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。(3)静态和动态响应满足静态特性关系的精馏塔控制方案很多、即一个被调参数在不同控制方案中可以用不同的调节参数控制。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。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。对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出液的控制方案,与提馏段温控时相同。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。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。在一定的纯度要求下,增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回收率的。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。
按精馏段指标的控制方案
如果对塔顶出料的成分要求高于釜底出料时,或者全部为气相进料时,或当塔底提馏段板上的温度不能很好地反映产品组分变化时,则可采用精馏段控制。精馏段温度也是衡量质量指标的间接指标,它是以改变回流量作为控制手段的方案,称为精馏段温控。
除了上述主要控制系统外,精馏段温控还设有若干个辅助控制系统。对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出液的控制方案,与提馏段温控时相同。在精馏段温控时,再沸器加热量应维持一定,而且足够大,以使塔在1大处理量时,仍能保持塔底产品的质量。
由于采用了精馏段温度作为间接质量指标,因此它能较直接地反映精馏段的产品情况。当精馏段恒定后,能较好地保证塔顶产品的质量。对于动态气相进料时,其进料量的变化过程也比较快,采用精馏段温控就比较及时。
提馏段和精馏段温控方案,分别以塔底和塔顶的温度作为被控变量。一般的解决办法是定期或不定期进行物理法或化学法处理,虽然能收到一定效果,但短时间又会产生同样的问题。当要分离的产品纯度较高时,由于塔顶或塔底的温度变化及其相邻塔之间的温度相差均很小,这就要求有非常灵敏的测温装置,同时对温控的调节精度都有很高的要求,但实际上却很难做到。解决这一问题的方法,是取精馏塔的灵敏板的温度作为被控变量。
所谓灵敏板,是指当塔的操作受到扰动或控制作用时,各板上的物料组分和温度变化1大的那块塔板。当产品组分变化时,在灵敏板处可获得1大的的温度变化值,所以,以灵敏板温度进行控制时,塔的产品纯度可以得到保证。
回收原理
酒精回收塔的工作原理是利用旋转产生的离心力场代替常规重力场,极大地强化气液传质过程。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。这种利用超重力技术研发出的新型精馏设备在实际应用当中能使空气与酒精、等溶液两相的相对速度大大提高,相界面更新加快,生产强度成倍提高,达到增加回收效率、缩小设备尺寸和降低能耗的目的,有着“化学工业的晶体管”的美誉。
其具体实现过程是:作为连续相的气体由进气口2进入壳体,在压差的作用下从转子外侧沿着静折流圈与动折流圈之间的间隙曲折地由外向中心流动,后经出气口5离开床体;作为分散相的溶液由进液口6进入至动盘中心,随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈,后在壳体内收集后由出液口9引出回收。当冷凝器冷却量Q增加时,必然会使更多的气相变为液相,从而降低了塔压。液相在其间经历了多次加速—抛出—撞击的过程,在此过程中,液体与气体以极大的相对速度逆流接触,液体以极其细微的液滴甩离动圈的筛孔,高速运动的液滴在动静圈上被碰撞、剪切和飞溅,形成细小的液滴、液丝、液膜,从而获得了比表面积极大而又不断更新的气液界面,使气液接触相当充分,因此具有极高的传质速率。
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