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。而在采用成分分析用于产品质量控制的精馏塔控制方案中，则可以在可变压力操作下用温度调节或对压力变化补偿的方法实现质量控制。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；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。

影响精馏塔操作中质量指标的因素

   通过以上分析，可以看出，在精馏塔的操作过程中，影响其质量指标的主要干扰有以下几种：

   （l）进料流量F的波动

   进料量指进入精馏塔物料的量，它的波动通常很难避免。对于独立的或位于整个生产过程的起点的精馏塔控制可采用定值控制，则可使进料流量保持恒定。精馏工艺上通常采用工业色谱仪进行在线的成分分析，并以关键组分的浓度比进行控制。但是，在一个连续的生产过程中，精馏塔的处理量往往是上一工序的产出量。如果一定要使进料量恒定，势必要设置很大的中间贮槽进行缓冲。二是采取在上一工序设置液位均匀控制系统来控制出料，使塔的进料流量F波动比较平稳，从而避免剧烈的变化。

   （2）进料成分ZF的变化

   进料成分取决于上一工序出料或原料情况，对精馏塔的控制系统来讲，它是不可控的干扰。而针对进料成分的较大变化，则必须重新设置控制变量。

   （3）进料温度 TF及进料热量 QF的变化

   进料温度通常是较为恒定的。假如不恒定，进料温度和进料热量的变化会影响到塔的焓平衡，因此必须保持进料温度的恒定。其中质量是必要条件，在质量指标一定的条件下应在控制过程中使产品的产量尽可能提高一些，同时能量消耗尽可能低一些。工业上往往先将进料预热，通过温度控制系统来使进料温度恒定。这对于进料状态全部是汽态或全部是液态时，可以保持进料热焓一定。当进料是汽液混相状态时，则只有当汽液两相的比例恒定时，进料热焓才能恒定，必要时应设置热焓控制的环节来维持。

   （4）再沸器加热剂热量的变化

   当加热剂是蒸汽时，加入热量的变化往往是由蒸汽压力的变化引起的。可以通过蒸汽总管设置压力控制系统来加以克服，或者在串级控制系统的副回路中予以克服。

   （5）冷却剂入口温度及阀前压力的变化

   冷却剂量的变化会影响到回流量或回流温度，它的变化主要是由于冷却剂的压力或温度变化引起的。对于这类干扰，以阀前压力波动影响较大，控制中用压力控制系统加以克服。

   （6）环境温度的变化

   精馏塔操作的环境温度的变化一般不大，但在采用风冷器作冷凝器时，则天气骤变与昼夜温差，对塔的操作影响较大，它会使回流量或回流温度变化。（2）设置质量调节系统实际上根据精馏塔静态特性考虑的按物料和能量平衡关系控制的方案，在具体应用时很难保证产品的质量，仅在产品质量指标并不严格的情况下才能使用。为此，应采用内回流控制的方法予以克服。内回流通常是指精馏塔的精馏段内上一层塔盘向下一层塔盘流下的液体量，一般要控制内回流为恒定量或按某一规律变化的操作。

   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。

醪垢的形成

   2.1发酵成熟醪成分

   发酵成熟醪是一个复杂的多组分非均相混合液。它由水（75%%-90%%，w/w）、干物质（4%%-10%%，w/w）、酒精及其它挥发性物质（6%%-15%%，w/w）构成。

   2.2醪垢成分

   醪垢的化学成分受各种条件影响很大。

   分析结果表明，不同的原料产地、不同的前处理方法、不同的酒精生产工艺，醪垢的成分都不同。提高塔釜加热效率，改善填料结构，提高塔板效率，是要达到提高分馏效率，降低酒精损耗和节约能源这两种目的的主要手段。即便是同一工厂不同生产时期、不同部位醪垢成分也有一定差别。 醪垢的化学成分为碳酸钙、碳酸镁、磷 酸钙、硫酸钙、有机酸钙、糖、糊精、蛋白质 等，是由多种无机物、有机物构成的，并以无机物为主。

   2.3醪垢的成因

   2.3.1 微溶或可溶物质在蒸馏过程中达 到过饱和状态而析出发酵成熟醪在蒸馏过程中沿塔板逐层 而下。相对挥发性大的物质在醪塔内沿塔板逐层上升，从顶部排出；干物质和水，还有醇、酸、酯类等相对挥发性小的物质沿塔 板逐层向下，微溶或可溶物质浓度不断增 加，当其浓度超过其溶解度达到过饱和状态后，便会在塔底再沸器的管壁及蒸馏塔塔盘和塔件表面析出。需指出，由于能量关系因素V主要取决于再沸器加热量，但也取决于进料和回流的热焓。在蒸馏过程中首先析出的是溶解度较小的碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙等，而溶解度稍大一些的也逐渐被浓缩沉积，如硫酸钙、有机酸钙等。

   发酵成熟醪中的不溶性悬浮物质，如酵母菌体、纤维、淀粉及析出的无机盐形成晶 核，加速了处于饱和状态下的无机盐、有机盐、糖、糊精、可溶性蛋白质等的析出。2、连续式的配有预热器，可以进行连续式生产，符合大批量生产的需要。众所周知，国内大部分酒精厂采用了离心清液回配技术。离心清液的回配进一步提高了发酵成熟醪中干物质含量，加剧了微溶或可溶物质在醪液输送、换热、蒸馏过程中的析出和结垢概率。

酒精精馏塔

用途：本设备适用于酒精、、丙1酮等有机溶1剂的回收提纯。

   概述：

   1、 本设备有间歇式和连续式两种形式，主要由塔釜、塔身、冷凝器、平衡罐、流量计等部件组成。

   2、 连续式的配有预热器，可以进行连续式生产，符合大批量生产的需要。

   3、 针对医院、科研单位等，专门设计了小型回收塔，用于小剂量生产和实验。

   4、 可以将浓度10％以下的稀酒精、、丙1酮等有机溶1剂提纯到90-95％，且剩余残液的浓度＜1％。对于浓度10％以上的稀溶液，效果更佳。

   5、 可配置PLC控制系统，对温度、流量、浓度等参数实现自动控制，提高生产效率。

   主要技术参数:

   参数/型号JS-200JS-300JS-400JS-500JS-600JS-800

   蒸馏釜容积(L)90011001600200025003200

   塔身高度(mm)550070007000750075007500

   回收能力（kg/h）45-6090-100150-160280-300420-450600-630

   冷凝面积（m2）4916253656

   冷却面积（m2）11.63334.5

   蒸汽压力（MPa）＜0.1

   外形尺寸（m）2.9*1.5*9.53.3*1.6*114.6*1.8*11.74.8*2.1*12.65*2.2*12.65.5*2.2*13.8