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發布時間:2021-09-06 15:16  
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精餾塔工藝要求和約束條件
要對精餾塔實施有效的自動控制,必須首先了解精餾塔的控制目標。精餾塔的控制目標一般從質量指標、產品產量和能量消耗三方面考慮。任何精餾塔的操作情況同時受約束條件的制約,因此,在考慮精餾塔控制方案時一定要把這些因素考慮進去。
1.質量指標
質量指標(即產品純度)必須符合規定的要求。一般應使塔頂或塔底產品之一達到規定的純度,要求另一個產品也應該維持在規定的范圍之內,或者塔項和塔底的產品均保證一定的純度要求。如果產品質量不合格,它的價值就將遠遠低于合格產品。但決不是說質量越高越好。由于質量超過規定,產品的價值并不因此而增加;而產品產量卻可能下降,同時操作成本主要是能量消耗會增加很多。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。因此,總的價值反倒下降了。由此可見,除了要考慮使產品符合規格外,還應同時考慮產品的產量和能量消耗。
2.產品產量指標
在達到一定質量指標要求的前提下,應得到盡可能高的產量,從而使產品的回收率提高。這對于提高經濟效益顯然是有利的。
產品的回收率定義為產品量與進料中該產品組分的量之比。即:
Ri=P/Fzi (8)
生產效益除了產品純度與產品回收率之間的關系,還必須考慮能量消耗因素。由精餾原理可知,用精餾搭進行混合物的分離是要消耗一定能量的;要使分離的產品質量越高,產品產量越多,所需的能量也就越大。
按精餾段指標的控制方案
如果對塔頂出料的成分要求高于釜底出料時,或者全部為氣相進料時,或當塔底提餾段板上的溫度不能很好地反映產品組分變化時,則可采用精餾段控制。精餾段溫度也是衡量質量指標的間接指標,它是以改變回流量作為控制手段的方案,稱為精餾段溫控。
除了上述主要控制系統外,精餾段溫控還設有若干個輔助控制系統。對進料量、塔壓、塔底采出量與塔頂餾出液的控制方案,與提餾段溫控時相同。在精餾段溫控時,再沸器加熱量應維持一定,而且足夠大,以使塔在1大處理量時,仍能保持塔底產品的質量。
由于采用了精餾段溫度作為間接質量指標,因此它能較直接地反映精餾段的產品情況。當精餾段恒定后,能較好地保證塔頂產品的質量。對于動態氣相進料時,其進料量的變化過程也比較快,采用精餾段溫控就比較及時。
提餾段和精餾段溫控方案,分別以塔底和塔頂的溫度作為被控變量。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,同時對溫控的調節精度都有很高的要求,但實際上卻很難做到。由此可見,除了要考慮使產品符合規格外,還應同時考慮產品的產量和能量消耗。解決這一問題的方法,是取精餾塔的靈敏板的溫度作為被控變量。
所謂靈敏板,是指當塔的操作受到擾動或控制作用時,各板上的物料組分和溫度變化1大的那塊塔板。當產品組分變化時,在靈敏板處可獲得1大的的溫度變化值,所以,以靈敏板溫度進行控制時,塔的產品純度可以得到保證。
可溶性鈣鹽轉化成碳酸鈣垢在蒸餾過程中,可溶性有機酸鈣鹽與醪液中的可溶性碳酸鹽反應生成碳酸鈣垢:
CaA2 Na2CO3=CaCO3↓ 2NaA
CaA2 K2CO3=CaCO3↓ 2KA
2.3.3 可溶性鈣鹽受熱分解生成難溶碳酸鈣垢在蒸餾過程中,可溶性鈣鹽受熱分解生成溶解度小的鹽垢:
Ca(H CO3)2 =CaCO3 ↓ H2O CO2↑ Mg(HCO3)2 = MgCO3↓ H2O CO2↑
前處理制漿工藝對醪垢的生成也有影響
在酒精生產中,前處理制漿工藝可分為干法、半干法、濕法及改良濕法等,其對醪液輸送、換熱、蒸餾等過程中的結垢及積料影響程度從小到大,依次為濕法、干法、半干法、改良濕法。當產品組分變化時,在靈敏板處可獲得最1大的的溫度變化值,所以,以靈敏板溫度進行控制時,塔的產品純度可以得到保證。無論哪種制漿工藝,造成堵塔或換熱器效率下降的主要原因均為醪垢的積累,物料粒度則是次要原因。