精餾塔的干擾因素

   和其他化工過程一樣，精餾是在一定的物料平衡和能量平衡的基礎上進行的。當冷凝器冷卻量Q增加時，必然會使更多的氣相變?yōu)橐合?，從而降低了塔壓。一切因素均通過物料平衡和能量平衡影響塔的正常操作。影響物料平衡的因素包括進料量和進料成分的變化，頂部餾出物及底部出料的變化。影響能量平衡的因素主要是進料溫度或熱焓的變化，再沸器加熱量和冷凝器冷卻量的變化，此外還有塔的環(huán)境溫度等變化。同時，物料平衡和能量平衡之間又是相互影響的。要了解這些因素是如何影響精餾塔操作的，首先必須分析它的靜態(tài)規(guī)律，即研究其靜態(tài)特性。從而分析上述因素對精餾塔的動態(tài)影響。

   1．精餾塔中靜態(tài)關系的分析

   圖15為精餾塔的物料流程圖，可簡單地視其于為二元精餾。則從物料平衡和能量關系出發(fā)，可得出它的總的物料平衡關系為

           F=D＋B           （9）

   輕組分的物料平衡關系為

   Fz＝Dy＋Bx        （10）

式中，F、D和B分別為進料量、頂部餾出物量和塔底產品；z、y和x分別為進料、頂部餾出物和底部產品中輕組分的含量。由以上兩式，可明顯看出進料量F在產品中的分配量（即D／F）是決定頂部和底部產品中輕組分含量y和x的關鍵因素。

   靜態(tài)下精餾塔的能量關系為

   QH FHF＝QC＋DHD＋BHB      （11）

式中，QH為再沸器加熱量，QC為冷凝器冷卻量，HP、HD和HB分別為進料頂部、底部產品的比熱熔。在式中，每一項都影響著塔內上升蒸汽的流量V。對于一個既定的塔來講，V與F之比與塔的分離度S有關。即V／F一定時意味著塔分離度也一定。

影響精餾塔操作中質量指標的因素

   通過以上分析，可以看出，在精餾塔的操作過程中，影響其質量指標的主要干擾有以下幾種：

   （l）進料流量F的波動

   進料量指進入精餾塔物料的量，它的波動通常很難避免。當要分離的產品純度較高時，由于塔頂或塔底的溫度變化及其相鄰塔之間的溫度相差均很小，這就要求有非常靈敏的測溫裝置，同時對溫控的調節(jié)精度都有很高的要求，但實際上卻很難做到。對于獨立的或位于整個生產過程的起點的精餾塔控制可采用定值控制，則可使進料流量保持恒定。但是，在一個連續(xù)的生產過程中，精餾塔的處理量往往是上一工序的產出量。如果一定要使進料量恒定，勢必要設置很大的中間貯槽進行緩沖。二是采取在上一工序設置液位均勻控制系統來控制出料，使塔的進料流量F波動比較平穩(wěn)，從而避免劇烈的變化。

   （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來講，它是不可控的干擾。而針對進料成分的較大變化，則必須重新設置控制變量。

   （3）進料溫度 TF及進料熱量 QF的變化

   進料溫度通常是較為恒定的。提餾段溫控時，回流量采用定值控制，且回流量應足夠大，以便當塔的處理量最1大時，仍能保持塔頂產品的質量指標在規(guī)定的范圍內。假如不恒定，進料溫度和進料熱量的變化會影響到塔的焓平衡，因此必須保持進料溫度的恒定。工業(yè)上往往先將進料預熱，通過溫度控制系統來使進料溫度恒定。這對于進料狀態(tài)全部是汽態(tài)或全部是液態(tài)時，可以保持進料熱焓一定。當進料是汽液混相狀態(tài)時，則只有當汽液兩相的比例恒定時，進料熱焓才能恒定，必要時應設置熱焓控制的環(huán)節(jié)來維持。

   （4）再沸器加熱劑熱量的變化

   當加熱劑是蒸汽時，加入熱量的變化往往是由蒸汽壓力的變化引起的?？梢酝ㄟ^蒸汽總管設置壓力控制系統來加以克服，或者在串級控制系統的副回路中予以克服。

   （5）冷卻劑入口溫度及閥前壓力的變化

   冷卻劑量的變化會影響到回流量或回流溫度，它的變化主要是由于冷卻劑的壓力或溫度變化引起的。對于這類干擾，以閥前壓力波動影響較大，控制中用壓力控制系統加以克服。

   （6）環(huán)境溫度的變化

   精餾塔操作的環(huán)境溫度的變化一般不大，但在采用風冷器作冷凝器時，則天氣驟變與晝夜溫差，對塔的操作影響較大，它會使回流量或回流溫度變化。同時使塔內相同組分的平衡溫度下降，增加了再沸器兩側間的溫差，使再沸器提供的加熱量QH增加。為此，應采用內回流控制的方法予以克服。內回流通常是指精餾塔的精餾段內上一層塔盤向下一層塔盤流下的液體量，一般要控制內回流為恒定量或按某一規(guī)律變化的操作。

   由上述分析可以看出，進料流量和進料成分的波動是精餾塔操作的主要干擾，這個干擾往往不可控。

溫差控制及雙溫差控制

   在精密精餾中，產品純度要求很高，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。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、蛋白質等，是由多種無機物、有機物構成的，并以無機物為主。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。

  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。但是，就目前測量產品成分的儀表來說，準確度一般較差、滯后時間也很長，因而控制系統的控制質量受到很大影響。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品純度較高，而右側則較低。因此，溫差的工作點應位于曲線的左側。

酒精蒸餾塔清洗方法

酒精生產中醪垢形成、預防及清洗蒸餾塔(醪塔)結垢堵塞問題，尤其是醪塔堵塔問題，是蒸餾系統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，但短時間又會產生同樣的問題。

   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。

   1、醪垢的定義

   醪垢是沉積在設備、管道內表面上由不 溶性鹽、泥砂、纖維、淀粉、蛋白質、糊精、糖、 酵母菌體及其它糖酵解代謝副產物等所組成的多成分物質。（2）設置質量調節(jié)系統實際上根據精餾塔靜態(tài)特性考慮的按物料和能量平衡關系控制的方案，在具體應用時很難保證產品的質量，僅在產品質量指標并不嚴格的情況下才能使用。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，終導致生產不能正常進行。