化工行業(yè)安全培訓:影響精餾操作開車的主要因素
[日期:2023-12-11] 來源:云南技能考試網(wǎng) 作者:云南技能考試網(wǎng) 閱讀:319次
根據(jù)精餾塔的總物料衡算可知,對于一定的原料液流量F和組成xF,只要確定了分離程度xD和xW,餾出液流量D和釜殘液流量W也就確定了。而塔頂組成xD和塔釜xW組成決定了氣液平衡關系、xF、F、R和理論板數(shù)NT(適宜的進料位置),因此D和W只能根據(jù)xD和xW確定,而不能任意增減,否則進、出塔的兩個組分的量不平衡,必然導致塔內(nèi)組成變化,操作波動,使操作不能達到預期的分離要求。
在精餾塔的操作中,需維持塔頂和塔底產(chǎn)品的穩(wěn)定,保持精餾裝置的物料平衡是精餾塔操作的必要條件,通常由塔底液位來控制精餾塔的物料平衡。
回流比是影響精餾塔分離效果的主要因素,生產(chǎn)中經(jīng)常用回流比來調(diào)節(jié)、控制產(chǎn)品的質(zhì)量。例如當回流比增大時,精餾產(chǎn)品質(zhì)量提高;反之,當回流比減小時,xD減小而xW增大,使分離效果變差。
回流比增加,使塔內(nèi)上升蒸氣量及下降液體量均增加,若塔內(nèi)氣液負荷超過允許值,則可能引起塔板效率下降,此時應減小原料液流量。
2)塔頂冷凝器為分凝器時,可增加塔頂冷劑的用量,以提高凝液量,增大回流比。
3)有回流液中間罐的強制回流,可暫時加大回流量,以提高回流比,但不得將回流儲罐抽空。
然而,在餾出液采出率D/F一定的條件下,借增加回流比R以提高xD的方法并非總是有效。此外,加大操作回流比意味著加大蒸發(fā)量與冷凝量,這些數(shù)值還將受到塔釜及冷凝器傳熱面積的限制。
當進料組成和熱狀況(xF和q)發(fā)生變化時,應適當改變進料位置,并及時調(diào)節(jié)回流比R。一般精餾塔常設幾個進料位置,以適應生產(chǎn)中進料狀況,保證在精餾塔的適宜位置進料。如進料狀況改變而進料位置不變,必然引起餾出液和釜殘液組成的變化。
進料熱狀況對精餾操作有著重要意義。常見的進料熱狀況有五種,不同的進料狀況,都直接影響提餾段的回流量和塔內(nèi)的氣液平衡。精餾塔較為理想的進料狀況是泡點進料,它較為經(jīng)濟和最為常用。對特定的精餾塔,若xF減小,則將使xD和xW均減小,欲保持xD不變,則應增大回流比。
釜溫是由釜壓和物料組成決定的。精餾過程中,只有保持規(guī)定的釜溫,才能確保產(chǎn)品質(zhì)量。因此釜溫是精餾操作中重要的控制指標之一。
提高塔釜溫度時,塔內(nèi)液相中易揮發(fā)組分減少,同時,上升蒸氣的速度增大,有利于提高傳質(zhì)效率。如果由塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品,則塔釜排出的難揮發(fā)物中易揮發(fā)組分減少,結果是使塔頂產(chǎn)品損失減少;如果塔釜排出物為產(chǎn)品,則可提高產(chǎn)品質(zhì)量,但塔頂排出的易揮發(fā)組分中夾帶的難揮發(fā)組分增多,從而增大損失。因此,在提高溫度的時候,既要考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量,又要考慮到工藝損失。
當釜溫變化時,通常改變蒸發(fā)釜的加熱蒸汽量,使釜溫轉為正常。當釜溫低于規(guī)定值時,應加大加熱蒸汽用量,以提高釜液的汽化量,使釜液中重組分含量相對增加,泡點提高,釜溫提高。當釜溫高于規(guī)定值時,應減少加熱蒸汽用量,以減少釜液的汽化量,使釜液中輕組分的含量相對增加,泡點降低,釜溫降低。
塔的壓力是精餾塔主要的控制指標之一。在精餾操作中,常常規(guī)定了操作壓力的調(diào)節(jié)范圍。塔壓波動過大,就會破壞全塔的氣液平衡和物料平衡,使產(chǎn)品質(zhì)量達不到設計要求。提高操作壓力,可以相應地提高塔的生產(chǎn)能力,操作穩(wěn)定。但在塔釜難揮發(fā)產(chǎn)品中,易揮發(fā)組分含量增加。如果從塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品,則可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和易揮發(fā)組分的濃度。影響塔壓變化的因素是多方面的,例如:塔頂溫度、塔釜溫度、進料組成、進料流量、回流量、冷劑壓力等的變化以及儀表故障、設備和管道的凍堵等,都可能引起塔壓的變化。真空蒸餾的真空系統(tǒng)出了故障、塔頂冷卻器的冷卻劑突然停止等都會引起塔壓的升高。1)在對塔頂壓力穩(wěn)定性要求不高的情況下,無需安裝壓力控制系統(tǒng),應當在精餾設備(冷凝器或回流罐)上設置一個通大氣的管道,以保證塔內(nèi)壓力接近于大氣壓。2)對塔頂壓力的穩(wěn)定性要求較高或被分離的物料不能和空氣接觸,且塔頂冷凝器為全凝器時,塔壓多是靠冷劑量的大小來調(diào)節(jié)的。3)用調(diào)節(jié)塔釜加熱蒸汽量的方法來調(diào)節(jié)塔釜的氣相壓力。在生產(chǎn)中,當塔壓變化時,控制塔壓的調(diào)節(jié)機構就會自動動作,使塔壓恢復正常。當塔壓發(fā)生變化時,首先要判斷引起變化的原因,而不要簡單地只從調(diào)節(jié)上使塔壓恢復正常,要從根本上消除引起變化的原因,才能不破壞塔的正常操作。如釜溫過低引起塔壓降低,若不提高釜溫,而單靠減少塔頂采出來恢復正常塔壓,將造成釜液中輕組分大量增加。由于設備原因而影響了塔壓的正常調(diào)節(jié)時,應考慮改變其他操作因素以維持生產(chǎn),嚴重時則要停車檢修。1)開工準備。包括塔及管線的吹掃、清洗、試漏等,檢查儀器、儀表、閥門等是否齊全、正確、靈活,與有關崗位聯(lián)系,進行開車。2)預進料。先打開放空閥,充氮置換系統(tǒng)中的空氣,以防在進料時出現(xiàn)事故,當壓力達到規(guī)定指標后停止。打開進料閥,進料要求平穩(wěn),打入指定液位高度的料液后停止。4)建立回流。塔釜見液面后,以一定的升溫速率緩慢升溫至工藝指標。隨著塔壓的升高,逐漸排出設備內(nèi)的惰性氣體,并逐漸加大塔頂冷凝器的冷劑量,當回流液槽的液面達1/2以上時,開始回流。在全回流情況下繼續(xù)加熱,直到塔溫、塔壓均達到規(guī)定指標,產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。4)進料與采出產(chǎn)品。打開進料閥進料,同時從塔頂和塔底采出產(chǎn)品,調(diào)節(jié)到指定的回流比。5)控制調(diào)節(jié)。精餾塔控制調(diào)節(jié)的實質(zhì)是控制塔內(nèi)氣、液相負荷的大小,以保持良好的傳質(zhì)和傳熱,獲得合格產(chǎn)品。但氣、液相負荷無法直接控制,生產(chǎn)中主要通過控制溫度、壓力、進料量及回流比來實現(xiàn)。空塔加料時,由于沒有回流液體,精餾段的塔板處于干板操作狀態(tài)。由于沒有氣液接觸,氣相中的難揮發(fā)組分容易被直接帶入精餾段。如果升溫速率過快,則難揮發(fā)組分會大量地被帶到精餾段,而不易為易揮發(fā)組分所置換,塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不易達到合格,導致開車時間長。當塔頂有了回流液,塔板上建立了液體層后,升溫速率可適當?shù)靥岣摺?/span>減壓精餾塔的升溫速率,對于開車成功與否的影響,將更為顯著。如果升溫速率太快,則頂部尾氣的排出量太大,真空設備的負荷增大,在真空泵最大負荷的限制下,可能使塔內(nèi)的真空度下降,開車不易成功。開車時,對閥門、儀表一定要勤調(diào)、慢調(diào),合理使用。發(fā)現(xiàn)有不正,F(xiàn)象應及時分析原因,果斷進行處理。1)臨時停車。接停車命令后,馬上停止塔的進料、塔頂采出和塔釜采出。進行全回流操作。適當減少塔頂冷劑量及塔釜熱劑量,全塔處于保溫、保壓的狀態(tài)。如果停車時間較短,可根據(jù)塔的具體情況處理,只停塔的進料,可不停塔頂采出(此時為產(chǎn)品),以免影響后工序的生產(chǎn),但塔釜采出應關閉。這種操作破壞了正常的物料平衡,不可長時間應用,否則產(chǎn)品質(zhì)量會下降。2)長期停車。接停車命令后,立即停止塔的進料,產(chǎn)品可繼續(xù)進行采出,當分析結果不合格時,停止采出,同時停止塔釜加熱和塔頂冷凝,然后放凈釜液。對于分離低沸點物料的塔,釜液的放凈要緩慢進行,以防止節(jié)流造成過低的溫度使設備材質(zhì)冷脆。