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精餾過程的自動控制方法
精餾過程是石油和化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛的生產(chǎn)過程,它是利用混合液中各組分揮發(fā)度的不同,將各組分進行分離提取以達到規(guī)定純度要求的產(chǎn)品。
精餾過程是一個非常復(fù)雜的過程,其關(guān)鍵設(shè)備是精餾塔。在精餾操作中,被控變量多,可以選用的操作變量也多,它們之間又可以有多種不同組合。所以,控制方案繁多。
酒精蒸餾塔清洗方法
酒精生產(chǎn)中醪垢形成、預(yù)防及清洗蒸餾塔(醪塔)結(jié)垢堵塞問題,尤其是醪塔堵塔問題,是蒸餾系統(tǒng)不能長周期運行的主要制約因素。一般的解決辦法是定期或不 定期進行物理法或化學法處理,雖然能收到 一定效果,但短時間又會產(chǎn)生同樣的問題。
本文試圖對醪垢的成因、預(yù)防和清除進行探討,希望對業(yè)界解決這一問題能有所幫助。
1、醪垢的定義
醪垢是沉積在設(shè)備、管道內(nèi)表面上由不 溶性鹽、泥砂、纖維、淀粉、蛋白質(zhì)、糊精、糖、 酵母菌體及其它糖酵解代謝副產(chǎn)物等所組成的多成分物質(zhì)。精餾塔的控制方案在了解了精餾塔的操作要求和影響因素之后,余下的問題就是如何確定精餾塔的控制方案。一般附著在成熟醪預(yù)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,終導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常進行。
醪垢的形成
2.1發(fā)酵成熟醪成分
發(fā)酵成熟醪是一個復(fù)雜的多組分非均相混合液。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物質(zhì)(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它揮發(fā)性物質(zhì)(6%%-15%%,w/w)構(gòu)成。
2.2醪垢成分
醪垢的化學成分受各種條件影響很大。
分析結(jié)果表明,不同的原料產(chǎn)地、不同的前處理方法、不同的酒精生產(chǎn)工藝,醪垢的成分都不同。即便是同一工廠不同生產(chǎn)時期、不同部位醪垢成分也有一定差別。而在采用成分分析用于產(chǎn)品質(zhì)量控制的精餾塔控制方案中,則可以在可變壓力操作下用溫度調(diào)節(jié)或?qū)毫ψ兓a償?shù)姆椒▽崿F(xiàn)質(zhì)量控制。 醪垢的化學成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷 酸鈣、硫酸鈣、有機酸鈣、糖、糊精、蛋白質(zhì) 等,是由多種無機物、有機物構(gòu)成的,并以無機物為主。
2.3醪垢的成因
2.3.1 微溶或可溶物質(zhì)在蒸餾過程中達 到過飽和狀態(tài)而析出發(fā)酵成熟醪在蒸餾過程中沿塔板逐層 而下。相對揮發(fā)性大的物質(zhì)在醪塔內(nèi)沿塔板逐層上升,從頂部排出;干物質(zhì)和水,還有醇、酸、酯類等相對揮發(fā)性小的物質(zhì)沿塔 板逐層向下,微溶或可溶物質(zhì)濃度不斷增 加,當其濃度超過其溶解度達到過飽和狀態(tài)后,便會在塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件表面析出。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物質(zhì)(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它揮發(fā)性物質(zhì)(6%%-15%%,w/w)構(gòu)成。在蒸餾過程中首先析出的是溶解度較小的碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣等,而溶解度稍大一些的也逐漸被濃縮沉積,如硫酸鈣、有機酸鈣等。
發(fā)酵成熟醪中的不溶性懸浮物質(zhì),如酵母菌體、纖維、淀粉及析出的無機鹽形成晶 核,加速了處于飽和狀態(tài)下的無機鹽、有機鹽、糖、糊精、可溶性蛋白質(zhì)等的析出。眾所周知,國內(nèi)大部分酒精廠采用了離心清液回配技術(shù)。因此,必須從靜態(tài)響應(yīng)和動態(tài)響應(yīng)兩方面綜合考慮來確定調(diào)節(jié)參數(shù)和選擇控制方案。離心清液的回配進一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質(zhì)含量,加劇了微溶或可溶物質(zhì)在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結(jié)垢概率。