影响精馏操作过程的十个方面.docx

1、进料板位置对蒸馏操作的影响最适宜的进料板位置就是指在相同的理论板数和同样的操作条件下，具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。在化学工业中，多数精馏塔都设有两个以上的进料板，调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。当进料组分中的轻组分比正常操作较低时，应将进料板的位置向下移，以增加精馏段的板数，从而提高精馏段的分离能力。反之，进料板的位置向上移，则是为增加提馏段的板数，以提高提馏段的分离能力。总之，在进料板上进料组分中轻组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻组分的含量，而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。这样就使进料后不至于破坏塔内各层塔板上的物料组成，从而保持平稳操作。2、进料组成的变化对精馏操作的影响进料组成的变化，直接影响精馏操作，当进料中重组分的浓度增加时，精馏段的负荷增加，对于固定了精馏段板数的塔来说，将造成重组分带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。若进料中的轻组分的浓度增加时，提馏段的负荷增加，对于固定了提馏段塔板数的塔来说，将造成提馏段的轻组分蒸出不完全，釜液中轻组分的损失加大。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。组分变轻，则塔顶馏分增加，釜液排出量减少。同时，全塔温度下降，塔压升高。组分变重，情况相反。进料组成变化时，可采取如下措施。1）调整进料口。组分变重时，进料口下移；组分变轻时，进料口上移。2）改变回流比。组分变重时，加大回流比；组分变轻时，减少回流比。3）调节塔顶和塔釜温度。根据组成变动的情况，相应地调节塔顶和塔釜温度，通过回流液、气的回流温度或回流量的调整来维持顶、釜的产品质量不变。加大塔釜加热剂量，可提高塔釜温度，塔釜产品的轻组分含量降低，重组分含量升高，但可能会导致塔顶产品重组分升高，这时，需要通过降低塔回流液的温度，或提高回流量来维护塔顶产品质量。3、进料温度的变化对精馏操作的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。在进料温度过低，塔釜的加热蒸汽量没有富余的情况下，将会使塔底馏分中轻组分含量增加。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。进料温度的改变，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。较为理想的进料是泡点进料，这是最常用的进料状态。4、精馏塔操作压力的变化对精馏操作的影响精馏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，将使每块塔板上气液平衡的组成发生改变。釜压升高，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，釜液量也同时增加。同理，釜压降低，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）改变组分间的相对挥发度。釜压增加，组分间的相对挥发度降低，分离效率下降，反之，组分间的相对挥发度增加，分离效率提高。3）改变塔的生产能力。釜压增加，组分的重度增大，塔的处理能力增大。4）塔压的波动。塔压的波动将引起釜温和组成间对应关系的混乱。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。5、塔内上升蒸汽的速度和蒸发釜加热量波动对精馏操作的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孔速度为产生液泛的速度的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再沸器的加热量。在釜温保持稳定的情况下，加热量增加，塔内上升蒸汽的速度加大；加热量减少，塔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。6、回流比的大小对精馏操作的影响操作中以改变回流比的大小来保证产品的质量。当塔顶馏分中重组分含量增加时，常采用加大回流比的方法将重组分压下去，以使产品质量合格。当精馏段的轻组分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。7、塔顶冷剂量的大小对精馏操作的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，塔顶产品中重组分含量增多，质量下降。8、塔顶采出量的大小对精馏操作的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。9、塔底采出量的大小对精馏操作的影响在精馏塔的操作中，需要维护塔顶和塔釜的产品稳定，保留精馏装置的物料平衡是蒸馏塔稳态操作的必要条件，通常由塔釜液位来控制精馏塔的物料平衡。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，这将使通过再沸器的釜液循环量减少，从而导致传热不好，轻组分蒸不出去，塔顶、塔底的产品均不合格。如果是使用列管式再沸器，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。10、辅助设备对精馏操作的影响精馏操作离不开塔底再沸器、塔顶冷凝器和输送泵等。在正常生产中这些设备的运转状况均应满足精馏塔操作的要求，否则将使精馏塔的生产能力受到限制，严重时，会使整个操作过程无法进行下去。例如，再沸器在生产过程中，可能会因某些不饱和烃的聚合，而堵塞列管，使传热面积减小，造成塔的生产能力下降甚至于被迫停车。塔顶冷凝器同样会由于使用的水质不好、列管结垢而降低冷凝效率，使塔的生产能力下降，无法执行正常的工艺条件。当正常的生产工艺受到破坏时，不仅要从精馏塔的工艺过程去找原因，也应把辅助设备的状况考虑进去。