正常操作的现象,这也是液泛的一种形式。以上两种现象都属于液泛,但引起的原因是不一样的。 2,雾沫夹带? 雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。在传质过程中,大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中,从而降低产品的质量,同时会降低传质过程中的浓度差,只是塔板效率下降。对于给定的塔来说,最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上升速度。 影响雾沫夹带量的因素很多,诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学性质等。同时还必须指出:雾沫夹带量与捕集装置的结构也有很大的关系。虽然影响雾沫夹带量的因素很多,但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。对于固定的塔来说,雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。但是,如果增大塔板间的距离,扩大分离空间,则相应提高空塔速度。 3,液体泄漏? 俗称漏液,塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。在精馏操作中,如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层,甚至低于液层所具有的位能,这时就会托不住液体而产生泄漏。 空塔速度越低,泄漏越严重。其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板,不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去,致使塔板效率下降。因此,塔板的适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的,正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%。泄漏量的大小,亦是评价塔板性能的特性之一。筛板、浮阀塔板和舌形塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。4,返混现象? 在有降液管的塔板上,液体横过塔板与气体呈错流状态,液体中易挥发组分的浓度降沿着流动的方向逐渐下降。但是当上升气体在塔板上是液体形成涡流时,浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起,破坏了液体沿流动方向的浓度变化,这种现象较做返混现象。返混现象能导致分离效果的下降。 返混现象的发生,受到很多因素的影响,如停留时间、液体流动情况、流道的长度、塔板的水平度、水力梯度等。 5,最适宜的进料板位置确定 最适宜的进料板位置就是指在相同的理论板数和同样的操作条件下,具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。 在化学工业中,多数精馏塔都设有两个以上的进料板,调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。当进料组分中的轻关键组分比正常操作较低时,应将进料板的位置向下移,以增加精馏段的板数,从而提高精馏段的分离能力。反之,进料板的位置向上移,则是为增加提馏段的板数,以提高提馏段的分离能力。总之,在进料板上进料组分中轻关键组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻关键组分的含量,而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。这样就使进料后不至于破坏塔内各层塔板上的物料组成,从而保持平稳操作。 6,精馏操作的影响因素 除了设备问题以外,精馏操作过程的影响因素主要有以下几个方面:塔的温度和压力(包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的塔板);进料状态;进料量;进料组成;进料温度;塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量;回流量;塔顶冷剂量;塔顶采出量和塔底采出量。塔的操作就是按照塔顶和塔底产品的组成要求来对这几个影响因素进行调节。 7,进料组成的变化对精馏操作的影响 进料组成的变化,直接影响精馏操作,当进料中重组分的浓度增加时,精馏段的负荷增加。对于固定了精馏段板数的塔来说,将造成重组份带到塔顶,使塔顶产品质量不合格。

影响精馏塔操作的重要原因

影响精馏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? 影响精馏操作的因素有以下几种: 1. 回流比的影响; 2. 进料状态的影响; 3. 进料量大小的影响; 4. 进料组成变化的影响; 5. 进料温度变化的影响; 6. 塔顶冷剂量大小的影响; 7. 塔顶采出量大小的影响; 8. 塔底采出量大小的影响; 9. 进料位置的影响; 10. 填料种类的影响; 11. 塔的安装对精馏操作的影响; 12. 蒸汽速度和喷淋密度的影响。 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,以使产品质量合格。 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,将会影响产品质量和损失。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,对顶温和釜温不会有显着变化,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,造成了系列的波动。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,容易造成重组分带到塔顶,使塔顶产品不合格,若进料中轻组分增加,提馏段负菏就会加重,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、物料平衡都会发生改变。因此,进料温度是影响精馏操作的重要因素之一。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档