精馏塔工艺操作影响因素及对策,收藏备用!


编 辑 | 化工活动家
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关键词 | 精馏塔  工艺操作  影响因素  

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精馏塔工作原理



精馏塔在石油化工中应用较为普遍,其原理是先把液体混合物进行部分汽化,然后把产生的蒸汽进行部分冷凝,如此反复进行汽化和冷凝的过程,使混合物中组分依次分离。具体到一次汽化和冷凝的过程,当温度升高发生汽化时,由于低沸点物质易于汽化,使得它在汽相中的浓度相对较高,在冷凝的过程中,沸点高的组分易于冷凝,导致冷凝液中高沸点的物质浓度较高。这样经过一个汽化和冷凝的过程就达到了组分初步分离的目的,多次重复汽化和冷凝的过程,就可以达到对烃类混合物的分离提纯。


精馏塔工艺操作影响因素及对策分析


01

物料平衡的影响

在精馏塔操作中,物料平衡是影响系统平衡的重要因素之一,可以通过宏观上控制来调节物料平衡。不能随意改变进塔的原料流量、塔顶馏出流量及塔釜残液流量,不然会改变精馏塔进出组分量的平衡,导致塔内平衡发生变化,从而使得操作波动,最终影响分离效果。为了保持精馏塔内物料平衡,可以通过实时监测塔底液位来实现,保持精馏塔内物料平衡是精馏塔稳态操作的基础,也是维持塔顶和塔底产品稳定的关键。

02

回流比的影响

回流比是影响精馏塔产品质量和分离效果的重要因素,在精馏塔精馏段生产操作中,常通过控制回流比来调节、控制塔顶和塔底产品质量。研究表明,对于同一个精馏塔,当增大回流比时,所需板数减少,精馏产品质量得到提高,但是回流比过大,会出现塔淹,导致精馏塔不能正常操作;当减小回流比时,所需板数增多,产品质量下降。回流量增大会使塔压增大,能够提高塔顶产品纯度,反之,回流量减小,塔压随之变小,塔顶产品纯度降低。

为了控制好精馏塔回流比,提高产品质量,可以从以下几个方面来实现:

①适当降低塔顶采出量,使回流比增大;

②对于塔顶采用分凝器作为冷凝器的,可以适当增加塔顶冷却剂用量,使凝液量增加,从而提高回流比;

③对于精馏塔有回流液中间储槽的,可以采取强制回流来增大回流量,使回流比增大。


03

进料量的影响

在精馏塔操作中,当进料量发生变化,要相应地调节加热剂和冷凝剂用量,在这个过程中,塔顶温度和塔釜温度不会有明显变化,但是会影响塔内蒸汽上升的速度,具体表现为:

①当进料量增大时,蒸汽上升速度接近液泛速度,传质效果较好,分离效率高,但要注意蒸汽上升速度不能超过泛液速度,否则会影响精馏塔正常操作;

②当进料量降低时,蒸汽上升速度降低,传质效果不好,甚至会造成漏液情况出现,导致分离效率降低。进料量的变化范围不易过大,否则超过塔顶冷凝器和塔釜再沸器的负荷,造成精馏塔内温度变化,从而影响气液平衡,导致塔顶和塔底产出的产品质量不合格,造成物料损失。

04

进料组成的影响

进料组成也会影响精馏塔的操作,主要表现在以下几个方面:

①随着原料中易挥发组分增加,提馏段所需的塔板增多,这会导致塔板数固定的精馏塔提馏段负荷增大,使得釜液中易挥发组分增多,精馏塔损失增大,此外还会影响塔内部物流平衡,导致塔压升高;

②原料中难挥发组分增加,提馏段所需塔板数减少,釜液中难挥发组分增加,导致塔压降低。

05

塔釜温度的影响

塔釜温度受到釜压和物料组成的影响,只有保持塔釜温度在合理范围,才能保证精馏产品的质量。研究表明,当塔釜温度升高,釜液中易挥发组分会减少,蒸汽上升速度会加快,能够提高传质效率。精馏塔产品由塔顶得到时,升高温度塔釜温度能够减少损失,如果产品是由塔釜排出,升高温度,易挥发组分排出,产品质量得到提高,但部分难挥发组分会随易挥发组分从塔顶排出,造成损失增大。因此,在调节温度时,既要考虑产品质量,又要考虑工艺损失。

06

塔压的影响

塔压变化会带来较多影响,主要表现在:

①塔压变化会影响塔内部汽液相平衡,压力增加,组分挥发度降低,分离效率会下降;

②塔压会影响产品产量和质量,当塔压升高,塔釜中汽相含量降低,难挥发组分都留在液相中,残液中还有部分易挥发组分,导致产液量增加,产品产量下降;

③塔压升高影响操作温度,精馏塔中气液相与温度具有严格的对应关系,温度是衡量产品质量的标准之一。当塔压升高时,会导致全塔温度升高;

④塔压影响生产能力,当塔压升高时,塔釜中汽相密度变大,而汽相量减少,能够在一定程度上提高塔的处理量。