精馏装置正常运行的条件

精馏装置正常运行的条件 知识点编号 ZYKC20112902040601 新课导入 在 传质与分离 学习领域课程中 已进行 回流 和 精馏过程的运行状况 的内容学习 回顾1回流是保证精馏操作能持续进行稳定操作的必要条件之一 问题1影响精馏操作的因素有哪些 回答 主要归纳为以下三个方面 物性条件 被分离物料的性质和组成 结构条件 例如 塔高 塔径和塔板结构等 和操作条件 例如 温度 压强 流量等 一 精馏装置正常运行的条件 新课展开 精馏过程能够正常进行 完成生产任务 并达到规定的质量要求 必须具备一定的条件 如图1所示 对于现有的精馏装置和特定的物系 影响精馏装置稳态 高效操作的因素主要是操作条件 图1精馏装置 1 回流在精馏生产中 回流量是根据生产的质量要求进行控制的 1 液相回流精馏过程要正常进行 塔板上必须有一定的厚度的液层 同时也必须有一定量的蒸气穿过液层流动 若没有回流的液体 没有向上流动的蒸气 塔板上的传热和传质就无法实现 因此液相回流和向上蒸气气流是保证精馏过程连续稳定进行的重要条件 一 精馏装置正常运行的条件 1 回流 一 精馏装置正常运行的条件 2 回流比例1表1的生产数据可以说明回流比的影响 表1回流比的大小对产品质量和产品产量的影响 从表中可以清楚地看到 在不同的分离效果时 塔顶和塔底的产品量都发生了变化 同时回流比也发生了变化 当塔顶产品量D减少时 则回流比R就增大 塔顶产品浓度就提高了 1 回流 2 回流比问题2回流比的大小对产品质量和产量有什么影响 回答 表1的生产数据说明了回流比的影响 理论分析和实践都说明 回流比的大小对塔顶产品产量和质量影响很大 回流比越大 塔顶产品产量越少 质量越高 生产中经常用回流比来调节 控制产品的质量 一 精馏装置正常运行的条件 2 温度 一 精馏装置正常运行的条件 在总压一定的条件下 精馏塔内各块板上的物料组成与温度一一对应 当板上的物料组成发生变化时 其温度也就随之起变化 一个正常操作的精馏塔 在受到外界因素干扰时 全塔各板的物料组成将发生变化 全塔的温度分布也将发生相应的变化 因此能够用测量温度的方法预示塔内组成 尤其是塔顶馏出液组成的变化 问题3什么是灵敏板 回答 精馏塔内某些塔板处的温度对外界干扰的反应特别明显 即当操作条件发生变化时 这些塔板上的温度将发生显著变化 这种塔板称为灵敏板 一般取温度变化最大的那块板为灵敏板 灵敏板 此块塔板 对应的温度称为灵敏板温度 问题4测定灵敏板温度有什么作用 回答 精馏生产中由于物料不平衡或是塔的分离能力不够等原因造成的产品不合格现象 都可及早通过灵敏板温度变化情况得到预测 从而可及早发出信号使调节系统能及时加以调节 以保证精馏产品的合格 一 精馏装置正常运行的条件 2 温度问题5精馏塔内各处温度一样吗 回答 明显是不一样的 由于塔内每层塔板上组成不一样 所以塔内每一块塔板温度都不相同 问题6精馏塔内温度分布怎样 回答 由于在塔底难挥发组分浓度最高 所以塔底部温度最高 而塔顶易挥发组分浓度最高 所以塔顶温度最低 整个塔内的温度由下向上逐渐降低 精馏塔釜温是由釜压和物料组成决定的 在加热能力足够时 与加热量的大小无关 精馏过程中 只有保持规定的釜温 才能确保塔釜产品质量 问题7塔釜温度低于规定值时 提高塔釜温度对精馏操作产生什么影响 回答 塔釜温度低于规定值时 提高塔釜温度 则使塔内易挥发组分减少 同时使上升蒸气的速度增大 2 温度问题8塔釜温度低于规定值时 提高塔釜温度对精馏操作的产品有什么影响 回答 塔釜温度低于规定值时 提高塔釜温度可使提高塔底产品中易挥发组分含量xW减小 从而提高塔底产品质量 问题9塔顶温度高于规定值 对精馏操作的产品有什么影响 回答 精馏塔塔顶温度的变化直接影响塔顶产品的组成 塔顶温度高于规定值时 则反映出塔顶产品组成xD下降 从而降低塔顶产品质量 在操作过程中 保持每一块塔板的温度稳定 是保证精馏操作稳定进行的重要条件 一 精馏装置正常运行的条件 3 压力蒸气从塔底进入精馏塔 并且能够穿过每层塔板流向塔顶 需要有一定的压力 这样才能保证蒸气在流动过程中有足够的动力 在操作过程中需要控制压力的稳定 问题10塔压的波动对塔的操作将产生什么影响 1 影响产品质量和物料平衡例2压力增加 在塔釜产品中 易挥发组分含量增加 如果从塔顶得到产品 则可提高产品的质量和易挥发组分的浓度 2 改变组分间的相对挥发度例3压力增加 组分间的相对挥发度降低 分离效果会下降 3 改变塔的生产能力例4压力增加 组分的重度增大 塔的处理能力增大 一 精馏装置正常运行的条件 4 塔板数精馏装置之所以能够得到高浓度的产品 主要的过程是多次部分气化和多次部分冷凝 而每一次冷凝和气化都发生在一块塔板上 因此精馏塔应具有相应数量的塔板数 才能保证分离效果 问题11若塔板数增加 对给定的分离任务 精馏塔的分离效果如何 回答 精馏塔的分离效果增加 完成同样的分离任务 产品质量更好 一 精馏装置正常运行的条件 一 精馏装置正常运行的条件 新课展开 5 采出量包括塔顶产品采出量和塔底产品采出量 精馏操作中塔顶产品采出量和塔底产品采出量必须满足全塔的物料平衡 1 塔顶产品采出量问题12在冷凝器的冷凝负荷不变的情况下 减小塔顶产品采出量 将会对精馏操作产生何种影响 回答 使回流量增加 塔压差增加 可以提高塔顶产品的纯度 但产品量减少 一 精馏装置正常运行的条件 新课展开 5 采出量 2 塔底产品采出量问题13在正常操作中 若进料量 塔顶采出量一定时 塔底产品采出量太小 将会对精馏操作产生何种影响 回答 会造成塔釜内液位逐渐上升 以致充满整个加热釜的空间 使釜内液体没有蒸发空间而难于气化 并使釜内气化温度升高 甚至将液体带回塔内 引起产品质量的下降 问题14在正常操作中 若进料量 塔顶采出量一定时 塔底产品采出量太大 将会对精馏操作产生何种影响 回答 使釜内液面较低 加热面积不能充分利用 则上升蒸气量减少 漏液严重 使塔板上传质条件变差 板效率下降 如不及时处理 则有可能产生 蒸空 现象 课堂巩固 练习1精馏装置正常运行必须具备哪此重要条件 练习2当塔压升高时会引起什么后果 课堂小结 1 物性条件 被分离物料的性质和组成 结构条件 例如 塔高 塔径和塔板结构等 和操作条件 例如 温度 压强 流量等 是影响精馏操作的主要因素 2 液相回流和蒸气回流是保证精馏过程连续稳定进行的重要条件 3 回流比的大小对产品产量和产品质量影响很大 回流比越大 产品产量越少 质量越高 生产中经常用回流比来调节 控制产品的质量 4 整个精馏塔内的温度由下向上逐渐降低 5 在操作过程中 保持每一块塔板的温度稳定 是保证精馏操作稳定进行的重要条件 6 塔压的波动对塔的操作将产生重要影响 在操作过程中需要控制压力的稳定 7 精馏塔应具有相应数量的塔板数 以保证分离效果 8 精馏操作中塔顶产品采出量和塔底产品采出量必须满足全塔的物料平衡 9 精馏装置要正常运行 必须保证一定的回流量 保持每一块塔板的温度稳定 塔压的稳定 相应数量的塔板数及塔顶产品和塔底产品的采出量 作业布置 1 单项选择 1 在再沸器中溶液而产生上升蒸气 是精馏得以连续稳定操作的一个