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。(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。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。
精馏塔的基本控制方案
精馏塔的基本控制方式是讨论复杂和特殊控制方案乃至1优控制的基础,同时也是目前实际应用中1常见的方案。精馏塔是一个多变量对象,因此如果将任意一个被调参数和任意一个调节参数组成调节回路,就可能有许多调节方案。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。而产品质量往往是精馏过程的主要目标,因此,在基本控制方案中,以产品质量指标来选取调节参数,一种是采用温度作为间接质量指标,一种是采用产品成分等作为直接质量指标。
(l)按提馏段指标的控制方案
如果对釜底出料的成分要求高于塔顶出料,塔顶或精馏段板上温度不能很好地反映组分变化和实际操作回流比大于几倍1小回流比时,可采用提馏段控制。提馏段温度是衡量质量指标的间接指标,而以改变再沸器加热量作为控制手段的方案,就是提馏段温控。
该方案以提馏段塔板温度为被控变量,加热蒸汽量为操纵变量。除了这个主要控制系统外,还设有若干个辅助控制系统;在某些考虑前后工序关系的整个生产过程的控制中可以采用逆流向物料平衡控制方案。进料量F为定值控制或用均值控制系统;对塔底采出量B和塔顶馏出物D,按物料平衡关系分别设有塔底与回流罐的液位控制器作均匀控制;为维持塔压恒定,在塔顶设置压力控制系统,控制手段是控制冷凝器的冷却量;提馏段温控时,回流量采用定值控制,且回流量应足够大,以便当塔的处理量1大时,仍能保持塔顶产品的质量指标在规定的范围内。
提馏段温控由于采用了提馏段温度作为间接质量指标。因此,它能够较直接地反映提馏段产品情况。将提馏段恒定后,就能较好地保证塔底产品的质量。
对于液相进料时,进料量或进料成分的变化很快影响塔底的成分,而提馏段温控比较及时,动态过程也比较快。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。提馏段温控的一个特点是回流量足够大,因而在保持塔底质量的前提下,仍能保持塔顶质量,因此即使塔顶产品质量要求比塔底严格时,仍可采用提馏段温控。
温差控制及双温差控制
在精密精馏中,产品纯度要求很高,组分间的相对挥发度差值很小,因而组分变化不大,然而微小的压力波动会造成明显的温度变化。这样,就***了温度和组分间的对应关系。为了使产品符合一定的质量指标,就必须在上述控制方案的基础上设置质量反馈系统,采用再沸器加热量及顶部产品量(或回流量)等作为调节参数,以克服进料成分变化等扰动对产品成分的影响,使产品合格。此时,采用温度作为被控变量的提馏段和精馏段温度控制就得不到很好的效果,而应当采用温差控制。
采用温差作为被控变量通常可以在塔顶(或塔底)附近的一块塔板上检测出该板温度,再检测出灵敏板上的温度,由于压力的波动对每块板的温度影响基本相同,只要将上述检测到的两个温度值相减,压力的影响几乎相互抵消。在实际应用中,温差控制的关键是正确选择测温点,合理给出温差设定值。这是因为温度与产品成分之间的关系不是线性的,同一温差在不同条件下可以有两个不同的组分。节约能源20%-30%,残液酒精浓度可≤5%,并且该填料易清洗,不易结垢,不渣化,塔体截面流道不易堵塞,运行稳定可靠。图18是正丁烷和异丁烷分离塔的温差和塔底产品中轻组分浓度的关系示意图。由图可见,曲线除1高点外,每一温差都有两个不同的组分浓度。1高点左侧部分对应的塔底产品纯度较高,而右侧则较低。因此,温差的工作点应位于曲线的左侧。
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。
冷凝器
在常压酒精精馏塔中,通过放空管使冷凝器与大气接通,使冷凝器压力保持在大气压下。对于非常压精馏,在冷凝器的放空管安装压力控制阀,阀的动作由冷凝器的压力控制。冷凝器冷却水管设置流量集中显示、报警,冷却水流量低低联锁停加热介质。
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