精餾塔工藝操作影響因素及對策,收藏備用!
精餾塔工作原理
精餾塔在石油化工中應用較為普遍,其原理是先把液體混合物進行部分汽化,然后把產生的蒸汽進行部分冷凝,如此反復進行汽化和冷凝的過程,使混合物中組分依次分離。具體到一次汽化和冷凝的過程,當溫度升高發生汽化時,由于低沸點物質易于汽化,使得它在汽相中的濃度相對較高,在冷凝的過程中,沸點高的組分易于冷凝,導致冷凝液中高沸點的物質濃度較高。這樣經過一個汽化和冷凝的過程就達到了組分初步分離的目的,多次重復汽化和冷凝的過程,就可以達到對烴類混合物的分離提純。
01 物料平衡的影響
在精餾塔操作中,物料平衡是影響系統平衡的重要因素之一,可以通過宏觀上控制來調節物料平衡。不能隨意改變進塔的原料流量、塔頂餾出流量及塔釜殘液流量,不然會改變精餾塔進出組分量的平衡,導致塔內平衡發生變化,從而使得操作波動,最終影響分離效果。為了保持精餾塔內物料平衡,可以通過實時監測塔底液位來實現,保持精餾塔內物料平衡是精餾塔穩態操作的基礎,也是維持塔頂和塔底產品穩定的關鍵。
02 回流比的影響
回流比是影響精餾塔產品質量和分離效果的重要因素,在精餾塔精餾段生產操作中,常通過控制回流比來調節、控制塔頂和塔底產品質量。研究表明,對于同一個精餾塔,當增大回流比時,所需板數減少,精餾產品質量得到提高,但是回流比過大,會出現塔淹,導致精餾塔不能正常操作;當減小回流比時,所需板數增多,產品質量下降。回流量增大會使塔壓增大,能夠提高塔頂產品純度,反之,回流量減小,塔壓隨之變小,塔頂產品純度降低。
為了控制好精餾塔回流比,提高產品質量,可以從以下幾個方面來實現:
①適當降低塔頂采出量,使回流比增大;
②對于塔頂采用分凝器作為冷凝器的,可以適當增加塔頂冷卻劑用量,使凝液量增加,從而提高回流比;
③對于精餾塔有回流液中間儲槽的,可以采取強制回流來增大回流量,使回流比增大。
03 進料量的影響
在精餾塔操作中,當進料量發生變化,要相應地調節加熱劑和冷凝劑用量,在這個過程中,塔頂溫度和塔釜溫度不會有明顯變化,但是會影響塔內蒸汽上升的速度,具體表現為:
①當進料量增大時,蒸汽上升速度接近液泛速度,傳質效果較好,分離效率高,但要注意蒸汽上升速度不能超過泛液速度,否則會影響精餾塔正常操作;
②當進料量降低時,蒸汽上升速度降低,傳質效果不好,甚至會造成漏液情況出現,導致分離效率降低。進料量的變化范圍不易過大,否則超過塔頂冷凝器和塔釜再沸器的負荷,造成精餾塔內溫度變化,從而影響氣液平衡,導致塔頂和塔底產出的產品質量不合格,造成物料損失。
04 進料組成的影響
進料組成也會影響精餾塔的操作,主要表現在以下幾個方面:
①隨著原料中易揮發組分增加,提餾段所需的塔板增多,這會導致塔板數固定的精餾塔提餾段負荷增大,使得釜液中易揮發組分增多,精餾塔損失增大,此外還會影響塔內部物流平衡,導致塔壓升高;
②原料中難揮發組分增加,提餾段所需塔板數減少,釜液中難揮發組分增加,導致塔壓降低。
05 塔釜溫度的影響
塔釜溫度受到釜壓和物料組成的影響,只有保持塔釜溫度在合理范圍,才能保證精餾產品的質量。研究表明,當塔釜溫度升高,釜液中易揮發組分會減少,蒸汽上升速度會加快,能夠提高傳質效率。精餾塔產品由塔頂得到時,升高溫度塔釜溫度能夠減少損失,如果產品是由塔釜排出,升高溫度,易揮發組分排出,產品質量得到提高,但部分難揮發組分會隨易揮發組分從塔頂排出,造成損失增大。因此,在調節溫度時,既要考慮產品質量,又要考慮工藝損失。
06 塔壓的影響
塔壓變化會帶來較多影響,主要表現在:
①塔壓變化會影響塔內部汽液相平衡,壓力增加,組分揮發度降低,分離效率會下降;
②塔壓會影響產品產量和質量,當塔壓升高,塔釜中汽相含量降低,難揮發組分都留在液相中,殘液中還有部分易揮發組分,導致產液量增加,產品產量下降;
③塔壓升高影響操作溫度,精餾塔中氣液相與溫度具有嚴格的對應關系,溫度是衡量產品質量的標準之一。當塔壓升高時,會導致全塔溫度升高;
④塔壓影響生產能力,當塔壓升高時,塔釜中汽相密度變大,而汽相量減少,能夠在一定程度上提高塔的處理量。