減壓精餾控制.ppt

減壓精餾的原理和操作,典型的減壓精餾流程演示,提綱,一、減壓精餾的原理二、減壓精餾控制方案三、精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法四、異常情況的處理五、精餾開、停操作,減壓精餾的原理定義和目的,減壓精餾的定義在減壓（低于一個(gè)大氣壓）下進(jìn)行分離混合物的精餾操作稱為減壓精餾。采用減壓精餾的目的在減壓下，純物質(zhì)的沸點(diǎn)較正常壓力下要低。減壓精餾就是借助降低系統(tǒng)壓力，使混合液的泡點(diǎn)下降，在較低的壓力下沸騰，以達(dá)到降低精餾操作的溫度。,減壓精餾的原理優(yōu)點(diǎn),減壓精餾的優(yōu)點(diǎn)對(duì)某些在高溫下精餾時(shí)容易分解或聚合而達(dá)不到分離的目的的物質(zhì)，就必須采用減壓精餾；減壓精餾可降低混合物的泡點(diǎn)，從而降低分離溫度。因此可減少用于加熱的蒸汽消耗和使用較低壓力的加熱蒸汽。特別是以水蒸氣作熱源時(shí)，加熱溫度提高后，所需的飽和水蒸氣壓力需要提高得更多，這對(duì)設(shè)備和蒸汽源都提出了新的要求；提高了分離能力。我們知道，被分離混合物之間的相對(duì)揮發(fā)度越大，越容易分離。在減壓在，一般的說，組分間的相對(duì)揮發(fā)度將增大，越容易分離。對(duì)于有毒物質(zhì)的分離，采用減壓精餾可防止劇毒物料的泄漏，減少對(duì)環(huán)境的污染，在保護(hù)人體健康方面是有一定意義的。,減壓精餾的原理缺點(diǎn),減壓精餾的缺點(diǎn)真空操作對(duì)設(shè)備的密封要求嚴(yán)格，在技術(shù)上帶來(lái)一定的困難。特別對(duì)易燃易爆物質(zhì)，當(dāng)設(shè)備內(nèi)漏入空氣時(shí)，有爆炸危險(xiǎn)；減壓精餾的生產(chǎn)能力低于常壓和加壓精餾設(shè)備。,減壓精餾的原理物料平衡,精餾塔的三大平衡：（1）物料平衡即F=D+W（進(jìn)料塔頂采出+塔底采出）對(duì)某一組分（輕組分）：FxF=DxD+WxW操作中必須保證物料平衡，否則影響產(chǎn)品質(zhì)量。精餾設(shè)備的儀表必須設(shè)計(jì)為能使塔達(dá)到物料平衡，以便進(jìn)行穩(wěn)定的操作。為了進(jìn)行總體的進(jìn)料平衡，塔頂和塔底的采出量必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，進(jìn)料物料不是做為塔頂產(chǎn)品采出，就是作為塔底產(chǎn)品采出。通過調(diào)節(jié)閥控制,減壓精餾的原理熱量平衡,（2）熱量平衡QB+QF=QC+QD+QW+QLQB再沸器加熱劑帶入的熱量QF進(jìn)料帶入熱量QC冷凝器冷卻劑帶出的熱量QD塔頂產(chǎn)品帶出熱量QW塔底產(chǎn)品帶出熱量QL散失于環(huán)境的熱量操作中要保持熱量的平衡，再沸器、冷凝器的負(fù)荷要滿足要求，才能保持平穩(wěn)操作。再沸器和進(jìn)料的熱量輸入必須轉(zhuǎn)移到塔頂冷凝器。如果試圖使再沸器加熱量輸入和回流控制相互獨(dú)立，那么該系統(tǒng)就不會(huì)穩(wěn)定，因?yàn)闊崃坎黄胶狻?減壓精餾的原理氣液相平衡,（3）汽液相平衡在精餾塔板上溫度較高的的氣體和溫度較低的液體相互接觸時(shí)要進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，其結(jié)果是氣體部分冷凝，液相中重組分增加，而塔板上液體部分汽化，使汽相中輕組分濃度不斷增加，當(dāng)汽液相達(dá)到平衡時(shí)，其組分的組成不在隨時(shí)間變化。在精餾塔的連續(xù)操作過程中應(yīng)做到物料平衡、氣-液平衡和熱量平衡，這3個(gè)平衡互相影響，互相制約。,減壓精餾控制方案思路,保持幾個(gè)參數(shù)穩(wěn)定,確定物料平衡,溫度、組成關(guān)系,再沸器控制,進(jìn)料溫度、塔頂壓力、回流量、回流溫度,確定輕、重關(guān)鍵組分,找到關(guān)鍵的控制點(diǎn),通過塔底溫度調(diào)節(jié)控制點(diǎn)的溫度,減壓精餾控制方案穩(wěn)定幾個(gè)參數(shù),一、穩(wěn)定幾個(gè)參數(shù)包括進(jìn)料溫度、塔頂壓力、回流量、回流溫度，操作時(shí)盡量保持這幾個(gè)參數(shù)的穩(wěn)定，特別時(shí)塔頂?shù)膲毫?，其他三個(gè)參數(shù)可以作微調(diào)，或是從節(jié)能的角度考慮進(jìn)行調(diào)節(jié)。,減壓精餾控制方案保持物料平衡,二、保持物料平衡根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)和餾出口分析確定塔頂重關(guān)鍵組分的量和塔底輕關(guān)鍵組分的量，塔頂采出=進(jìn)料量*進(jìn)料中輕組分含量*（1+重關(guān)鍵組分含量）塔底采出=進(jìn)料量*進(jìn)料中重組分含量*（1+輕關(guān)鍵組分含量）或塔底采出=進(jìn)料量塔頂采出塔頂采出=進(jìn)料量塔底采出實(shí)際操作中根據(jù)塔頂和塔底餾分的質(zhì)量要求確定計(jì)算方法，看那個(gè)的質(zhì)量要求的比較嚴(yán)格，如果是塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量要求高，那么就通過塔頂采出=進(jìn)料量*進(jìn)料中輕組分含量*（1+重關(guān)鍵組分含量）計(jì)算塔頂采出量，在由塔底采出=進(jìn)料量塔頂采出計(jì)算塔底采出量，確定了物料平衡。（以上為粗略計(jì)算，存在一定偏差，實(shí)際操作中還要參考產(chǎn)品質(zhì)量和塔的壓差）,減壓精餾控制方案組分和溫度關(guān)系,在壓力一定的情況下，精餾塔內(nèi)各點(diǎn)的組分越重，其溫度越高，這就意味著可以通過溫度去表征組分含量，也就是表征產(chǎn)品質(zhì)量。一般精餾塔上會(huì)有一些測(cè)溫點(diǎn)，特別是精餾段的測(cè)溫點(diǎn)，這些點(diǎn)的組分很接近最終的產(chǎn)品組分，因此我們選擇精餾段的一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)為操作的控制點(diǎn)，通過對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的分析，確定在一定原料組成、塔頂壓力、回流量和回流溫度下控制點(diǎn)的準(zhǔn)確溫度，通過這個(gè)溫度去指導(dǎo)操作。,減壓精餾控制方案再沸器控制,確定了控制點(diǎn)后，我們要做的就是收集在不同原料組成、不同壓力、不同回流量、不同回流溫度下的控制點(diǎn)溫度。最后只要通過調(diào)節(jié)塔底再沸器的加熱量來(lái)控制塔底溫度，通過塔底溫度的調(diào)節(jié)來(lái)改變控制點(diǎn)溫度。,精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法塔壓力的調(diào)節(jié),塔壓力的調(diào)節(jié)影響塔頂壓力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、進(jìn)料溫度、回流量、冷劑量、冷劑壓力等的變化以及儀表故障，設(shè)備管線堵凍等，都可以引起塔壓的變化。例如，釜溫突然升高、冷劑量減少、進(jìn)料中輕組分含量增加或進(jìn)料量加大、采出管線堵塞都會(huì)引起塔壓升高。另外，塔頂調(diào)節(jié)閥失靈也會(huì)引起塔壓波動(dòng)。,精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法塔壓力的調(diào)節(jié),在生產(chǎn)過程中當(dāng)上述因素發(fā)生變化時(shí)，塔壓發(fā)生變化，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。塔壓發(fā)生變化時(shí)，首先要判斷引起壓力變化的原因，而不是簡(jiǎn)單的只從調(diào)節(jié)上使塔壓恢復(fù)正常，要從根本上消除變化的因素，才能不破壞塔的操作。例如，塔頂冷劑量不足引起塔壓升高，若不提高冷劑量，而是通過增加塔頂采出來(lái)調(diào)節(jié)壓力，這樣部分重組分會(huì)進(jìn)入精餾段，使產(chǎn)品不合格；又如釜溫過低引起塔壓下降，若不提釜溫，而是通過減少塔頂采出來(lái)控制壓力，會(huì)使部分輕組分到塔底，使產(chǎn)品不合格。,精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法塔壓力的調(diào)節(jié),減壓控制補(bǔ)氮?dú)猓涸谑褂盟h(huán)真空泵時(shí)，可以用補(bǔ)氮?dú)獾姆绞絹?lái)控制塔壓。在真空抽出線上接氮?dú)饩€，通過調(diào)節(jié)氮?dú)饬縼?lái)控制真空度。,PC,精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法回流量的調(diào)節(jié),回流：精餾塔的能量消耗隨回流比幾乎成正比關(guān)系增加，所以選擇最佳回流比是精餾裝置節(jié)能的一項(xiàng)重要措施。決定回流比的大小首先當(dāng)然是原料的性質(zhì)和產(chǎn)品的要求，其次也應(yīng)考慮設(shè)備投資和能源消耗。減小回流比運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用（主要是塔釜加熱量和塔頂冷量）將減少，但塔板數(shù)要增多，塔的投資要增加，因此可看出選擇回流比可直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。,精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法塔底熱量的調(diào)節(jié),塔底熱量的調(diào)節(jié)：塔底熱量主要來(lái)自塔底再沸器，此熱量主要由導(dǎo)熱油調(diào)節(jié)閥控制，在操作過程中導(dǎo)熱油的壓力、溫度都隨時(shí)變化，為了維持塔的熱量平衡都要隨時(shí)調(diào)整其流量，同時(shí)還要配合進(jìn)料組份的變化和回流情況做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。通常若導(dǎo)熱油增大或減小過大除調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油流量外最直接的辦法就是調(diào)節(jié)回流量。,精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法塔壓差的調(diào)節(jié),在精餾操作中怎樣調(diào)節(jié)塔的壓差塔壓差是衡量塔內(nèi)氣體負(fù)荷大小的主要因素，也是判斷精餾操作的進(jìn)料、出料是否均衡的重要標(biāo)志之一。在進(jìn)料、出料保持平衡，回流比不變的情況下，塔壓差基本是不變的。當(dāng)正常的物料平衡遭到破壞，或塔內(nèi)溫度、壓力改變時(shí)，都會(huì)造成塔內(nèi)上升蒸汽流速的改變，塔液位的改變，引起塔壓差的變化。,精餾參數(shù)的調(diào)節(jié)方法塔壓差的調(diào)節(jié),精餾操作中，要針對(duì)引起塔壓差變化的原因相應(yīng)的進(jìn)行調(diào)節(jié)，常用的方法有三種。進(jìn)料量不變的情況下，用塔頂?shù)囊合嗖沙隽縼?lái)調(diào)節(jié)塔壓差。產(chǎn)品采出多，則塔內(nèi)上升蒸汽的流速減小，塔壓差下降；采出量減少，塔內(nèi)上升蒸汽的流速增大，塔壓差上升。在采出量不變的情況下，用進(jìn)料量調(diào)節(jié)壓差。進(jìn)料量加大、塔壓差上升；進(jìn)料量減小、塔壓差下降。在工藝指標(biāo)允許的范圍內(nèi)，可以通過釜溫的變化來(lái)調(diào)節(jié)塔壓差。提高釜溫，塔壓差上升；降級(jí)釜溫，塔壓差下降。對(duì)于因設(shè)備問題造成的壓差變化，應(yīng)具體問題具體對(duì)待，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)停車處理。,四、異常情況的處理,液泛的處理：精餾塔操作出現(xiàn)液泛現(xiàn)象時(shí)，正常的操作要受到破壞，這時(shí)要分析產(chǎn)生液泛的原因，作出相應(yīng)的處理。若是設(shè)備問題引起的，應(yīng)該停車檢修；若是操作不當(dāng)，釜溫突然上升引起的，則應(yīng)停止或減少進(jìn)料量，稍降釜溫，停止塔頂采出，進(jìn)行全回流操作，使帶到塔頂?shù)碾y揮發(fā)組分慢慢的流到塔釜。當(dāng)生產(chǎn)不允許停止進(jìn)料時(shí)，可將釜溫控制在稍低與正常的操作溫度下，加大塔頂采出量，減小回流比，當(dāng)塔壓差降到正常值后，再將操作條件全面恢復(fù)正常。但是這種操作只能保證產(chǎn)品的數(shù)量，而不能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。,四、異常情況的處理,淹塔的處理由于液相負(fù)荷過大，液體充滿了整個(gè)降液管，從而使上下塔板的液體連成一體，精餾效果被完全破壞的現(xiàn)象稱為淹塔。精餾操作期間若發(fā)生淹塔時(shí)，現(xiàn)象為塔各點(diǎn)溫度接近，塔壓差下降。操作應(yīng)減少回流量，以便使塔盤內(nèi)液體回落，減少進(jìn)料量，適當(dāng)增加塔底物料采出。并通知外操塔頂采出改進(jìn)不合格罐，分析合格后再改向產(chǎn)品罐。,五、開停工步驟,開工步驟：1）氮?dú)庵脫Q、氣密；2）冷油運(yùn)；3）投用塔頂冷凝器；4）抽真空；5）投用塔底再沸器，升溫；6）塔頂回流罐建立液位后啟動(dòng)回流泵建立全回流操作；7）調(diào)整操作至產(chǎn)品質(zhì)量合格。停工步驟：1）降負(fù)荷，停止產(chǎn)品采出，全回流操作；2）降溫；3）退油；4）輕油沖洗；5）置換，吹掃；5）蒸塔。開停工中注意升降溫速度控制好，投用冷換設(shè)備按操作規(guī)程進(jìn)行，開工調(diào)整操作中注意物料平衡和熱量平衡，防止組分在塔中積累，影響產(chǎn)品合格時(shí)間。,總結(jié),精餾塔的控制目標(biāo)是在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低。在精餾操作中會(huì)有多方面原因影響它的正常進(jìn)行，精餾操作的影響因素主要有以下幾個(gè)方面：塔的溫度和壓力；進(jìn)料狀態(tài)；進(jìn)料量；進(jìn)料組成；進(jìn)料溫度；回流量；再沸器的加熱量；塔頂冷卻水的溫度和壓力；塔頂采出量；塔底采出量。知道了精餾操作的影響因素，我們就應(yīng)該對(duì)以上因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證以上指標(biāo)在正常范圍內(nèi)。在生產(chǎn)過程中，塔釜蒸發(fā)量與氣體流速成正比關(guān)系，而流速與塔壓差也成正比關(guān)系，所以控制好塔頂、塔底壓力就能保證一定的蒸發(fā)量，而在操作中，塔頂壓力可通過塔頂壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)節(jié)，為此，穩(wěn)定好塔壓力就特別重要。當(dāng)導(dǎo)熱油溫度突然升高，塔底難揮發(fā)組分蒸發(fā)量增加，靈敏板溫度上升，必須采取加大回流量或減少導(dǎo)熱油流量來(lái)控制靈敏板溫度，保證