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能耗要求和經(jīng)濟性指標
精餾過程中消耗的能量,主要是再沸器的加熱量和冷凝器的冷卻量消耗;此外,塔和附屬設備及管線也要散失部分能量。
在一定的純度要求下,增加塔內的上升蒸汽是有利于提高產(chǎn)品回收率的;同時也意味著再沸器的能量消耗要增大。且任何事物總是有一定限度的。在單位進料量的能耗增加到一定數(shù)值后,再繼續(xù)增加塔內的上升蒸汽,則產(chǎn)品回收率就增長不多了。應當指出精餾塔的操作情況,必須從整個經(jīng)濟效益來衡量。在精餾操作中,質量指標、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標。其中質量是必要條件,在質量指標一定的條件下應在控制過程中使產(chǎn)品的產(chǎn)量盡可能提高一些,同時能量消耗盡可能低一些。酒精回收塔、酒精精餾塔技術說明有效提高酒精回收塔、酒精精餾塔的分餾效率,降低酒精損耗,節(jié)約能源,是酒精精餾技術發(fā)展的主要方向。
精餾塔的基本控制方案
精餾塔的基本控制方式是討論復雜和特殊控制方案乃至1優(yōu)控制的基礎,同時也是目前實際應用中1常見的方案。精餾塔是一個多變量對象,因此如果將任意一個被調參數(shù)和任意一個調節(jié)參數(shù)組成調節(jié)回路,就可能有許多調節(jié)方案。而產(chǎn)品質量往往是精餾過程的主要目標,因此,在基本控制方案中,以產(chǎn)品質量指標來選取調節(jié)參數(shù),一種是采用溫度作為間接質量指標,一種是采用產(chǎn)品成分等作為直接質量指標。本文試圖對醪垢的成因、預防和清除進行探討,希望對業(yè)界解決這一問題能有所幫助。
(l)按提餾段指標的控制方案
如果對釜底出料的成分要求高于塔頂出料,塔頂或精餾段板上溫度不能很好地反映組分變化和實際操作回流比大于幾倍1小回流比時,可采用提餾段控制。提餾段溫度是衡量質量指標的間接指標,而以改變再沸器加熱量作為控制手段的方案,就是提餾段溫控。
該方案以提餾段塔板溫度為被控變量,加熱蒸汽量為操縱變量。除了這個主要控制系統(tǒng)外,還設有若干個輔助控制系統(tǒng);進料量F為定值控制或用均值控制系統(tǒng);對塔底采出量B和塔頂餾出物D,按物料平衡關系分別設有塔底與回流罐的液位控制器作均勻控制;5、可配置PLC控制系統(tǒng),對溫度、流量、濃度等參數(shù)實現(xiàn)自動控制,提高生產(chǎn)效率。為維持塔壓恒定,在塔頂設置壓力控制系統(tǒng),控制手段是控制冷凝器的冷卻量;提餾段溫控時,回流量采用定值控制,且回流量應足夠大,以便當塔的處理量1大時,仍能保持塔頂產(chǎn)品的質量指標在規(guī)定的范圍內。
提餾段溫控由于采用了提餾段溫度作為間接質量指標。因此,它能夠較直接地反映提餾段產(chǎn)品情況。將提餾段恒定后,就能較好地保證塔底產(chǎn)品的質量。
對于液相進料時,進料量或進料成分的變化很快影響塔底的成分,而提餾段溫控比較及時,動態(tài)過程也比較快。提餾段溫控的一個特點是回流量足夠大,因而在保持塔底質量的前提下,仍能保持塔頂質量,因此即使塔頂產(chǎn)品質量要求比塔底嚴格時,仍可采用提餾段溫控。在多元精餾中,影響關系要復雜得多,當進料中某一組分的濃度變化時,必然使其他組分的濃度變化。
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。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。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。
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。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高點左側部分對應的塔底產(chǎn)品純度較高,而右側則較低。(2)進料成分ZF的變化進料成分取決于上一工序出料或原料情況,對精餾塔的控制系統(tǒng)來講,它是不可控的干擾。因此,溫差的工作點應位于曲線的左側。
酒精回收塔、酒精精餾塔技術說明
有效提高酒精回收塔、酒精精餾塔的分餾效率,降低酒精損耗,節(jié)約能源,是酒精精餾技術發(fā)展的主要方向。提高塔釜加熱效率,改善填料結構,提高塔板效率,是要達到提高分餾效率,降低酒精損耗和節(jié)約能源這兩種目的的主要手段。
采用不銹鋼波紋填料。該填料具有比表面積大,壓力降小,酒精回收塔氣流分布好,分餾效果好等明顯優(yōu)點。該技術的采用大大提高了填料塔的分餾效率,從而提高了全塔效率。(3)靜態(tài)和動態(tài)響應滿足靜態(tài)特性關系的精餾塔控制方案很多、即一個被調參數(shù)在不同控制方案中可以用不同的調節(jié)參數(shù)控制。節(jié)約能源20%-30%,殘液酒精濃度可≤5%,并且該填料易清洗,不易結垢,不渣化,塔體截面流道不易堵塞,運行穩(wěn)定可靠。
采用夾套外循環(huán)式蒸發(fā)器作為塔釜加熱蒸發(fā)裝置,其蒸發(fā)效率比傳統(tǒng)的“u”型管加熱釜其熱效率得到大大提高,同等加熱面積下,其蒸發(fā)速度可以提高1-2倍,并且可以實現(xiàn)塔釜無拆卸自動清洗,大大改善了操作方便性。
精餾塔系還實現(xiàn)了冷凝器與塔體的一體化安裝方式和低位回流比調節(jié)的工藝操作方式,大大改善了精餾的操作方便性和工藝穩(wěn)定性。