精馏操作的影响

精馏操作的影响因素1、塔顶采出量的大小对精馏操作有什么影响？精馏塔塔顶采出量的大小与该塔进料量的大小有着相互对应的关系，进料量增加，采出量应增大。采出量只有随进料量变化时，才能保持塔内固定的回流比，维持塔的正常操作，否则将会破坏塔内的气液平衡。例如，当进料量不变时，若塔顶采出量增大，则回流比势必减小，引起各板上的回流液量减少，气液接触不好，传质效率下降；同时操作压力也下降，各板上的气液相组成发生变化。结果是重组分被带到塔顶，塔顶产品的质量不合格。在强制回流的操作中，如果进料量不变，塔顶采出量突然增大，则易造成回流液贮槽抽空。回流液一中断，顶温就升高，这同样也会导致塔顶产品质量下降。如果进料量加大，但塔顶采出量不变，其后果是回流比增大，塔内物料增多，上升蒸气速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛。2、塔底采出量的大小对精馏操作有什么影响？塔釜保持稳定的液面，是维持釜温恒定的首要条件。塔釜液面的变化，又主要决定于塔底采出量的大小。当塔底采出量过大时，会造成塔釜液面降低或抽空。这将使通过蒸发釜的釜液循环量减少，从而导致传热不好，轻组分蒸不出去，塔顶、塔釜的产品均不合格。如果是利用列管式蒸发釜，由于循环液量太小，使釜液经过上半部列管时形成过热气体，表现为挥发管的气体温度较高，而釜温却较低。如果塔底采出量过小，将会造成塔釜液面过高（严重时会超过挥发管甚至淹塔），增加了釜液循环阻力，同样造成传热不好，釜温下降。此外，维持一定的釜液面还起着液封的作用，以确保安全生产。3、塔的安装对精馏操作有什么影响？不同的物料和不同的工艺过程，对塔设备提出的要求是不同的。但是，一般总希望塔设备的分离能力高，生产能力大，操作稳定。对于一个定型的塔设备来说，由于安装上有问题，就可能会达不到以上的要求。如塔身、塔板、溢流口等，在安装时若不符合要求，有可能对精馏操作带来影响。（1）塔身塔身要求垂直，一般的倾斜度不能超过千分之一，否则将会在塔板上造成死区，对于小直径（600mm）的精馏塔来说，如果塔板的安装是先分节安装，然后再组装的话，则塔身的不垂直将直接影响全塔的所有塔板的水平度，使塔的效率降低。（2）塔板塔板要求水平，其水平度用水平仪测定不能超过±2毫米。如果塔板不水平，将造成板面上的液层高度不均，塔内上升蒸汽易从液层高度较小的浅处穿过，从而降低塔板的效率。（3）溢流口溢流口与下层塔板的距离，要根据生产能力和下层塔板的溢流堰的高度而定。但必须满足溢流口插入受液盘的液体中，以封住上升蒸汽。如果溢流口与下层塔板的距离太近，则可能造成上层塔板的回流也不能顺利流入下层塔板，使上层塔板的液层增高，下层塔板的压力增大，严重时造成液泛。溢流口过高，超过溢流堰的高度时，上升的蒸汽“走短路”，从溢流管直接上升到上层塔板，起不到液封作用，影响塔板效率。安装时，对于各种具体的塔板类型都有不同程度的要求，如果不按要求去安装，将可能使塔的生产效率大大下降。4、填料塔在操作上有什么要求？填料塔的操作中，蒸气速度的大小，对传质效率有直接的影响。气速小时，接触面仅限于填料的表面，传质效率不高，随气速的增加，传质效率有所提高，但当气速超过了最大允许速度时，将会产生液泛现象，这是操作中不允许的。另外，喷淋密度的大小对填料塔的精馏效果也有一定的影响。当喷淋密度很小时，填料表面则不能完全被液体所湿润，使精馏效率下降；当喷淋密度过大时，液体又会不经过填料表面而沿塔壁流下，特别是在气速过小时，这种现象更为严重，也就是我们常说的壁流或漏液现象，会使精馏效率降低。5、精馏塔的操作应掌握好哪三个平衡？精馏塔的操作应掌握好以下三个平衡：（1）物料平衡体现了塔的生产能力，它主要是靠进料量和塔顶、塔底采出量来调节。当塔的操作不符合总的物料平衡式时，这可以从塔压差的变化上看出，进得多，取得少，则塔压差上升。对于一个固定的精馏塔来说，塔压差应该在一定范围内。塔压差过大，说明塔内上升的蒸汽速度过快，雾沫夹带严重，甚至发生液泛，破坏塔的正常操作；塔压差过小，表明塔内上升蒸汽的速度过小，塔板上的气液湍动的程度过低、传质效果差，使塔板产生漏液，降低塔板效率。如果精馏塔的操作不符合对某组分的物料平衡式时，将有两种表现：A、轻组分的采出量超过了物料平衡的量，在这种情况下，将使塔内的物料组成变重，全塔温度逐步升高，塔顶馏分中重组分的浓度增加，以致产品质量不合格。B、重组分的采出量超过了物料平衡的量，全塔的物料组成将随着操作的进行而逐渐变轻，塔身温度下降，特别是釜温明显下降，釜液中轻组分的浓度增加，产品质量也不合格。由此可见，物料平衡掌握不好，将使整个塔的操作处于混乱状况，达不到预期的目的。另外，如果正常的物料平衡受到破坏，那么，气液相平衡也达不到预想的效果，随之而来的热量平衡也得重新调整。所以物料平衡是塔操作中的一个关键环节。（2）气液平衡主要体现了产品的质量和损失情况。它是靠调节塔的操作条件（温度、压力）及塔板上气液接触的情况来达到的。因为，只有在温度、压力固定时，才能确定气液平衡组成。精馏塔的操作温度和压力是根据塔的分离任务（即关键组分的分离度）决定的。当温度、压力发生变化时，气液平衡所决定的组成就发生了变化，产品的质量也将发生变化。但是，气液相平衡的组成又是靠在每块塔板上的气液互相接触进行传质和传热而实现的。也就是说，气液相平衡和物料平衡密切相关。物料平衡掌握的好，塔内上升蒸气的速度合适，气液接触好，则传质效率高，每块板上的气液组成就愈接近于平衡组成，也就是常说的板效率高，反之亦然。当然，温度、压力也会随着物料平衡的改变而变化。反过来，温度、压力的改变又可造成塔板上气相和液相相对量的改变，从而破坏原来的物料平衡。总之，气液平衡的组成与物料平衡有着密不可分的关系。例如，釜温低于规定值，会使塔板上的液相量增加，蒸气量减少，釜液量增加，顶部产物量减少；当顶温高于规定值时，就会使塔板上的气相量增加，液相量减少，顶部产物量增加，釜液量减少。这些都会破坏正常的物料平衡。（3）热量平衡是物料平衡和气液相平衡得以实现的基础。没有塔釜供热就没有上升蒸汽，没有塔顶冷凝就没有回流液，整个精馏过程就无法实现。而热量平衡又是依附于物料平衡和气液相平衡的。例如，进料量或组成发生了改变，则塔釜耗热量和塔顶冷剂量均应作相应的改变。塔的操作压力、温度发生了改变（即气液平衡组成改变），则每块板上气相冷凝的放热量和液体气化的吸收热量也会发生改变。例如，加热釜的供热不够，就会造成塔釜温度达不到规定值，致使：①物料平衡破坏，釜液排出量增多，塔顶馏出量减少，对塔顶得到产品的工艺过程来说，塔的生产能力下降；②气液平衡破坏，塔内上升蒸气量减少，气液接触变差，传质效率下降，同时气相中重组分含量减少，液相中轻组分含量增加，釜液中轻组分损失加大。由以上分析可知：掌握好物料平衡、气液平衡、热量平衡是精馏操作的关键所在。这三个平衡是能够互相影响，互相制约的，操作中通常以物料平衡的变化为主，相应地调节热量平衡去达到气液相平衡的目的。6、精馏塔操作中影响塔压变化的因素有哪些？如何调节？塔压是精馏塔主要的控制指标之一。塔压应稳定在适宜范围内，若波动太大，就会破坏全塔的物料平衡和气液平衡，使产品达不到所要求的的质量。影响塔压变化的因素有：塔顶温度、塔釜温度、进料组成、进料流量、回流量、冷剂量、冷剂压力以及仪表故障、设备和管道的冻堵等，它们都可以引起塔压的变化。在生产中，当以上因素变化引起塔压变化时，控制塔压的调节机构就会自动运行，使塔压恢复正常。当塔压发生变化时，首先要判断引起变化的原因，而不要简单地只从调节上使塔压恢复正常，要从根本上消除变化的原因，才能不破坏塔的正常操作。例如：当冷剂量不足或塔顶冷凝设备出现故障引起塔压升高时，若不采取正常的处理方法，而只是加大塔顶采出量来恢复正常的塔压，就有可能将重组分带到精馏段，造成塔顶产品质量不合格。又如，釜温过低引起塔压降低时，若不提釜温，而单靠减少塔顶采出量来恢复正常塔压，将造成釜液中轻组分大量增加。当釜温突然升高，引起塔压上升时，重要的是恢复塔釜正常的温度，而不是单靠增加冷剂量和加大塔顶采出量来降低塔压；否则将容易产生液泛，破坏塔的正常操作。由于设备原因而影响了塔压的正常调节时，应当考虑改变其它操作因素以维持生产，严重时则要停车检修。7、在精馏操作中如何调整进料口的位置？通常，精馏塔进料口有三个，安装在塔的不同高度上。生产中应根据具体情况，选择适当的进料口，必要时还需进行调整。按照最佳进料板位置的含义可知，对进料温度在泡点或接近泡点进料的精馏塔，进料口的选择是依据进料的组成与进料板的组成相一致而决定的。一般来说，当被分离混合物中易挥发组分增多时，就选用位置较高的进料口，以增加提馏段的板数，反之，用位置较低的进料口。进料状态改变时也应相应地调整进料口，进料温度降低时，用位置较高的进料口；反之，用位置较低的进料口。8、对采用强制回流的精馏塔，回流突然中断是什么原因？怎样处理？回流突然中断的原因可能是：（1）回流液泵的电机跳闸；（2）回流液贮槽内的物料抽空；（3）回流液泵不上量；（4）对低沸点的回流液，因温度过高或泵的输出量过小，物料在泵内气化而不上量。应根据引起回流中断的原因，采取相应的措施处理。假如故障不能在短时间内排除，则应按临时停车处理。9、精馏操作中出现液泛现象如何处理？精馏操作中出现液泛现象时，正常的操作要受到破坏，这时要分析产生液泛的原因，做出相应的处理。若是设备问题引起的，应该停车检修；若是操作不当，使釜温突然上升引起的，则应停止或减少进料量，稍降釜温，停止塔顶采出，进行全回流操作，使带到塔顶去的难挥发组分慢慢地流到塔釜。当生产不允许停止进料时，可将釜温控制在稍低于正常的操作温度下，加大塔顶的采出量，减小回流比，当塔压降至正常值后，再将操作条件恢复正常。这种操作只能保证产品的数量，而不能保证产品的质量。10、控制精馏塔的塔釜液面有什么意义？塔釜液面的稳定是保证精馏塔平稳操作的重要条件之一。只有塔釜液面稳定时，才能保证塔釜传热稳定以及由此决定的塔釜温度、塔内上升蒸气流量、塔釜液组成等的稳定，从而确保塔的正常生产。釜液面的调节，多半是用釜液的排出量来控制的。釜液面增高，排出量增大，釜液面降低，排出量减少。也有用加热釜的热剂量来控制釜液面的，釜液面增高，热剂量加大。但是只知道这些是不够的，还必须了解影响釜液面变化的原因，才能有针对性的进行处理。影响釜液面变化的原因主要有以下五个方面：（1）釜液组成的变化在压力不变的前提下，降低釜温，就改变了塔釜的气液平衡组成，加大了釜液量和釜液中轻组分的含量。在釜液采出不变的情况下，将使釜液面增高。发生这种现象时，应首先恢复正常的釜温，否则，会造成大量的轻组分损失。（2）进料组成的变化当进料中重组分含量增加时，根据物料衡算，釜液量将增加，此时应相应的加大釜液的排出量，否则釜液面会升高。如果保持正常的釜液排出量而用升高釜温的方法去维持正常的釜液面，那么将会使重组分带到塔顶，造成塔顶产品的质量下降。（3）进料量的变化进料量增大，釜液排出量应相应地加大，否则釜液面会升高。（4）调节机构失灵调节机构失灵时，应改自动调节为手动调节，同时联系检修。（5）在开车初期时，由于塔板上液体较少，还没有处于良好的气液接触状态，大量的轻组分容易进入塔釜，其被塔釜气化的量一时还满足不了塔内的热量要求。因此，对于刚开车的塔，应在进料之前，对加热釜先适当预热，在塔釜见液面后就要适量供热，否则将会使釜温不易提起，使釜液面过高，釜液排出量增大，以致釜液中轻组分的损失增大。