精馏操作的影响因素.doc

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除精馏操作的影响因素1、精馏操作的影响因素有哪些？ 除了设备问题以外，精馏操作过程的影响因素有以下几方面：（1）塔的温度和压力（包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义塔板）；（2）进料状态（3）进料量（4）进料组分；（5）进料温度；（6）塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量（7）回流量（8）塔顶冷剂量（9）塔顶采出量；（10）塔底采出量塔的操作就是按照塔顶和塔釜产品的组成要求来对这几个影响因素进行调节此外，在萃取精馏和共沸精馏的操作过程中，萃取剂，共沸剂的加入温度、纯度及加入量的变化，也是影响操作的因素精馏工要在操作中克服各种影响因素的变化，防止对塔顶、塔釜产品的数量和组成的影响2、精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响？塔的设计和操作都是基于一定的塔压下进行的，因此一般精馏塔总是首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）影响产品质量和物料平衡    改变操作压力，将使每块塔板上汽液平衡的组成发生改变压力升高，则气相中重组分减少，相应地提高了气相中轻组分的浓度；液相中轻组分含量较前增加，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，塔顶馏分的数量增加，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，但若因操作不正常，引起塔顶产品中重组分浓度增加时，则可采用适当提高压力的办法，使产品质量合格，但此时釜液中的轻组分损失增加2）改变组份间的相对挥发度    压力增加，组份间的相对挥发度降低，分离效率下降，反之，组份间的相对挥发度增加，分离效率提高3）改变塔的生产能力    压力增加，组份的重度增大，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前提下才是正确的当塔压改变时，混合物的泡点、露点发生变化，引起全塔的温度发生改变，温度和产品质量的对应关系也将发生改变        从以上分析可看出，改变操作压力，将改变整个塔的操作情况，因此在正常操作中应维持恒定的压力（工艺指标），只有在塔的正常操作受到破坏时，才可根据以上的分析，在工艺指标允许的范围内，对塔的压力进行适当的调节应该指出，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、回流温度和冷剂压力（对内回流塔而言）的改变以及塔的堵塞等，都可能引起塔压的波动，此时应首先分析引起塔压波动的原因，及时处理，使操作恢复正常。

3、进料状态对精馏操作有什么影响？ 进料情况有五种：①冷进料；②泡点进料；③气液混合进料；④饱和蒸气进料；⑤过热蒸气进料在精馏塔内，进料口以上为精馏段，进料口以下为提馏段精馏塔总的物料平衡是单位时间内进料量（F）等于单位时间内塔顶馏出液量（P）与单位时间内塔底残液量（W）之和        F = P + W精馏段的物料平衡是单位时间内上升到精馏段的蒸气量（V）等于单位时间内下降到提馏段的液量（L）与等于单位时间内塔顶馏出液量（P）之和        V =L + P提馏段的物料平衡是单位时间内下降到提馏段的液量（L′）等于上升到精馏段的蒸气量（V′）与单位时间内塔底残液量（W）之和        L′= V′+ W    当进料量为F，则进料板上增添的液流为δF，下降到提馏段的液量应该是        L′= L +δF，        又因为 F = P + W、V =L + P 、  L′= V′+ W        则  L′= V′+ W = V′+ F － P = V′+ F －（ V－L）= V′－ V+ F + L            又因为V′－ V+ F + L  =  L +δF        可得到V′= V+（δ－1）F 当回流比、塔顶馏出物的组成为规定值时，进料状况发生变化，δ值也将发生变化，由于L′= L +δF，这直接影响到提馏段回流液量的改变，最终δ值的改变将引起理论塔板数和精馏段、提馏段的塔板数分配的改变，从而使进料塔板的位置也随之改变。

例如，某塔设计为泡点进料，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，而釜液中轻组分的蒸出则不完全若改为气液混合进料、或饱和蒸气、过热蒸气进料，则精馏段塔板数不足，提馏段塔板数过多，其结果是塔顶产品中重组分含量超过规定，而釜液轻组分含量比规定值低，同时增加了塔顶冷凝器的冷剂的消耗量，减少了塔釜的热剂消耗 在精馏塔内，只有当进料为饱和蒸气时（δ=0），才能L′= L同理，由V′= V+（δ－1）F可知，只有当进料为正在沸点的液体时（δ=1），才能V′= V 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，故塔径一样，设计计算也比较方便4、进料组份的变化对精馏操作有什么影响？   进料组份的变化直接影响精馏操作，当进料中重组份的浓度增加时，精馏段的负荷增加对于固定了精馏段塔板数的塔来说，将造成重组份带到塔顶，使塔顶产品质量不合格若进料中轻组份的浓度增加时，此时精馏段的负荷增加对于固定了提馏段塔板数的塔来说，将造成提馏段轻组份蒸出不完全，釜液中轻组份的损失加大  同时，进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化组份变轻，则塔顶馏份增加，釜液排出量减少。

此时，全塔温度下降，塔压升高组成变重，情况相反 进料组成变化时，可采取如下措施：（1）改进料口  组成变重时，进料口往下改；组成变轻时，进料口往上改 （2）改变回流比  组成变重时，加大回流比；组成变轻时，减少回流比 （3）调节冷剂和热剂量  根据组成的变动情况，相应地调节塔顶冷凝器的冷剂和塔釜热剂量，维持塔顶及塔底产品质量不变5、进料温度的变化对精馏操作有什么影响？ 进料温度的变化对精馏操作的影响是很大的总的来讲，进料温度降低，将增加塔底蒸发釜的热负荷，减少塔顶冷凝器的冷负荷；进料温度升高，则增加塔顶冷凝器的冷负荷，减少塔底蒸发釜的热负荷当进料温度的变化幅度过大时，通常会影响整个塔身的温度，从而改变汽液平衡组成例如：在进料温度过低，塔釜的加热蒸汽量没有富裕的情况下，将会使塔底馏分中轻组分含量增加 进料温度的的改变，意味着进料状态的改变，而进料状态的改变将影响精馏段、提馏段负荷的改变，进而产品质量、物料平衡都将发生改变因此，进料温度是影响精馏塔操作的重要因素之一6、塔内上升蒸汽的速度和蒸发釜加热量波动对精馏操作有什么影响？ 塔内上升蒸汽的速度大小，直接影响着传质效果一般地说，塔内最大上升蒸汽的速度应比液泛速度小一些。

工艺上常选择最大允许速度为液泛速度的80%速度过低会使塔板效率显著下降影响塔内上升蒸汽速度的主要因素是蒸发釜的加热量在釜温保持稳定的情况下，加热量增加，内上升蒸汽的速度加大；加热量减少，内上升蒸汽的速度减少 应该注意，加热量调节范围过大、过猛，有可能造成液泛或泄漏7、回流比的大小对精馏操作有什么影响？  操作中以改变回流比的大小来保证产品的质量当塔顶馏分中重组份含量增加时，常采用加大回流比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办法以使塔下部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、汽的消耗回流比过大，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8、塔顶冷剂量的大小对精馏操作有什么影响？ 对采用内回流操作的塔，其冷剂量的大小，对精馏操作的影响比较显著；同时也是影响回流量波动的主要因素， 对于采用外回流的塔，同样会由于冷剂量的波动，在不同程度上影响精馏塔的操作例如，冷剂量减少，将使冷凝器的作用变差，冷凝液量减少，而在塔顶产品的液相采出量作定值调节时，回流量势必减少。

假如冷凝器还有过冷作用（即通常所称的冷凝冷却器）时，则冷剂量的减少，还会引起回流液温度的升高这些都会使精馏塔的顶温升高，塔顶产品中重组份含量增多，质量下降9、塔顶采出量的大小对精馏操作有什么影响？   塔顶采出量的大小和该塔进料量的大小有着相互对应关系，进料量增大，采出量应增大 众所周知，采出量只有随进料量变化时，才能保持塔内固定的回流比，维持塔的正常操作，否则将会破坏塔内的气液平衡 例如，当进料量不变时，对采用内回流的塔，若塔顶采出量增大，则回流比势必减少，引起各板上的回流液量减少，气液接触不好，传质效率下降；同时操作压力也将下降，各板上的气液相组成发生变化结果是重组分被带到塔顶，塔顶产品的质量不合格在强制回流的操作中，如果进料量不变，塔顶采出量突然增大，则易造成回流液槽抽空回流液一中断，顶温就升高，这同样也会影响塔顶产品质量下降如果进料量加大，但塔顶采出量不变，其后果是回流比增大，塔内物料增多，上升蒸汽速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛10、塔底采出量的大小对精馏操作有什么影响？   塔釜保持稳定的液面，是维持釜温恒定的首要条件塔釜液面的变化，又主要决定于塔底采出量的大小。

当塔底采出量过大时，会造成塔釜液面降低或抽空这将使通过蒸发釜的釜液循环量减少，从而导致传热不好，轻组份蒸不出去，塔顶`、塔底的产品均不合格如果是使用列管式蒸发釜，由于循环液量太小，使釜液经过上半部列管时形成过热气体，表现为挥发管的气体温度较高，而釜温却较低如果塔底采出量过小，将会造成塔釜液面过高（严重时，会超过挥发管甚至于淹塔），增加了釜液循环的阻力，同样造成传热不好，釜温下降 特别应指出，对于易聚合的物料，釜液面过高或过低，都会造成停留时间加长，增加聚合的可能性另外，维持一定的釜液面还起着液封的作用，以确保安全生产11、精馏塔的操作总结  精馏塔的操作，主要掌握三个平衡1）物料平衡   F=D+W与FxFi=DxDi+WxWi式中F——进料量；        D——塔顶出料量；        W——塔底出料量；        xFi——进料组成；        xDi——塔顶出料组成        xWi——塔底出料组成物料平衡体现了塔的生产能力，它主要是靠进料量和塔顶、塔釜采出量来调节当塔的操作不符合总的物料平衡时，这可以从塔压差的变化上看出，进得多，取得少，则塔压差上升对于应该固定的精馏塔来讲，塔压差应在一定的范围内。

塔压差过大，说明塔内上升蒸汽的速度过大，雾沫夹带严重，甚至发生液泛，破坏塔的正常操作；塔压差过小，表明塔内上升蒸汽的速度过小，塔板上气液湍动的程度过低、传质效果差，对筛板、浮阀、浮喷、斜孔等塔半还容易产生泄漏，降低塔板效率如果精馏塔的操作不符合对某组份的物料平衡式时，将有两种表现：        ①DxDi＞FxFi－WxWi，在这种情况下，轻组份采出量超过了物料平衡的量，使塔内的物料组成变重，全塔温度逐步升高，塔顶馏份中重组份浓度增加，以致使质量不合格例如，甲醇生产中加压塔的回流量是定值调节，如果定值过小，则采出量就过大，将造成精甲醇产品的蒸馏量降低，而干点升高，质量不合格        ②WxWi＞FxFi－DxDi，这种情况和第一种情况相反，重组份的采出量超过了物料平衡的量，全塔的物料组成将随着操作的进行而逐渐变轻，塔身温度下降，特别是釜温明显下降、釜液中轻组份的浓度增加由此可见，物料平衡掌握不好，将使整个塔的操作处混乱状况，达不到预期的目的所以物料平衡是塔操作中的一个关键环节另外，如果正常的物。