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化工行業(yè)安全培訓(xùn):影響精餾操作開車的主要因素

[日期:2023-12-11]   來源:云南技能考試網(wǎng)  作者:云南技能考試網(wǎng)   閱讀:290次

根據(jù)精餾塔的總物料衡算可知,對(duì)于一定的原料液流量F和組成xF,只要確定了分離程度xD和xW,餾出液流量D和釜?dú)堃毫髁縒也就確定了。而塔頂組成xD和塔釜xW組成決定了氣液平衡關(guān)系、xF、F、R和理論板數(shù)NT(適宜的進(jìn)料位置),因此D和W只能根據(jù)xD和xW確定,而不能任意增減,否則進(jìn)、出塔的兩個(gè)組分的量不平衡,必然導(dǎo)致塔內(nèi)組成變化,操作波動(dòng),使操作不能達(dá)到預(yù)期的分離要求。


在精餾塔的操作中,需維持塔頂和塔底產(chǎn)品的穩(wěn)定,保持精餾裝置的物料平衡是精餾塔操作的必要條件,通常由塔底液位來控制精餾塔的物料平衡。

2、塔頂回流的影響

回流比是影響精餾塔分離效果的主要因素,生產(chǎn)中經(jīng)常用回流比來調(diào)節(jié)、控制產(chǎn)品的質(zhì)量。例如當(dāng)回流比增大時(shí),精餾產(chǎn)品質(zhì)量提高;反之,當(dāng)回流比減小時(shí),xD減小而xW增大,使分離效果變差。

回流比增加,使塔內(nèi)上升蒸氣量及下降液體量均增加,若塔內(nèi)氣液負(fù)荷超過允許值,則可能引起塔板效率下降,此時(shí)應(yīng)減小原料液流量。

調(diào)節(jié)回流比的方法:

1)減少塔頂采出量以增大回流比。

2)塔頂冷凝器為分凝器時(shí),可增加塔頂冷劑的用量,以提高凝液量,增大回流比。

3)有回流液中間罐的強(qiáng)制回流,可暫時(shí)加大回流量,以提高回流比,但不得將回流儲(chǔ)罐抽空。

然而,在餾出液采出率D/F一定的條件下,借增加回流比R以提高xD的方法并非總是有效。此外,加大操作回流比意味著加大蒸發(fā)量與冷凝量,這些數(shù)值還將受到塔釜及冷凝器傳熱面積的限制。

3、進(jìn)料組成和熱狀況的影響

當(dāng)進(jìn)料組成和熱狀況(xF和q)發(fā)生變化時(shí),應(yīng)適當(dāng)改變進(jìn)料位置,并及時(shí)調(diào)節(jié)回流比R。一般精餾塔常設(shè)幾個(gè)進(jìn)料位置,以適應(yīng)生產(chǎn)中進(jìn)料狀況,保證在精餾塔的適宜位置進(jìn)料。如進(jìn)料狀況改變而進(jìn)料位置不變,必然引起餾出液和釜?dú)堃航M成的變化。

進(jìn)料熱狀況對(duì)精餾操作有著重要意義。常見的進(jìn)料熱狀況有五種,不同的進(jìn)料狀況,都直接影響提餾段的回流量和塔內(nèi)的氣液平衡。精餾塔較為理想的進(jìn)料狀況是泡點(diǎn)進(jìn)料,它較為經(jīng)濟(jì)和最為常用。對(duì)特定的精餾塔,若xF減小,則將使xD和xW均減小,欲保持xD不變,則應(yīng)增大回流比。

4、塔釜溫度的影響

釜溫是由釜壓和物料組成決定的。精餾過程中,只有保持規(guī)定的釜溫,才能確保產(chǎn)品質(zhì)量。因此釜溫是精餾操作中重要的控制指標(biāo)之一。

提高塔釜溫度時(shí),塔內(nèi)液相中易揮發(fā)組分減少,同時(shí),上升蒸氣的速度增大,有利于提高傳質(zhì)效率。如果由塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品,則塔釜排出的難揮發(fā)物中易揮發(fā)組分減少,結(jié)果是使塔頂產(chǎn)品損失減少;如果塔釜排出物為產(chǎn)品,則可提高產(chǎn)品質(zhì)量,但塔頂排出的易揮發(fā)組分中夾帶的難揮發(fā)組分增多,從而增大損失。因此,在提高溫度的時(shí)候,既要考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量,又要考慮到工藝損失。

當(dāng)釜溫變化時(shí),通常改變蒸發(fā)釜的加熱蒸汽量,使釜溫轉(zhuǎn)為正常。當(dāng)釜溫低于規(guī)定值時(shí),應(yīng)加大加熱蒸汽用量,以提高釜液的汽化量,使釜液中重組分含量相對(duì)增加,泡點(diǎn)提高,釜溫提高。當(dāng)釜溫高于規(guī)定值時(shí),應(yīng)減少加熱蒸汽用量,以減少釜液的汽化量,使釜液中輕組分的含量相對(duì)增加,泡點(diǎn)降低,釜溫降低。

5、操作壓力的影響
塔的壓力是精餾塔主要的控制指標(biāo)之一。在精餾操作中,常常規(guī)定了操作壓力的調(diào)節(jié)范圍。塔壓波動(dòng)過大,就會(huì)破壞全塔的氣液平衡和物料平衡,使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。提高操作壓力,可以相應(yīng)地提高塔的生產(chǎn)能力,操作穩(wěn)定。但在塔釜難揮發(fā)產(chǎn)品中,易揮發(fā)組分含量增加。如果從塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品,則可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和易揮發(fā)組分的濃度。影響塔壓變化的因素是多方面的,例如:塔頂溫度、塔釜溫度、進(jìn)料組成、進(jìn)料流量、回流量、冷劑壓力等的變化以及儀表故障、設(shè)備和管道的凍堵等,都可能引起塔壓的變化。真空蒸餾的真空系統(tǒng)出了故障、塔頂冷卻器的冷卻劑突然停止等都會(huì)引起塔壓的升高。
對(duì)于常壓塔的壓力控制:
1)在對(duì)塔頂壓力穩(wěn)定性要求不高的情況下,無需安裝壓力控制系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)在精餾設(shè)備(冷凝器或回流罐)上設(shè)置一個(gè)通大氣的管道,以保證塔內(nèi)壓力接近于大氣壓。
2)對(duì)塔頂壓力的穩(wěn)定性要求較高或被分離的物料不能和空氣接觸,且塔頂冷凝器為全凝器時(shí),塔壓多是靠冷劑量的大小來調(diào)節(jié)的。
3)用調(diào)節(jié)塔釜加熱蒸汽量的方法來調(diào)節(jié)塔釜的氣相壓力。
在生產(chǎn)中,當(dāng)塔壓變化時(shí),控制塔壓的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)就會(huì)自動(dòng)動(dòng)作,使塔壓恢復(fù)正常。當(dāng)塔壓發(fā)生變化時(shí),首先要判斷引起變化的原因,而不要簡單地只從調(diào)節(jié)上使塔壓恢復(fù)正常,要從根本上消除引起變化的原因,才能不破壞塔的正常操作。如釜溫過低引起塔壓降低,若不提高釜溫,而單靠減少塔頂采出來恢復(fù)正常塔壓,將造成釜液中輕組分大量增加。由于設(shè)備原因而影響了塔壓的正常調(diào)節(jié)時(shí),應(yīng)考慮改變其他操作因素以維持生產(chǎn),嚴(yán)重時(shí)則要停車檢修。

開車操作:
1)開工準(zhǔn)備。包括塔及管線的吹掃、清洗、試漏等,檢查儀器、儀表、閥門等是否齊全、正確、靈活,與有關(guān)崗位聯(lián)系,進(jìn)行開車。
2)預(yù)進(jìn)料。先打開放空閥,充氮置換系統(tǒng)中的空氣,以防在進(jìn)料時(shí)出現(xiàn)事故,當(dāng)壓力達(dá)到規(guī)定指標(biāo)后停止。打開進(jìn)料閥,進(jìn)料要求平穩(wěn),打入指定液位高度的料液后停止。
3)打開加熱和冷卻系統(tǒng)。
4)建立回流。塔釜見液面后,以一定的升溫速率緩慢升溫至工藝指標(biāo)。隨著塔壓的升高,逐漸排出設(shè)備內(nèi)的惰性氣體,并逐漸加大塔頂冷凝器的冷劑量,當(dāng)回流液槽的液面達(dá)1/2以上時(shí),開始回流。在全回流情況下繼續(xù)加熱,直到塔溫、塔壓均達(dá)到規(guī)定指標(biāo),產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。
4)進(jìn)料與采出產(chǎn)品。打開進(jìn)料閥進(jìn)料,同時(shí)從塔頂和塔底采出產(chǎn)品,調(diào)節(jié)到指定的回流比。
5)控制調(diào)節(jié)。精餾塔控制調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是控制塔內(nèi)氣、液相負(fù)荷的大小,以保持良好的傳質(zhì)和傳熱,獲得合格產(chǎn)品。但氣、液相負(fù)荷無法直接控制,生產(chǎn)中主要通過控制溫度、壓力、進(jìn)料量及回流比來實(shí)現(xiàn)。
空塔加料時(shí),由于沒有回流液體,精餾段的塔板處于干板操作狀態(tài)。由于沒有氣液接觸,氣相中的難揮發(fā)組分容易被直接帶入精餾段。如果升溫速率過快,則難揮發(fā)組分會(huì)大量地被帶到精餾段,而不易為易揮發(fā)組分所置換,塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不易達(dá)到合格,導(dǎo)致開車時(shí)間長。當(dāng)塔頂有了回流液,塔板上建立了液體層后,升溫速率可適當(dāng)?shù)靥岣摺?/span>
減壓精餾塔的升溫速率,對(duì)于開車成功與否的影響,將更為顯著。如果升溫速率太快,則頂部尾氣的排出量太大,真空設(shè)備的負(fù)荷增大,在真空泵最大負(fù)荷的限制下,可能使塔內(nèi)的真空度下降,開車不易成功。
開車時(shí),對(duì)閥門、儀表一定要勤調(diào)、慢調(diào),合理使用。發(fā)現(xiàn)有不正,F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)分析原因,果斷進(jìn)行處理。

停車操作:
1)臨時(shí)停車。接停車命令后,馬上停止塔的進(jìn)料、塔頂采出和塔釜采出。進(jìn)行全回流操作。適當(dāng)減少塔頂冷劑量及塔釜熱劑量,全塔處于保溫、保壓的狀態(tài)。如果停車時(shí)間較短,可根據(jù)塔的具體情況處理,只停塔的進(jìn)料,可不停塔頂采出(此時(shí)為產(chǎn)品),以免影響后工序的生產(chǎn),但塔釜采出應(yīng)關(guān)閉。這種操作破壞了正常的物料平衡,不可長時(shí)間應(yīng)用,否則產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)下降。
2)長期停車。接停車命令后,立即停止塔的進(jìn)料,產(chǎn)品可繼續(xù)進(jìn)行采出,當(dāng)分析結(jié)果不合格時(shí),停止采出,同時(shí)停止塔釜加熱和塔頂冷凝,然后放凈釜液。對(duì)于分離低沸點(diǎn)物料的塔,釜液的放凈要緩慢進(jìn)行,以防止節(jié)流造成過低的溫度使設(shè)備材質(zhì)冷脆。


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