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溫差控制及雙溫差控制
在精密精餾中,產(chǎn)品純度要求很高,組分間的相對揮發(fā)度差值很小,因而組分變化不大,然而微小的壓力波動會造成明顯的溫度變化。這樣,就破壞了溫度和組分間的對應關系。內(nèi)回流通常是指精餾塔的精餾段內(nèi)上一層塔盤向下一層塔盤流下的液體量,一般要控制內(nèi)回流為恒定量或按某一規(guī)律變化的操作。此時,采用溫度作為被控變量的提餾段和精餾段溫度控制就得不到很好的效果,而應當采用溫差控制。
采用溫差作為被控變量通??梢栽谒敚ɑ蛩祝└浇囊粔K塔板上檢測出該板溫度,再檢測出靈敏板上的溫度,由于壓力的波動對每塊板的溫度影響基本相同,只要將上述檢測到的兩個溫度值相減,壓力的影響幾乎相互抵消。在實際應用中,溫差控制的關鍵是正確選擇測溫點,合理給出溫差設定值。這是因為溫度與產(chǎn)品成分之間的關系不是線性的,同一溫差在不同條件下可以有兩個不同的組分。一般附著在成熟醪預熱器、塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件上,常常造成進料溫度降低,塔底各板間溫差加大,塔頂真空度升高,嚴重時會造成塔底跑酒,最終導致生產(chǎn)不能正常進行。圖18是正丁烷和異丁烷分離塔的溫差和塔底產(chǎn)品中輕組分濃度的關系示意圖。由圖可見,曲線除1高點外,每一溫差都有兩個不同的組分濃度。1高點左側(cè)部分對應的塔底產(chǎn)品純度較高,而右側(cè)則較低。因此,溫差的工作點應位于曲線的左側(cè)。
按產(chǎn)品成分或物性指標的直接控制方案
精餾塔的質(zhì)量控制1好能選擇表征塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量指標,即產(chǎn)品的成分作為被控變量,即直接控制方案。上述的溫度、溫差或雙溫差控制都是間接控制產(chǎn)品質(zhì)量的方法。當冷凝器冷卻量Q增加時,必然會使更多的氣相變?yōu)橐合啵瑥亩档土怂?。利用產(chǎn)品分析器,例如色譜儀、紅外分析器、密度計、干點、閃點及初餾點分析器等,分析出塔頂(或塔底)的產(chǎn)品成分并將其作為被控變量,而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量,就可以組成成分控制,實現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標控制。
采用色譜儀可以測量多組分的濃度,并可以通過測量其他含量較少的雜質(zhì)組分之和來決定產(chǎn)品的純度。精餾工藝上通常采用工業(yè)色譜儀進行在線的成分分析,并以關鍵組分的濃度比進行控制。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的,在精餾塔中很難進行的分離在色譜儀中也是困難的。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的,在精餾塔中很難進行的分離在色譜儀中也是困難的。同時分析儀需要采樣系統(tǒng)且其測量滯后影響了控制系統(tǒng)的動態(tài)響應。這是在使用時應予注意的。在精餾塔的操作中,當干擾產(chǎn)生時,多個塔板中靈敏板的變化量明顯。因此,可選擇測量靈敏板上的成分,并作為被控變量進行控制。
與溫度控制的情況類似,塔頂或塔底產(chǎn)品的成分是能體現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量指標。但是當分離的產(chǎn)品較純時,在鄰近塔頂、塔底的各板間,成分差很小,而且每塊板上的成分在受到干擾后變化也很小,這就要求檢測成分的儀表靈敏度很高。理論上講,按產(chǎn)品成分的直接指標控制方案,是直接、1有效的方案。利用產(chǎn)品分析器,例如色譜儀、紅外分析器、密度計、干點、閃點及初餾點分析器等,分析出塔頂(或塔底)的產(chǎn)品成分并將其作為被控變量,而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量,就可以組成成分控制,實現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標控制。它可為各種基于化工熱力學的多變量控制及精1確控制打下基礎。但是,就目前測量產(chǎn)品成分的儀表來說,準確度一般較差、滯后時間也很長,因而控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量受到很大影響。但只要不斷改善成分分析儀表的性能,按產(chǎn)品成分的直接指標控制方案將得到廣泛應用。
酒精精餾過程的生產(chǎn)方法及特點是什么?
酒精精餾與化工精餾過程不同點就在于它不僅是一個將酒精濃縮的過程,而且還擔負著把粗酒精中50多種揮發(fā)性雜質(zhì)除去的任務,所以濃縮酒精和除去雜質(zhì)的過程在酒精工業(yè)中稱為精餾.物料中的雜質(zhì)基本上是在發(fā)酵過程中生成的,只有很少數(shù)的雜質(zhì)是在蒸煮和蒸餾過程中生成的. 工業(yè)上生產(chǎn)酒精主要有兩種方法:發(fā)酵法和化學合成法. 工業(yè)上用得廣的是發(fā)酵法. 所謂發(fā)酵法就是指微生物細胞,在無氧條件下,進行無氧呼吸,將吸收的營養(yǎng)物質(zhì)(淀粉質(zhì),糖質(zhì))通過細胞內(nèi)酶的作用,進行一系列的生物化學反應,把復雜的有機物分解為比較簡單的生化中間產(chǎn)物,同時放出一定能量的過程,簡單地說,就是在無氧條件下,微生物將復雜的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚漠a(chǎn)物的過程.
回收原理
酒精回收塔的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場代替常規(guī)重力場,極大地強化氣液傳質(zhì)過程。由此可見,除了要考慮使產(chǎn)品符合規(guī)格外,還應同時考慮產(chǎn)品的產(chǎn)量和能量消耗。這種利用超重力技術研發(fā)出的新型精餾設備在實際應用當中能使空氣與酒精、等溶液兩相的相對速度大大提高,相界面更新加快,生產(chǎn)強度成倍提高,達到增加回收效率、縮小設備尺寸和降低能耗的目的,有著“化學工業(yè)的晶體管”的美譽。
其具體實現(xiàn)過程是:作為連續(xù)相的氣體由進氣口2進入殼體,在壓差的作用下從轉(zhuǎn)子外側(cè)沿著靜折流圈與動折流圈之間的間隙曲折地由外向中心流動,后經(jīng)出氣口5離開床體;作為分散相的溶液由進液口6進入至動盤中心,隨后被一系列高速旋轉(zhuǎn)的動折流圈反復甩向靜折流圈,后在殼體內(nèi)收集后由出液口9引出回收。液相在其間經(jīng)歷了多次加速—拋出—撞擊的過程,在此過程中,液體與氣體以極大的相對速度逆流接觸,液體以極其細微的液滴甩離動圈的篩孔,高速運動的液滴在動靜圈上被碰撞、剪切和飛濺,形成細小的液滴、液絲、液膜,從而獲得了比表面積極大而又不斷更新的氣液界面,使氣液接觸相當充分,因此具有極高的傳質(zhì)速率。需指出,由于能量關系因素V主要取決于再沸器加熱量,但也取決于進料和回流的熱焓。