能耗要求和经济性指标
精馏过程中消耗的能量,主要是再沸器的加热量和冷凝器的冷却量消耗;此外,塔和附属设备及管线也要散失部分能量。
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;同时也意味着再沸器的能量消耗要增大。且任何事物总是有一定限度的。在单位进料量的能耗增加到一定数值后,再继续增加塔内的上升蒸汽,则产品回收率就增长不多了。应当指出精馏塔的操作情况,必须从整个经济效益来衡量。在精馏操作中,质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的目标。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。(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。
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***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。需指出的是,此时不仅要考虑到系统的静态特性,也需要考虑其动态影响。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。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。但是当分离的产品较纯时,在邻近塔顶、塔底的各板间,成分差很小,而且每块板上的成分在受到干扰后变化也很小,这就要求检测成分的仪表灵敏度很高。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。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。因此,为了节省能量,减少有用功的损失,应使调节阀前后压降尽可能减少,这是控制方案的选择中一个值得注意的问题。
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。
酒精精馏塔又称为蒸馏塔,是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。很多人只是听说过精馏塔,可是对于它的内部结构不了解。
再沸器
采用蒸汽或其他高温气体加热的再沸器,蒸汽或高温气管道上设置流量集中显示、控制阀,根据釜温调节汽(气)量;对于一个精馏塔来讲,在进料成分Z一定时,只要保持V/F和D/F一定(或者在F一定时保持D和V一定),这个塔的分离结果也就是产品成分y和x将被完全确定。立式再沸器壳程走蒸汽时,也可在冷凝水管道上设置控制阀。采用液体加热的再沸器,加热液体的管道上设置控制阀,依据加热液体温度和釜温来调节加热液体流量,在控制阀前设置过滤器。
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